1、,中鐵十一局二公司測量室,,高速鐵路軌道控制網(wǎng)（ CPIII）測量培訓,2012年6月 合陽,CPIII測量流程圖,一、CPIII測量前的準備工作二、精測網(wǎng)加密測量及數(shù)據(jù)處理三、CPIII的布網(wǎng)埋標四、外業(yè)觀測（一）平面觀測（二）高程觀測五、數(shù)據(jù)處理,內(nèi) 容 提 綱,線下工程沉降和變形評估 無砟軌道對線下基礎工程的工后沉降要求非常嚴格，CPⅢ控制網(wǎng)測量應在線下工程沉降和變形滿足要求

2、且通過沉降評估后開展。,一、CPIII測量前的準備工作,精測網(wǎng)全面復測 根據(jù)《高速鐵路工程測量規(guī)范》（TB10601-2009）要求，CPⅢ建網(wǎng)前，應對CP0、CPⅠ、CPⅡ和線路水準基點進行全面復測。,CPⅡ控制網(wǎng)及二等水準基點加密 為滿足CPⅢ控制網(wǎng)測量聯(lián)測的需要，CPⅢ建網(wǎng)前，應對CPⅡ控制網(wǎng)、二等水準基點進行同精度加密。,線下工程平面線位復測 對竣工的線下工程在鋪設無砟軌道前應進行線路中線貫通測量，提前處

3、理施工引起的誤差，為高精度鋪設無砟軌道奠定良好的基礎。,一、CPIII測量前的準備工作,CPⅢ觀測條件的創(chuàng)造 CPⅢ數(shù)據(jù)采集時必須高度重視外部觀測條件的影響。CPⅢ觀測時，作業(yè)現(xiàn)場應無明顯震動、灰塵，觀測視線無遮擋物等。,CPⅢ測量的培訓工作 CPIII測量工作開展前，必須對現(xiàn)場作業(yè)人員開展相應的業(yè)務培訓。,鐵路工程獨立坐標系統(tǒng)----高速鐵路工程測量平面坐標系應采用工程獨立坐標系統(tǒng)。邊長投影在對應的線路軌道設計高程面上

4、，投影長度的變形值不大于10mm/km。 三網(wǎng)合一----高速鐵路工程測量的平面、高程控制網(wǎng)，按施測階段、施測目的及功能可分為勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運營維護控制網(wǎng)。為了保證勘測、施工、運營維護各階段平面測量成果的一致性，應該做到三網(wǎng)合一。也就是各階段平面控制測量應以基礎框架平面控制網(wǎng)（CP0）為起算基準，高程控制測量應以線路水準基點控制網(wǎng)為起算基準。精測網(wǎng)----高速鐵路工程測量平面控制網(wǎng)應按分級布網(wǎng)的原則分四級布設，第一級為框架

5、平面控制網(wǎng)（CP0）測量，第二級為基礎控制網(wǎng)（CPⅠ），第三級為線路平面控制網(wǎng)（CPⅡ），第四級為軌道控制網(wǎng)（CPⅢ）CP-----control Point（控制點的英語單詞首寫字母）,高速鐵路精密測量系統(tǒng)的基礎知識1,高速鐵路的精密測量系統(tǒng)分為平面控制測量和高程控制測量。高速鐵路的平面控制測量按照逐級控制的原則建立，共分四級控制。首級網(wǎng)為框架控制網(wǎng)CPO，點間距為50~70km，為GPS 一等三維網(wǎng)；二級網(wǎng)為基礎控制網(wǎng)C

6、PI，點間距為4km，為GPS 二等三維網(wǎng)；三級網(wǎng)為線路平面控制網(wǎng)CPII ，點間距為500~700m，為GPS 三等平面網(wǎng)；四級網(wǎng)為軌道控制網(wǎng)CPIII，為智能型全站儀自由測站邊角交會的三維控制網(wǎng)，其點間距為縱向60m左右一對控制點，點對的橫向間距為10~20m，CPIII的精度要求為相鄰點位的相對中誤差≤1mm。,高速鐵路精密測量系統(tǒng)的基礎知識2,二、精測網(wǎng)加密測量及數(shù)據(jù)處理,（一）一般規(guī)定加密測量前應檢查聯(lián)測標石的完好性，對

7、丟失和破損的標石應按原測標準用同精度內(nèi)插方法進行恢復。CPII加密測量時按三等GPS觀測技術指標實施，加密CPII點之間應有直接觀測基線，并盡可能多地聯(lián)測距加密點300米以上的已知CPI或CPII點，且加密CPII段落兩端應聯(lián)測已知CPI或CPII點，存在段落搭接時，段落間應至少重疊一條邊并將相鄰段已加密CPII點作為已知點進行約束。使用GPS方法加密CPII網(wǎng)的構網(wǎng)邊長應大于400m，且應嚴格按程序觀測。,CPⅠ控制網(wǎng)應附合到CP0上

8、，并采用固定數(shù)據(jù)平差；CPⅡ控制網(wǎng)應附合到CPⅠ上，并采用固定數(shù)據(jù)平差。 各級平面控制網(wǎng)的主要技術要求 CPⅠ、CPⅡ控制網(wǎng)GPS測量的精度指標應符合下表的規(guī)定：,二、精測網(wǎng)加密測量及數(shù)據(jù)處理（平面）,二、精測網(wǎng)加密測量及數(shù)據(jù)處理（平面）,（二）選點埋石 CPⅡ加密點應采用強制對中標，在橋梁部分CPⅡ加密點需上橋，應單獨埋設CPⅡ預埋件，并且沿線路前進方向埋設于橋梁的固定支座頂端的防撞墻頂（縱橫向均固定）,CPⅡ加

9、密點間距500～600米；路基段應在路肩處埋設加密樁，加密樁應高出軌面 (保證CPⅢ網(wǎng)聯(lián)測條件)，埋設應滿足《高速鐵路工程測量規(guī)范》中CPⅡ控制樁要求，需埋設在兩個接觸網(wǎng)桿之間穩(wěn)固可靠，不影響行車安全，并方便CPⅢ網(wǎng)聯(lián)測的地方。加密CPII點在隧道口附近時應考慮GPS觀測條件及點的穩(wěn)定性，并兼顧與洞內(nèi)CPII測量的聯(lián)測，以保證洞內(nèi)外的順接性；在站場范圍內(nèi)應避免埋設CPII加密點，必要時應據(jù)現(xiàn)場條件選定合適的位置?？紤]到CPIII網(wǎng)搭接

10、的問題，在相鄰兩評估段落搭接的六對點中間應埋設一個CPII點，故在加密CPII前應做好工作安排。,二、精測網(wǎng)加密測量及數(shù)據(jù)處理（平面）,（三）觀測CPⅡ加密測量執(zhí)行下列指標：,二、精測網(wǎng)加密測量及數(shù)據(jù)處理（平面）,（四）數(shù)據(jù)處理 CPⅡ數(shù)據(jù)處理使用獨立基線手動處理,二、精測網(wǎng)加密測量及數(shù)據(jù)處理（高程）,（一）測量方案 CPIII水準路線附合長度不得大于3km。結合線路精密水準控制網(wǎng)的特點，一般2km左右有一個精密水準

11、網(wǎng)基點，故一般要求CPIII水準線路2km左右附合一次。橋梁地段因橋面與地面間高差較大，線路水準基點高程直接傳遞到橋面CPⅢ控制點上有困難時，可通過不量儀器高和棱鏡高的三角高程測量法傳遞，為更方便于高程傳遞，要求在梁上三角高程點的梁下相應位置埋設引測基點，引測基點采用和CPⅢ點同樣的構件，即要求在橋梁地段每2公里左右測一處三角高程。梁上三角高程點應埋設在梁的固定支座正上方的防撞墻上（是否可與CPⅢ點共用看具體要求）。,二、精測網(wǎng)加密測量

12、及數(shù)據(jù)處理（高程）,當精密水準基點被破壞或密度不夠，達不到CPIII附合的距離要求時，應對精密水準網(wǎng)進行恢復或加密，盡量保證每兩公里處有一個水準基點。高程控制網(wǎng)加密時，水準線路應聯(lián)測三個以上已知水準基點，且水準線路兩端必須聯(lián)測已知水準點，存在段落搭接時，應將相鄰段加密水準基點作為已知水準點聯(lián)測，以檢驗聯(lián)測水準點是否發(fā)生顯著沉降和保證線路高程的平順性。高程控制網(wǎng)加密按二等水準測量的技術要求執(zhí)行,二、精測網(wǎng)加密測量及數(shù)據(jù)處理（高程）,（二

13、）橋面高程傳遞 三角高程應獨立觀測兩遍，且要求變換儀器高，每次要求觀測四個測回。兩遍高差較差不應大于2mm，滿足限差要求后，取兩組高差平均值作為傳遞高差。 中間設站三角高程測量方法其測量原理如下所示。,二、精測網(wǎng)加密測量及數(shù)據(jù)處理（高程）,（二）橋面高程傳遞 中間設站三角高程測量的主要技術要求，應滿足下表的要求。采用單一棱鏡，保證棱鏡高不變；儀器與棱鏡的距離不大于100m，最大不應超過150m。前、后視距應盡量相

14、等，一般距離差值不宜超過5m。觀測時，要準確測量溫度、氣壓值，以便進行邊長改正。,二、精測網(wǎng)加密測量及數(shù)據(jù)處理（高程）,（三）梁上水準路線貫通為了檢驗三角高程點間的匹配性，并且為了防止三角高程測量時存在粗差，故在CPIII水準測量之前，需要在梁上對三角高程點進行二等水準貫通測量，以保證大約2km一個三角高程點間滿足二等水準的要求。貫通水準路線中的三角高程點一般不得少于三個，以便對三角高程點間的兼容性進行分析。技術要求按照國家二等水

15、準要求施測,二、精測網(wǎng)加密測量及數(shù)據(jù)處理（高程）,（四）橋下水準聯(lián)測。技術要求按照國家二等水準要求施測,二、精測網(wǎng)加密測量及數(shù)據(jù)處理（高程）,（五）數(shù)據(jù)處理。 線路水準基點的加密處理以穩(wěn)定的線路水準基點、深埋水準點或基巖水準點為起算點，進行整體嚴密平差計算，采用專業(yè)平差軟件平差。高程成果保留到0.1mm。加密二等水準平差計算應采用COSA地面數(shù)據(jù)處理軟件。 水準測量作業(yè)結束后，每條水準路線應按測段往返測高差不符值計算每

16、千米水準測量偶然中誤差MΔ；當水準網(wǎng)的環(huán)數(shù)超過20個時，還應按環(huán)線閉合差計算Mw。,三 、CPIII的布網(wǎng)埋標,（一）CPⅢ標志及安裝,CPⅢ點應設置強制對中標志，標志幾何尺寸的加工誤差應不大于0.05mm，CPⅢ標志棱鏡組件安裝精度應符合下表要求：,（二）安裝要求及方法1 、橋梁段CPⅢ點的布設 CPⅢ點宜布設在簡支梁固定端距梁端0.5m的位置。,三 、CPIII的布網(wǎng)埋標,1）簡支梁部分 對于24或32m簡支梁每2

17、孔布設一對CPⅢ點，相鄰兩對CPⅢ點相距約為64m，56m或48m。對于連續(xù)24m簡支梁，根據(jù)實際情況也可每三孔布設一對CPⅢ點。 2）普通連續(xù)梁 對于連續(xù)梁，CPⅢ應優(yōu)先布設于固定端上方。對于跨度超過80m的，應在跨中部分布設一對CPⅢ點，該對CPⅢ點應盡可能在同等條件下使用，使用前并應復核。 3）大跨連續(xù)梁和特殊結構 大跨橋梁和特殊結構的CPⅢ點布設方案根據(jù)工程結構特點單獨制定。,三 、CPIII的布網(wǎng)

18、埋標,2、路基段CPⅢ點的布設1） 路基段CPⅢ一般布設于接觸網(wǎng)桿基礎大里程端側線路方向，控制點縱向間距約50～70m左右布設一對，其基礎須與接觸網(wǎng)桿基礎形成整體；埋設應特別注意不能與接觸網(wǎng)補償下錨墜砣及電力開關操作箱沖突。當沖突時，其基礎應設置在線路小里程端；2） PVC管直徑25cm，施工時應將其插入CPⅢ下部基礎內(nèi)20cm，頂部以高于外軌面30cm為宜；3） 施工完成后CPⅢ下部基礎應與接觸網(wǎng)桿基礎頂面等高；4） 施工完成

19、后PVC管應豎直；5） 施工中應采用鋼模澆注混凝土，以使CPⅢ下部基礎尺寸標準、統(tǒng)一，內(nèi)實外美，保證埋標的牢固穩(wěn)定。,三 、CPIII的布網(wǎng)埋標,3、隧道段CPⅢ點的布設 隧道里一般布置在設計軌道頂面以上30—50厘米的邊墻內(nèi)襯上，相鄰CPⅢ點對相距60米左右，布置形式見下面示意圖：,三 、CPIII的布網(wǎng)埋標,4、車站CPⅢ點的布設 在車站范圍內(nèi)因為股道較多、同期施工的其他工程較多，應該根據(jù)施工進度將CPⅢ點設在雨棚

20、柱基礎上、站臺邊墻上或單獨埋設CPⅢ的標志樁，在同一個車站形式應統(tǒng)一，要保證標志點的穩(wěn)定性。,三 、CPIII的布網(wǎng)埋標,(一）CPIII網(wǎng)的構網(wǎng) CPⅢ控制網(wǎng)應采用自由測站邊角交會法施測。CPⅢ平面網(wǎng)應附合于CPⅡ控制點上，每600m左右應聯(lián)測一個CPⅡ控制點。 CPⅢ平面網(wǎng)觀測的自由測站間距一般為120 m，自由測站到CPⅢ點的最遠觀測距離不超過180m；自由測站距CPⅠ或CPⅡ控制點的距離不宜大于300m。每個CP

21、Ⅲ點至少應保證有三個自由測站的方向和距離觀測量。,四 、外業(yè)觀測（平面）,一般情況下采用測站間距為120m的平面網(wǎng)型，每個CPⅢ控制點被3個自由測站觀測；控制網(wǎng)形見下圖：,四 、外業(yè)觀測（平面）,因遇施工干擾或觀測條件稍差時， CPⅢ平面控制網(wǎng)可采用下圖所示的構網(wǎng)形式，平面觀測測站間距應為60m左右，每個CPIII控制點有四個方向交會。,四 、外業(yè)觀測（平面）,當采用在自由設站置鏡觀測CP Ⅱ控制點時，應在2個或以上連續(xù)的自由測站上觀測

22、CP Ⅱ控制點（一般連續(xù)3個）,四 、外業(yè)觀測（平面）,在自由站上測量CPⅢ的同時，應將全部CPⅡ加密點進行聯(lián)測，納入網(wǎng)中。應確?？梢暤腃PⅡ控制點密度達到400m～800m，否則應按同精度加密CPⅡ控制點。,四 、外業(yè)觀測（平面）,（二）觀測 公司常用的儀器：徠卡TCRP1201+ TCA2003 天寶手簿 儀器及配套棱鏡狀態(tài)良好方可進行外業(yè)測量，儀器的測量模式、單位、取位、限差，溫度、氣壓改正，加乘常

23、數(shù)改正等均要正確設置。 CPⅢ平面網(wǎng)水平方向采用全圓方向觀測法進行觀測，水平方向觀測應滿足下表的規(guī)定。,四 、外業(yè)觀測（平面）,CPIII平面網(wǎng)距離測量應滿足下表的規(guī)定。 當CPⅢ平面網(wǎng)外業(yè)觀測的水平方向和距離的技術要求不滿足以上技術要求時，該測站外業(yè)觀測值應部分或全部重測。,四 、外業(yè)觀測（平面）,外業(yè)測量的幾個計算公式： 2C通常被稱為二倍照準差 ， 指標差計算公式： 垂直角計算公式：

24、,四 、外業(yè)觀測（平面）,CPⅢ平面網(wǎng)可根據(jù)施工需要分段測量，分段測量的區(qū)段長度不宜小于4km，區(qū)段間重復觀測不應少于6對CPⅢ點，每一獨立測段首尾必須封閉。區(qū)段接頭不應位于車站范圍內(nèi)，搭接區(qū)域應該避開連續(xù)梁。CPⅢ平面網(wǎng)測段及測段銜接網(wǎng)型如下圖。 CPⅢ平面網(wǎng)測段首尾網(wǎng)型示意圖,四 、外業(yè)觀測（平面）,,CPⅢ平面網(wǎng)重疊測段銜接網(wǎng)型示意圖,四 、外業(yè)觀測（平面）,（一）CPIII高程控制網(wǎng)的構網(wǎng) CPⅢ控制點水準測量

25、應附合于線路水準基點（或加密的二等水準點），按精密水準測量技術要求施測，水準路線附合長度不得大于3km。CPⅢ控制點水準測量按下圖所示的矩形環(huán)單程水準網(wǎng)構網(wǎng)觀測。CPⅢ水準網(wǎng)與線路水準基點（或加密二等水準點）聯(lián)測時，按精密水準測量要求進行往返觀測。,四 、外業(yè)觀測（高程）,（二）觀測精密水準測量采用滿足精度要求的電子水準儀，配套因瓦尺。并按以下精度要求施測。,四 、外業(yè)觀測（高程）,（一）主要技術指標：,五、數(shù)據(jù)處理（平面）,（二）

26、數(shù)據(jù)處理過程數(shù)據(jù)處理流程圖,五、數(shù)據(jù)處理（平面）,測段之間銜接時，前后測段獨立平差重疊點坐標差值應滿足≤±3mm。滿足該條件后，后一測段CPⅢ網(wǎng)平差，應采用本測段聯(lián)測的CPⅡ控制點及重疊段前一區(qū)段連續(xù)的1～3對CPⅢ點坐標進行約束平差。再次平差后，其他未約束的重疊點在兩個區(qū)段分別平差后的坐標差值不宜大于1mm，若坐標差值大于1mm時，應查明原因，確認無誤后，未約束的重疊點坐標應采用后一區(qū)段CPⅢ網(wǎng)的平差結果，并在新提交成果中

27、備注欄注明為“更新成果”。測段之間銜接時，前后測段獨立平差重疊點坐標差值不滿足≤±3mm時要認真分析原因，并進行復測。,五、數(shù)據(jù)處理（平面）,坐標換帶處CPⅢ平面網(wǎng)計算時，應分別采用相鄰兩個投影帶的CP Ⅱ坐標進行約束平差，并分別提交相鄰投影帶兩套CPⅢ平面網(wǎng)的坐標成果。分帶投影測段之間銜接時，前后測段獨立平差重疊點，通過坐標轉換成相同坐標系的坐標差值應滿足≤±3mm。滿足該條件后，后一測段CPⅢ網(wǎng)平差，應采用本測

28、段聯(lián)測的CPⅡ控制點及前測段所有CPⅢ點轉換坐標成果進行固定約束平差。兩套坐標成果都應滿足CPIII控制點的限差要求。提供兩套坐標的CPⅢ區(qū)段長度不應小于800m。,五、數(shù)據(jù)處理（平面）,數(shù)據(jù)處理實例演示,五、數(shù)據(jù)處理（平面）,（一）主要技術指標 相鄰CPⅢ點的水準環(huán)閉合差不得大于1mm。,五、數(shù)據(jù)處理（高程）,（二）高程處理流程高程數(shù)據(jù)處理流程圖,五、數(shù)據(jù)處理（高程）,CPⅢ高程網(wǎng)外業(yè)觀測成果的質(zhì)量評定與檢核的

29、內(nèi)容，應該包括：測站數(shù)據(jù)檢核、水準路線數(shù)據(jù)檢核，并計算每千米水準測量的高差偶然中誤差，當CPⅢ水準網(wǎng)的附合（閉合環(huán)）數(shù)超過20個時還要進行每千米水準測量的高差全中誤差的計算。CPⅢ高程網(wǎng)內(nèi)業(yè)平差計算和基礎控制資料的選用，應滿足下列原則： （1）CPⅢ高程網(wǎng)水準測量的外業(yè)觀測數(shù)據(jù)全部合格后，方可進行內(nèi)業(yè)平差計算。 （2）CPⅢ高程網(wǎng)采用聯(lián)測的穩(wěn)定線路水準基點、線上加密二等水準點的高程作為起算數(shù)據(jù)進行固定數(shù)據(jù)

30、平差計算。,五、數(shù)據(jù)處理（高程）,CPⅢ高程測量分段方式與CPⅢ平面測量分段方式一致，每段長度不宜少于4km，前后段接邊時應聯(lián)測另外一段2對CPⅢ點。區(qū)段之間銜接時，前后區(qū)段獨立平差重疊點高程差值應≤±3mm。滿足該條件后，后一區(qū)段CPⅢ網(wǎng)平差，應采用本區(qū)段聯(lián)測的線路水準基點及重疊段前一區(qū)段連續(xù)2對CPⅢ點高程成果進行約束平差，平差后采用本次測量成果。,五、數(shù)據(jù)處理（高程）,在下列情況下，CPⅢ高程網(wǎng)的外業(yè)觀測值應該部分或全部

31、重測：（1）當CPⅢ高程網(wǎng)水準測量的測站數(shù)據(jù)質(zhì)量超過精密水準觀測要求時，該測站的數(shù)據(jù)應該重測；（2） 當獨立閉合環(huán)閉合差超限時重新觀測該閉合環(huán)；（3）當CPⅢ高程網(wǎng)水準路線的限差超過精密水準測量的要求時，該水準路線的數(shù)據(jù)應該重測。（4）當根據(jù)閉合環(huán)閉合差計算的每千米水準測量的高差全中誤差超限時，首先應對閉合差較大的閉合路線進行重測，重測后M△仍超限，則整個CPⅢ高程網(wǎng)水準測量的數(shù)據(jù)都應重測。,五、數(shù)據(jù)處理（高程）,高程數(shù)據(jù)處理實

32、例演示,五、數(shù)據(jù)處理（高程）,成果提交內(nèi)容如下圖：,六、CPIII技術總結報告的編制,（一）復測作業(yè)精度精度指標平面 CPⅢ平面網(wǎng)復測采用的儀器設備、觀測方法、精度指標、計算軟件及聯(lián)測上一級控制點CPⅡ的方法和數(shù)量均應與原測相同。CPⅢ點復測與原測成果的坐標較差應≤±3mm，且相鄰點的復測與原測坐標增量較差應≤±2mm。較差超限時應結合線下工程結構和沉降評估結論進行分析判斷，并根據(jù)分析結論采取補測或重測措施

33、。坐標增量較差按下式計算： △Xij=（Xj –Xi）復–（Xj –Xi）原 △Yij= （Yj –Yi）復 –（Yj –Yi）原,七、CPIII控制網(wǎng)的復測,高程CPⅢ高程網(wǎng)復測采用的精度指標、計算軟件及聯(lián)測上一級線路水準基點的方法和數(shù)量均應與原測相同。CPⅢ點復測與原測成果的高程較差應≤±3mm，且相鄰點的復測與原測高程成果增量較差應≤±2mm。較差超限時應結合線下工程結構和沉降評估結論進行分析

34、判斷，并根據(jù)分析結論采取補測或重測措施。高程成果增量較差應按下式計算：△Hij=（Hj –Hi）復 –（Hj –Hi）原,七、CPIII控制網(wǎng)的復測,（二)成果的選用 復測完成后，應對CPⅢ網(wǎng)復測精度進行評價，滿足要求后，對復測數(shù)據(jù)和原測數(shù)據(jù)進行對比分析和評價，對超限的點位認真進行原因分析，確認復測成果無誤，為保證CPⅢ點位的相對精度，對超限的CPⅢ點應按照同精度內(nèi)插的方式更新CPⅢ點的坐標。最終應選用合格的復測成果和更新成果進