王长进--京沪高速铁路精测网施工加密及CPIII测量方法-铁三院.ppt

1、京沪高速铁路 精测网施工加密与 CPIII测量方法,演绎诚信之本 追求卓越之路,铁道第三勘察设计院集团公司 2008年3月,提 要,一、京沪高速铁路精测网简介 二、精测网施工加密测量方法 （一）目前规范规定 （二）加密测量的必要性 （三）加密点的布设要求 （四）平面加密测量具体方法及精度要求 （五）高程加密测量具体方法及精度要求 三、CPIII测量简介 四、注意事项,一、京沪高速铁路精测网简介,京沪高速铁路精测网为一次布设、统一测量、整网平差，按铁道部的要求为“三网合一”，即勘测、施工、运营维护三个阶段的控制网合用一个控制网，满足勘测设计、建设施工、运营管理等各方面应用。,一、京沪高速铁路精测

2、网简介,（一）平面控制测量 精密控制测量平面控制网按分级布网的原则，分三级布设，第一级为基站网（框架网CPO），第二级基础平面控制网（CP），第三级为线路控制网（CP）。 第一级GPS基站网（框架网CPO）按每100km左右设置一座，按A级标准施测。北京至徐州段共布设的A级GPS基站8个。 第二级基础平面控制网（CP），按B级GPS标准沿线路成对布设，相邻点对长边4000m，点对间短边在8001000m且相互通视，困难地段不短于600m。 第三级为线路控制网（CP）,采用GPS法测量，按C级GPS标准沿线路布设成等边直伸形式，点间距在8001000m，困难地段不短于600m。,（二）高程控制测

3、量 高程控制网按照国家一、二等水准测量规范（GBT/12897-2006）施测。沿线布设基岩点、深埋水准点和一般水准点三种类型，组成统一的高程控制网，水准点位设在线路施工的影响范围以外。 1、基岩点：按约每100km设置一座，北京至徐州段采用既有和新布设基岩点共计6座。 2、深埋水准点：北京至济南段部分路段地处区域性地面沉降区，按每6-8km设置一个深埋水准点。深度根据地质地层条件及桥梁墩设计深度单独进行设计，平均深度约50m左右。 3、一般水准点：沿线一般水准点不大于2km布设一个，在特大桥、隧道附近和车站范围内增设水准点。为便于施工单位施工放样对高程点的引用，一般水准点尽量与CPI、CP点

4、位共用。,一、京沪高速铁路精测网简介,二、精测网施工加密测量方法,（一）目前暂规的规定 在暂规中，精测网除CPI、CPII、CPIII外，对于线下工程施工一级的精测网施工加密测量没有明确考虑，只在其中对提到需要移设或增设导线点、水准点时，其点位设置、测量方法以及精度要求同CPII及勘测高程控制测量。对施工过程中的加密测量工作的指导性和操作性不明显。,（二）加密测量的必要性 1、由于CPII的点间距一般为600-800m，水准点间距一般为2km左右，且由于勘测时地形条件所限，在CPII上直接进行施工放样，使用不方便，而且有的点放样距离太远，影响放样精度。 2、施工放样测量及监测工作量很大，需要经

5、常后视和检核已知点，只使用CPII后视、检核将增大工作量，且使用不方便。 3、CPII点及水准点少，施工时应该进行加密，这样既可保证有效施工控制点的数量，而且增加了检核条件。 4、增加精测网施工加密测量工作可方便后续施工测量，节约施工放样工作时间，保证放样精度。,二、精测网施工加密测量方法,（三）加密点的布设要求 1、在CPI、CPII及勘测水准点基础上进行加密。 2、点位选在距线路中线较近、稳固可靠且不易被施工破坏的范围内，便于长期保存，方便测设中线。 3、平面和高程点尽量共用，标石埋设标准同精测网CPII的要求。 4、点间距离在300m左右为宜，且点间互相通视。,二、精测网施工加密测量方法

6、,（四）平面加密测量具体方法及精度要求 平面一般均采用导线法进行加密测量。 （1）一般规定：,二、精测网施工加密测量方法,二、精测网施工加密测量方法,二、精测网施工加密测量方法,4）具体布设形式见图示,二、精测网施工加密测量方法,（3）数据平差处理方法 1）外业观测距离经归算和投影改化后进行平差计算。 2）起算数据为CPI、CPII级控制点，导线应在方位角闭合差及导线全长闭合差满足要求后，采用经鉴定通过的专业平差软件平差。 3）对于加密导线测量网来说，应进行多段落的整体严密平差(推荐一个CPI点对构成一个段落)；不宜按单一附合导线计算平差。 4）控制点的点位中误差应满足mx、my15mm，导线

7、点坐标成果保留到0.1mm。,二、精测网施工加密测量方法,（3）数据平差处理方法 5）平差软件： a TSDI_HRSADJ精密工程测量平差软件，铁三院和同济大学研制开发，已通过铁道部科技司鉴定，认为整体达到国际先进水平，可以推广使用，已在京津城际等项目中使用。 b 武汉大学科傻平差软件和清华山维平差软件等。 c 建议使用一套软件计算，另一套软件复核。,二、精测网施工加密测量方法,（五）高程加密测量具体方法及精度要求 1、水准加密观测按照国家二等水准施测，采用单路线往返观测。加密点设置同平面点，测量时附合在相邻的水准点上。 2、仪器使用Leica NA3003/Trimble Dini12等不

8、低于DS1级的精密电子水准仪用配套2m或3m铟瓦条码水准尺、尺垫。水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，经常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15。外业测量自动观测记录，一条路线的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。观测成果的重测和取舍按国家一、二等水准测量规范（GB/T 12897-2006）有关要求执行。,二、精测网施工加密测量方法,（五）高程加密测量具体方法及精度要求 3、观测时，视线长度50m，前后视距差1.0 m（光学），1.5 m（电子）；前后视距累积差3.0m（光学），6.0 m（电子）；视线高度0.3m（光学），0.5m（电子）；测站限差：两次读数差0

9、.4mm，两次所测高差之差0.6 mm，检测间歇点高差之差1.0 mm；观测读数和记录的数字取位：使用DS05 或DS1级仪器，读记至0.05mm或0.1mm；使用数字水准仪读记至0.01mm。 4、观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，按以下顺序进行。 往测：奇数站为后前前后，偶数站为前后后前； 返测：奇数站为前后后前，偶数站为后前前后,二、精测网施工加密测量方法,5、每一测段均为偶数测站。一组往返测一般安排在不同的时间段进行；由往测转向返测时，互换前后尺再进行观测；晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。 6、观

10、测前30分钟，将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；对于数字式水准仪，进行不少于20次单次测量，达到仪器预热的目的。测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%。观测时用测伞遮蔽阳光，对于电子水准仪，施测时均装遮光罩。,二、精测网施工加密测量方法,7、自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。 8、观测过程中为了保证水准尺的稳定性，选用2.5KG以上的尺垫，水准观测路线必须路面硬

11、实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。水准尺均借助尺撑整平扶直，确保水准尺垂直。,二、精测网施工加密测量方法,二、精测网施工加密测量方法,二、精测网施工加密测量方法,三、CPIII测量简介,CP主要为无碴轨道铺设和运营维护提供控制基准。控制网精度要求高，施测难度大，特别是CPIII自由设站边角交会网，是一种全新的测量方式，该测量方式在国内并不多见。目前在京津城际轨道交通工程铺设无砟轨道时使用，现已全线铺设完成，并开始试车。在京沪高速铁路无碴轨道铺设前，各施工标段均需要进行CP的测量，技术难度高

12、，工作量十分庞大，在此做简要介绍，希望提前公司及施工单位提前有思想准备，加强此方面的工作。 其精度要求如下表：,三、CPIII测量简介,CPIII自由设站边角交会网形及测量方法,铁三院于06年在国内率先进行了轨道设标网CPIII的研究和测量工作，与部科技司签订了京津城际精密工程控制测量技术与方法的研究科研课题，摸索出了一条完全满足京津城际轨道设标网（CPIII）测量精度要求的测量方式方法，成功申请到了两项国家实用新型专利，并根据国内的相关误差标准编写了具有自主知识产权的精密工程测量平差软件TSDI_HRSADJ，已于07年通过由铁道部科技司组织路内外知名测量专家进行的鉴定（鉴定意见认为该软件整

13、体达到国际先进水平，可以推广使用）。,三、CPIII测量简介,铁三院已成功建立了客运专线轨道设标网一体化测量系统，主要包括的内容： TSDI_HRSADJ 精密工程测量软件：可以正确地处理客运专线轨道设标网（CPIII自由设站边角交会网）测量数据。 外业一体化测量系统（全站仪机载软件）提高了外业测量的速度可可靠性，降低了操作人员的劳动强度。 两套软件相互无缝配合，实现了测量数据采集、管理、输出和平差处理的自动化与智能化。,三、CPIII测量简介,自投产应用以来，先后在以下项目推广应用： 京津城际轨道设标网建网测量及复测 石太客运专线CPII、南粱太行山隧道CPII & CPIII建网测量 济南

14、铁路局既有陇海、京沪、胶济CPII 、CPIII建网测量 太中银铁路CPII导线测量 长吉客运专线CPII测量 合武客运专线CPIII测量,三、CPIII测量简介,TSDI_HRSADJ软件功能,测站平差 坐标转换 平面网平差 测边网，测角网，边角混合网； 铁路CPIII自由设站边角交会网（轨道设标网GVN）； 分段平差重合点比较 水准网平差 无定向导线平差,三、CPIII测量简介,TSDI_HRSADJ软件特色,可读入多种格式的数据； 拟稳平差选择兼容的起算点； 间接平差模型进行平差； Baarda粗差探测方法剔除粗差； Helmert方差分量估计方法确定边角的权比； 水准闭合环自动搜索，经典平差、拟稳平差及伪逆平差三种平差成果可相互转换 强大的图形化显示功能； 矩阵计算采用稀疏矩阵存储和计算； 实现从数据采集到平差处理的自动化和一体化。,三、CPIII测量简介,四、注意事项,1、严格进行测量技术设计。 2、各类测量仪器设备如全站仪、光学水准仪、气压计、温度计等精度指标要满足要求，且须在计量检定有效期内使用。 3、项目开工前以及作业过程中，按有关规定做好仪器的常规检校工作，并认真填写仪器常规检校记