京沪高铁精密工程控制网复测设计书

京沪高速铁路DK781+000-DK833+000段

精测网复测技术设计书

一、 测量项目概况

我单位负责京沪高速铁路DK781+000~DK833+000段的土建施工任务，根据《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》我单位负责对该施工区段内的精测网进行复测。本测区处于淮河中游腹地，属于江淮丘陵地区，地势比较平坦、交通便利。测区大致南北走向呈带状分布，自蚌埠市固镇县仲兴乡开始，至曹老集镇结束，全长约52公里。

我单位应接收设计单位布设的平面、高程控制桩共计60个，分布在线路DK781+000~DK833+000范围内，其中58个完好，2个被破坏。CPI级控制桩14个，全部完好。CPII级控制桩46个，其中44个完好，2个被破坏，被破坏的CPII控制桩为：CPII117和CPII156。二等水准点28个，全部完好（与CPI和CPII控制桩共用）。深埋水准点2个，分别是BS005和BS006。对于被破坏的控制桩CPII117和CPII156，我单位于2008年1月23日，完成补桩的埋设工作，桩名分别为CPII117J（代替CPII117）和CPII156J（代替CPII156）。 二、 作业依据

复测中严格执行以下规范及规定：

《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》 《新建铁路工程测量规范》

《全球定位系统(GPS)铁路测量规范》 《全球定位系统(GPS)测量规范》 《国家一、二等水准测量规范》 《测绘技术总结编写规定》

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《测绘产品检查验收规定》 《测绘产品质量评定标准》 《测绘技术设计规定》

《京沪客运专线控测技术设计书》 京沪高速铁路TJ-Ⅳ标段精测网交桩报告 三、 测量仪器及测量人员组织情况

1、瑞士Leica1230型GPS接收机10台套，仪器标称精度3+0.5ppm。德国蔡司DiNi12型精密电子水准仪4台套，标称精度为每公里高差中误差0.3mm，分2组进行施测。

2、计划组织35名专业测量人员参加复测，共分3组。其中第一组为GPS组，安排11名测量人员；第二组为精密水准组，安排12名测量人员；第三组为精密水准组，安排12名测量人员。 四、 设计资料与坐标系统参数

设计资料为中铁第四勘察设计院提交的“京沪高速铁路TJ-Ⅳ标段精测网交桩报告”和“京沪高速铁路TJ-4标段精测网技术交底报告”。

平面坐标系统采用WGS84椭球高斯投影工程独立坐标系统。坐标系统参数有：长半轴为6378137米，扁率为298.257223563，中央子午线为117度30分，投影面大地高30米。

高程系统为1985国家高程基准。 五、 测量实施方案

1、GPS网测量精度等级按照铁路B级GPS测量要求进行。精度指标严格按照表5.1执行：

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表5.1 GPS测量的精度指标

控制网级别 CPⅠ CPⅡ 基线边方向中误差 ≤1.3″ ≤1.7″ 最弱边相对中误差 1/170 000 1/100 000 2、水准测量精度等级按照国家二等水准测量要求进行，施测中严格执行《国家一、二等水准测量规范》中的有关规定，精度指标按表5.2执行：

表5.2 水准测量精度要求

限 差（mm） 水准测量等每千米偶然中每千米全中误级 误差MΔ（mm） 差MW （mm） 检测已测段高差之差 往返测不符值 附合或环线闭合差 二等 ≤1.0 ≤2.0 6L 4L 4L 每千米偶然中误差按下式估算：

M???1???? （5.5-1）

?4n??L?每千米全中误差按下式估算

MW??1N?WW? （5.5-2） ?L???式中：△——测段往返高差不符值（mm）； L——测段长或环线周长（km）；

n——测段数；

W——水准路线的环线闭合差（mm）；

N——水准环数。

3、GPS控制网组网方式按照边联和网联方式为主，将设计提交的58个控制点，以及2个补埋的CPⅡ控制桩，共60个CPⅠ、CPⅡ级控制桩纳入网中，形成整体GPS网。

4、观测作业技术要求、测量操作程序

4.1观测组必须遵守调度命令，按规定的时间同步观测同一组卫星。当不能按计划到达点位时，应及时通知其它各组，并经观测计划编制者同意对时段作必要的调整，观测组不得擅自更改观测计划。

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4.2 观测者到达测站后，应先安臵好接收机使其处于静臵状态。并应在关机状态下连接接收机、控制器、天线、数据链间的电缆。

4.3 一般情况下，安装天线应利用脚架直接对中，对中误差应小于1mm；当精度要求较低时，可用带支架的对中杆对中，观测期间对中杆上的圆水准气泡必须居中；需在觇标基板上安臵天线时，应将觇标顶部卸掉，将标志中心投影到基板上，依投影点安臵天线。

4.4天线定向标志宜指向正北方向，对于定向标志不明显的接收机天线，可预先设臵标记。每次应按此标记安臵天线。

4.5 天线高应在时段观测前、后各量取一次，其较差小于3mm取平均值作为最后的天线高。当较差超限时，应查明原因，提出处理意见。天线高应根据仪器类型，量取至厂方指定的天线高的部位，并应注明天线高的类型（斜距、垂距）。

4.6 经检查，接收机的电源电缆、天线电缆等项连接正确，接收机预臵状态正常后，方能启动接收机开始观测。

4.7 接收机开始记录数据后，应及时将测站名、测站号、时段号、天线高等信息输入接收设备。观测过程中，应注意观察并记录卫星变化的升落时刻、各通道的信噪比、接收信号的类型和数量、卫星信号质量、存储器余量与电池余量等。

对特殊的变化过程（如刮风、下雨等作业中出现的异常情况）、仪器显示的警告信息及处理情况等均应作必要的记录。卫星测量手薄中的内容严格按规范逐项填写。

4.8 一个时段观测过程中严禁进行以下操作：关闭接收机重新启动；进行自测试(发现故障除外)；改变接收设备预臵参数；改变天线位臵；按关闭和删除文件功能键等。

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4.9 观测员在作业期间不得擅自离开测站，应防止碰动仪器或仪器受震动。注意防止行人和其它物体靠近天线遮挡卫星信号。

4.10 观测时，使用对讲机应距天线10m以上，使用车载台应离开天线50m以上。

4.12 观测记录应包括如下内容：

① 接收机自动记录的信息包括：相位观测值及其对应的时间、卫星星历参数、测站和接收机初始信息（测站名、测站号、时段号、近似坐标及高程、天线及接收机编号、天线高）等；

② 测量手薄的记录内容应符合本规范规定。记录手薄中的记事项目应现场填写，不得事后补记或追记。

4.13 经检查，调度命令已执行完毕，所有规定的作业项目已经完成并符合要求，记录和资料完整无误后方可迁站。

4.14 外业记录的管理应符合下列要求：

①当天的观测记录数据及时录入计算机硬盘，并拷贝成一式两份；数据文件备份时，不得进行任何剔除或删改，不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令。

②测量手薄装订成册，交内业验收。 4．15 GPS测量作业必须满足表5.3的规定。 4．16水准测量严格遵守以下规定：

①测量前对水准仪进行常规的i角检校，圆气泡检查等。

②为防止水准尺晃动，水准尺必须借助配备的撑竿以稳定。测量前水准尺的圆水气泡必须居中。

③尺垫必须踏实后才能立尺，防止下沉。风太大不能稳定水准尺，停止观测作业。

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④仪器脚架架设必须稳固,防止下沉。

⑤数字水准仪对震动较敏感，测量时避开震动源。 ⑥测量读数前，必须精确调焦。

⑦测站数设臵为偶数。严格按照规范规定的观测顺序。

往测：奇数站采用“后－前－前－后”，偶数站采用“前－后－后－前”。 返测：奇数站采用“前－后－后－前”，偶数站采用“后－前－前－后”。 由往测转向返测时，两根标尺应互换位臵。 ⑧水准测量必须满足表5.4、5.5的要求。

表5.3 各级GPS测量作业的基本技术要求

级 别 项 目 卫星高度角（°） 有效卫星总数 静 态 测 量 时段中任一卫星有效观测时间（min） 时段长度（min） 观测时段数 数据采样间隔（S） PDOP或GDOP B ≥15 ≥5 ≥30 ≥90 ≥2 15～60 ≤6 C ≥15 ≥4 ≥20 ≥60 1～2 15～60 ≤8 D ≥15 ≥4 ≥15 ≥45 1～2 15～60 ≤10 E ≥15 ≥4 ≥15 ≥45 1～2 15～60 ≤10 表5.4 水准测量作业的主要技术要求

等级 水准尺类型 水准仪等级 视距（m） 前后视距差（m） 二等 因瓦 DS1 DS05 ≥3且≤50 ≤1.0／1.5(数字) 任一测站前后视距差累视线高度（m） 积（m） ≤3.0／6.0(数字) 下丝读数≥0.3／0.55(数字) 表5.5 水准测量观测限差（mm）

基、辅分划所测高差之等级 基、辅分划读数差 差／两次读数所测高差之差(数字) 0.4 0.6 二等 检测间歇点高差之差 1.0 5、测量进度计划及保障措施

2008年1月17日，人员设备全部进场。

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2008年1月18日，复测工作全面展开。

2008年1月29日，复测和补桩的GPS测量工作全部完成。

根据复测工作量，计划将二等水准测量（约60公里往返测，单程约120公里）任务，以测段中间为界，划分为DK781+000~DK807+000和DK807+000~DK833+000两部分。其中，DK781+000~DK807+000段由我单位进行复测，DK807+000~DK833+000段，委托给具有甲级测量资质的南京市测绘勘察研究院有限公司进行复测。CPI和CPII控制桩的复测，以及补桩的GPS测量工作由我单位担负。

本测区交通较便利,天气将是影响测量进度的主要原因。为了保证测量进度，我单位计划在测量期间统一调配7辆工程用车，统一购买防寒用品，力保在计划期内完成复测任务。每天外业观测完成后当晚必须完成数据的初步处理，及时检查观测数据的质量。 六、 数据处理方案

1、GPS网的基线解算、三维无约束整体平差、基准和投影转换软件为瑞士Leica公司正版LEICA Geo Office1.0版软件。

2、外业数据的检核内容与控制指标。

检查仪器的标称精度指标是否满足相应等级GPS测量的精度要求，仪器是否检定合格；

检查外业观测记录手薄中的观测时段信息、仪器高、点名和点号信息等是否和观测数据文件相符合；

检查数据同步观测时间是否有效并达到规定要求；

检查通过数据平滑、粗差剔除等数据预处理手段，剔除的数据比率是否满足规定要求；

单基线或多基线解算得到的重复观测基线的较差是否满足相应等级

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GPS测量的精度要求；

单基线解算条件下，要进行同步闭合环（一般为三角形，对环的最大边数，相应等级GPS测量规范有限制）的闭合差检查，要求满足相应等级GPS测量的精度要求；（多基线解算条件下，不需要进行同步环闭合差检查）

进行异步环（一般为三角形，对环的最大边数，相应等级GPS测量规范有限制）闭合差检查，要求闭合差满足相应等级GPS测量的精度要求

进行GPS自由网平差计算后，对绝对点位中误差和相对点位误差进行检查，精度必须满足规范要求。

3、平差处理方案

3.1在基线的质量检验符合要求后，以所有独立基线构成控制网，以三维基线向量及其相应的方差——协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS—84的三维坐标为起算数据，进行三维无约束平差。

3.2 进行三维无约束平差计算时进行以下检验：

①观测值的误差分布是否合理，检验误差是否存在粗差。若有粗差，则剔除该观测值，重新进行平差和检查，直至参加平差的观测值无粗差为止。

②控制网方位角中误差、距离相对中误差、最弱点中误差应满足表6.1中相应等级规定的精度指标。

表6.1 GPS测量精度指标

控制网级别 基线边方向中误差（″） CPⅠ CPⅡ ≤1.3 ≤1.7 最弱边相对中误差 1/170000 1/100000 可重复性测量精度（mm） 相对点位精度（mm） 10 15 8+D×10-6 10 3.3 无约束平差结束后，列出各控制点在WGS-84下的三维坐标，基线矢量及其改正数和其精度信息，作为测量成果的附件提交上报。

3.4 利用三维无约束平差后的可靠观测量为基础，在工程独立坐标系

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下，进行二维约束平差。作为约束条件的已知坐标、已知距离、已知方位角可以作为强制约束的固定值，也可以作为加权约束的可变值。

3.5平差结束输出工程独立坐标系下的坐标、基线向量改正数、边长、方位角、转换参数及其精度信息。

3.6采用与设计院一致的WGS-84工程独立坐标。复测后的坐标计算使用与设计坐标系相同的基准，包括中央子午线经度、坐标系投影面高程和高程异常值等。

3.7 高程复测完成后，根据整理的往返测高差不符值计算每千米偶然中误差MΔ，并对其进行分析是否满足规范要求。 七、 复测结果与设计比较内容及限差指标

数据处理完成后，利用设计院提交的数据进行比较（包括坐标、距离、方位比较，测段高差、高程比较等），给出复测结论。当复测结果与设计单位提供的勘测成果不符时，必须重新测量。当确认设计单位勘测资料有误或精度不符合规定要求时，则应与设计单位协商，对勘测成果进行改正。复测结果与设计单位勘测成果的不符值在下列规定范围内时，应采用设计单位勘测成果。

①、CPⅠ控制点的复测应满足X、Y坐标差值不大于±2cm的要求； ②、CPⅡ控制点的复测应满足X、Y坐标差值不大于±3cm的要求。 ③、水准点复测限差应满足表7.1的规定：

表7.1 水准点复测限差 限 差（mm） 水准测量等每千米偶然中每千米全中误级 误差MΔ（mm） 差MW （mm） 检测已测段高差之差 往返测不符值 附合或环线闭合差 二等 ≤1.0 ≤2.0 6L 4L 4L 注：L为测段长度，单位以千米计。

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八、 成果资料提交

复测完成后按照规范要求整理以下数据并提交、上报测量成果报告。 1、平面复测结果比较表

CPI、CPII坐标比较表

序 点名 1 2 设计坐标(m) X Y 复测坐标(m) 坐标较差(mm) 限差 X Y dx dy (mm) ±20 ±20 合限 状态 注：CPII坐标限差按30mm计。

2、高程复测结果比较表

与设计高差比较表 距离L 复测高差 设计高差 与设计比较 限差6√L 合限 起点 终点 状态 (km) (m) (m) 较差(mm) (mm) 复测高差统计表 距离L 往测高差 返测高差 往返测高差 限差4√L 合限 序 起点 终点 (km) (m) (m) 较差(mm) (mm) 状态 1

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