滬昆客專長昆湖南段IV標(biāo)施工控制網(wǎng)加密技術(shù)方案

1、標(biāo)段：CKTJ-IV標(biāo)新建鐵路滬昆客運(yùn)專線長沙至昆明（湖南段）施工控制網(wǎng)加密技術(shù)方案中交一公局滬昆客專長昆湖南段項(xiàng)目經(jīng)理部二O一O年十月新建鐵路滬昆客運(yùn)專線長沙至昆明（湖南段）施工控制網(wǎng)加密技術(shù)方案編 寫： 審 核： 中交一公局滬昆客專長昆湖南段項(xiàng)目經(jīng)理部二O一O年十月目 錄1任務(wù)概述12主要技術(shù)依據(jù)13坐標(biāo)系統(tǒng)23.1平面坐標(biāo)系統(tǒng)23.2高程系統(tǒng)24選點(diǎn)埋石34.1選點(diǎn)3平面控制點(diǎn)的選點(diǎn)3水準(zhǔn)點(diǎn)的選點(diǎn)34.2點(diǎn)號編排44.3標(biāo)石規(guī)格44.4標(biāo)石中心標(biāo)志64.5點(diǎn)之記75施工控制網(wǎng)加密采用的方法及精度75.1平面控制網(wǎng)加密的方法和精度75.2高程控制網(wǎng)加密的方法和精度86施工控制網(wǎng)加密測量使用

2、的儀器設(shè)備和人員組成86.1擬投入使用的儀器設(shè)備86.2擬投入的主要技術(shù)人員97平面控制網(wǎng)加密的實(shí)施97.1外業(yè)觀測9GPS施工控制網(wǎng)加密測量外業(yè)觀測要求9GPS測量網(wǎng)型設(shè)計(jì)10GPS觀測設(shè)站107.2GPS數(shù)據(jù)處理11基線處理11GPS網(wǎng)平差計(jì)算128高程控制網(wǎng)加密的實(shí)施138.1外業(yè)觀測13水準(zhǔn)測量的外業(yè)觀測要求13觀測的時(shí)間和氣象條件13測站觀測順序和方法14觀測中應(yīng)遵守的注意事項(xiàng)148.2內(nèi)業(yè)計(jì)算15觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核15加密點(diǎn)間高差計(jì)算159提交資料清單1610附件17附件1：加密點(diǎn)點(diǎn)之記（模板）17滬昆鐵路客運(yùn)專線長昆湖南段施工控制網(wǎng)加密技術(shù)方案1 任務(wù)概述滬昆鐵路客運(yùn)專線長昆湖南段

3、IV標(biāo)起止里程為DK167+155DK217+366，全長50.211Km。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)地勘察，本標(biāo)段設(shè)計(jì)單位所移交的 CP、CP網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量和密度并不能滿足下一步線下工程施工放樣的需要，CP網(wǎng)的點(diǎn)間距一般為600800m，水準(zhǔn)網(wǎng)的點(diǎn)間距一般為2km左右，在CPI、CP點(diǎn)上直接進(jìn)行施工放樣，使用很不方便，而且有的點(diǎn)距離太遠(yuǎn)，影響放樣精度。為保證下一步線下工程施工放樣的精度，并方便現(xiàn)場作業(yè)，需對原精測網(wǎng)進(jìn)行加密。本次施工控制網(wǎng)加密分為平面控制網(wǎng)加密和高程控制網(wǎng)加密。平面控制網(wǎng)加密是在原精測網(wǎng)的基礎(chǔ)上向下一級發(fā)展，采用GPS測量方法；高程控制網(wǎng)加密是在原精測網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行同級擴(kuò)展，采用水準(zhǔn)測量方法。2 主

4、要技術(shù)依據(jù)(1) 全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范（GB/T 18314-2009）(2) 鐵路工程衛(wèi)星定位測量規(guī)范（TB 10054-2010）(3) 高速鐵路工程測量規(guī)范（TB 10601-2009）(4) 國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范（GB/T 12897-2006）(5) 長昆鐵路客運(yùn)專線湖南段精測網(wǎng)加密測量管理辦法（2010.9）(6) 長昆鐵路客運(yùn)專線湖南段精測網(wǎng)加密測量作業(yè)指導(dǎo)書（2010.9）3 坐標(biāo)系統(tǒng)3.1 平面坐標(biāo)系統(tǒng)平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用 2000 國家大地坐標(biāo)系橢球高斯投影工程獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)，投影變形值滿足高速鐵路工程測量規(guī)范（TB10601-2009）不大于10mm/km 的要求

5、。本標(biāo)段具體投影分帶及大地高設(shè)置如表3.1。表3.1 施工坐標(biāo)系的劃分段落里程坐標(biāo)系統(tǒng)備注IV標(biāo)DK167+155 DK167+300.1111中央子午線112°0000 投影面大地高115m高程異常值-18m第十四施工坐標(biāo)系DK167+300.1111 DK172+000.106436中央子午線112°0000投影面大地高95m高程異常值-18m第三施工坐標(biāo)系DK172+000.106436DK217+366中央子午線111°2400 投影面大地高215m 高程異常值-18m第四施工坐標(biāo)系3.2 高程系統(tǒng)高程系統(tǒng)采用1985國家高程基準(zhǔn)。4 選點(diǎn)埋石4.1 選點(diǎn)

6、4.1.1 平面控制點(diǎn)的選點(diǎn)(1) 平面控制點(diǎn)應(yīng)在鐵路設(shè)計(jì)中線兩側(cè)50m200m范圍內(nèi)，按300m500m間隔布設(shè)一個(gè)點(diǎn)，且相互通視，困難地段至少有一個(gè)通視點(diǎn)，且點(diǎn)間距不得小于300米。(2) 平面控制點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)首先在圖紙上設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)考慮點(diǎn)位高程面應(yīng)盡量在線路平均高程面上。(3) 外業(yè)選點(diǎn)時(shí)依據(jù)點(diǎn)位設(shè)計(jì)，選在地質(zhì)條件穩(wěn)固、地基堅(jiān)實(shí)，利于GPS 觀測，不易被施工等因素破壞，能長期保存的區(qū)域。(4) 平面控制點(diǎn)選點(diǎn)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：a 點(diǎn)位必須選擇在四周開闊的區(qū)域，在地面高度角15 度內(nèi)不應(yīng)有成片的障礙物。b 點(diǎn)位應(yīng)選擇在交通方便，且利于安全作業(yè)的地方。c 點(diǎn)位附近不應(yīng)有大面積水域或其它強(qiáng)烈干擾

7、衛(wèi)星信號接收的物體（如金屬廣告牌等）。d 點(diǎn)位須遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、電臺、微波站等），其距離不宜小于200m，并遠(yuǎn)離高壓輸電線其距離不宜小于50m。4.1.2 水準(zhǔn)點(diǎn)的選點(diǎn)(1) 水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)一般要求不大于2km一個(gè)，并位于離開線路中線50300m 范圍內(nèi)。必須保證地基堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，不受施工影響，利于標(biāo)石的長期保存與觀測。平面控制點(diǎn)在滿足二等水準(zhǔn)對點(diǎn)位的要求時(shí)，可共用。(2) 下列地點(diǎn)不應(yīng)選埋水準(zhǔn)點(diǎn)：a 易受水淹、潮濕或地下水位較高的地點(diǎn)；b 易發(fā)生土崩、滑坡、沉陷等地面局部變形的地區(qū)；c 土質(zhì)松軟的地點(diǎn)；d 距既有鐵路 50 米、公路30 米以內(nèi)；e 在修建鐵路及其設(shè)施時(shí)可能毀壞標(biāo)

8、石的地點(diǎn)；f 地形隱蔽不便觀測的地點(diǎn)。4.2 點(diǎn)號編排平面施工控制網(wǎng)加密點(diǎn)點(diǎn)號由“JM”加標(biāo)段號，再加3 位流水號組成，如“JM4×××”；高程施工控制網(wǎng)加密點(diǎn)點(diǎn)號由“JMB” 加標(biāo)段號，再加3 位流水號組成，如“JMB4×××”，自長沙至昆明方向連續(xù)編號。當(dāng)二等水準(zhǔn)基點(diǎn)與平面控制點(diǎn)共樁時(shí)，樁號采用平面控制點(diǎn)編號，樁號唯一。4.3 標(biāo)石規(guī)格施工控制網(wǎng)加密平面控制點(diǎn)標(biāo)石埋設(shè)規(guī)格應(yīng)符合圖4.1的規(guī)定。圖4.1 平面控制點(diǎn)標(biāo)石埋設(shè)圖（單位：mm）注：1蓋板；2地面；3保護(hù)井；4素土；5混凝土施工控制網(wǎng)加密水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石埋設(shè)規(guī)格應(yīng)符合圖4.2的規(guī)

9、定。圖4.2 水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石埋設(shè)圖（單位：mm）注：1蓋板；2地面；3保護(hù)井；4素土；5混凝土加密點(diǎn)應(yīng)按要求做護(hù)井和護(hù)蓋，在樁面上壓蓋或噴涂加密點(diǎn)點(diǎn)號及“長昆客?！弊謽?，字體、字號視樁面大小確定，并用油漆描紅。加密點(diǎn)樁面整飾規(guī)格如圖4.3所示。JM4XXX長昆客專圖4.3 樁面示意圖4.4 標(biāo)石中心標(biāo)志加密點(diǎn)采用不銹鋼質(zhì)球面中心標(biāo)志，在標(biāo)志的正中位置刻制長10mm，深大于0.5mm、粗小于0.5mm 的“十”字絲作為GPS觀測的對中點(diǎn)。標(biāo)石中心標(biāo)志如圖4.4所示。圖4.4 標(biāo)石中心標(biāo)志圖（單位：mm）4.5 點(diǎn)之記加密點(diǎn)埋設(shè)結(jié)束后，應(yīng)在現(xiàn)場繪制點(diǎn)之記。繪制點(diǎn)之記的具體格式參考附件1。點(diǎn)之記應(yīng)包含以

10、下內(nèi)容：點(diǎn)號；概略經(jīng)緯度；所在地；交通情況、交通略圖；點(diǎn)位通視情況及點(diǎn)位略圖；點(diǎn)位至三個(gè)參照地物的距離；標(biāo)石斷面圖；選點(diǎn)、埋石情況。點(diǎn)之記中的交通路線圖、交通情況、點(diǎn)位略圖及點(diǎn)位說明要盡可能多地增加找點(diǎn)信息，以便查找點(diǎn)位，并力求語言精練、簡潔明了。點(diǎn)之記統(tǒng)一用AutoCAD 軟件繪制，確保點(diǎn)之記內(nèi)容完整、格式統(tǒng)一、整齊美觀。5 施工控制網(wǎng)加密采用的方法及精度5.1 平面控制網(wǎng)加密的方法和精度平面控制網(wǎng)加密采用GPS測量方法施測，GPS測量的精度及主要技術(shù)指標(biāo)如表5.1所示。表5.1 GPS施工控制網(wǎng)加密測量的主要技術(shù)指標(biāo)等級固定誤差a比例誤差b基線方位角中誤差約束點(diǎn)間的邊長相對中誤差約束平差后

11、最弱邊邊長相對中誤差四等5 mm1 mm/km2.01/100 0001/70 000GPS施工控制網(wǎng)加密測量采用邊聯(lián)結(jié)方式構(gòu)網(wǎng)，形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網(wǎng)，并與CPI、CPII聯(lián)測構(gòu)成附合網(wǎng)。5.2 高程控制網(wǎng)加密的方法和精度 高程控制網(wǎng)加密采用水準(zhǔn)測量方法施測，測量等級為二等，采用附合水準(zhǔn)路線，起閉于線路CPI或CPII水準(zhǔn)基點(diǎn)。水準(zhǔn)測量的精度指標(biāo)如表5.2所示。表5.2 高程控制網(wǎng)加密水準(zhǔn)測量精度指標(biāo)（mm）水準(zhǔn)測量等 級每千米高差偶然中誤差M每千米高差全中誤差MW限 差測段、路線往返測高差不符值附合路線或環(huán)線閉合差檢測已測測段高差之差平原山區(qū)二等1mm2mm注：表中K為測段水

12、準(zhǔn)路線長度，Ri為檢測測段長度，單位為km，小于1km時(shí)按1km計(jì)。n為測段水準(zhǔn)測量測站數(shù)，當(dāng)山區(qū)水準(zhǔn)測量每公里測站數(shù)n25站以上時(shí)，采用測站數(shù)計(jì)算高差測量限差。6 施工控制網(wǎng)加密測量使用的儀器設(shè)備和人員組成6.1 擬投入使用的儀器設(shè)備本次施工控制網(wǎng)加密擬投入使用的測量儀器設(shè)備和精測網(wǎng)復(fù)測時(shí)基本一致，如表6.1所示。 所有儀器均經(jīng)省級以上計(jì)量檢定部門檢定合格并在有效期內(nèi)，儀器的標(biāo)稱精度及狀態(tài)均滿足加密測量的技術(shù)要求。表6.1 施工控制網(wǎng)加密擬投入儀器設(shè)備情況序號儀器名稱品牌型號標(biāo)稱精度數(shù)量1GPS 接收機(jī)拓普康HiPer GD5mm+1ppm4 套2GPS 接收機(jī)拓普康HiPer +5mm+1

13、ppm2套3數(shù)字水準(zhǔn)儀TrimbleDiNi03+銦鋼條碼尺0.3mm/km3套6.2 擬投入的主要技術(shù)人員為保證本次施工控制網(wǎng)加密測量工作的順利進(jìn)行，投入的作業(yè)人員與精測網(wǎng)復(fù)測時(shí)基本一致，仍由精測隊(duì)負(fù)責(zé)。根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)分成 3 個(gè) GPS 測量小組、3個(gè)水準(zhǔn)測量小組。預(yù)計(jì)投入的測量人員有：高級工程師 1名、工程師/助理工程師 3 名、技術(shù)員 3 名，測工 15名 。主要技術(shù)人員情況如表6.2表6.2 施工控制網(wǎng)加密測量主要技術(shù)人員情況序號姓 名職 稱職 務(wù)項(xiàng)目分工1韓明鋒高級工程師項(xiàng)目負(fù)責(zé)人項(xiàng)目負(fù)責(zé)2朱翊維工程師精測隊(duì)隊(duì)長技術(shù)負(fù)責(zé)3劉志廣技術(shù)員精測隊(duì)副隊(duì)長組織協(xié)調(diào)4趙勝利助理工程師審核專員內(nèi)業(yè)

14、審核5郭雁軍助理工程師GPS組組長內(nèi)業(yè)計(jì)算6王 威中級工水準(zhǔn)組組長內(nèi)業(yè)計(jì)算7 平面控制網(wǎng)加密的實(shí)施7.1 外業(yè)觀測7.1.1 GPS施工控制網(wǎng)加密測量外業(yè)觀測要求本次GPS施工控制網(wǎng)加密測量外業(yè)觀測應(yīng)按表7.1的要求執(zhí)行。 等級項(xiàng)目四等衛(wèi)星截止高度角15°同時(shí)觀測有效衛(wèi)星數(shù)4顆觀測時(shí)段長度45min觀測時(shí)段數(shù)2數(shù)據(jù)采樣間隔15秒幾何圖形強(qiáng)度因子PDOP10表7.1 GPS施工控制網(wǎng)加密測量外業(yè)觀測要求7.1.2 GPS測量網(wǎng)型設(shè)計(jì)本次GPS施工控制網(wǎng)加密測量，采用邊連接方式，在網(wǎng)形設(shè)計(jì)時(shí)做到： 每個(gè)點(diǎn)有3條及以上獨(dú)立基線相連接； GPS獨(dú)立基線傳遞必須是邊連接，組成大地四邊形或多邊形

15、； 在選取獨(dú)立基線構(gòu)網(wǎng)時(shí)，要考慮以鄰近點(diǎn)之間的短邊傳遞為佳。7.1.3 GPS觀測設(shè)站(1) 作業(yè)前按規(guī)范要求進(jìn)行相關(guān)儀器檢校，作業(yè)過程中經(jīng)常對光學(xué)對中器進(jìn)行檢校，保持接收機(jī)設(shè)備工作狀態(tài)正常。(2) 在觀測前，預(yù)報(bào)星歷情況，按衛(wèi)星星歷預(yù)報(bào)表、GPS 接收機(jī)數(shù)量及交通情況編制觀測計(jì)劃。(3) 作業(yè)中，儀器對中誤差小于1mm，每個(gè)時(shí)段觀測前、后各量天線高一次，兩次較差值小于2mm，取均值作為最后成果。(4) 觀測點(diǎn)號記錄要正確無誤。(5) 要提前把電池充滿電，數(shù)據(jù)采集過程中儀器不能斷電。(6) 觀測過程中不在天線附近50m 以內(nèi)使用電臺，10m 以內(nèi)使用對講機(jī)。(7) 在同一時(shí)段觀測過程中不能出現(xiàn)

16、以下操作：接收機(jī)關(guān)閉又重新啟動(dòng)；改變衛(wèi)星高度角；改變數(shù)據(jù)采樣間隔；按動(dòng)關(guān)閉文件和刪除文件等功能鍵。7.2 GPS數(shù)據(jù)處理7.2.1 基線處理本次GPS控制網(wǎng)加密測量，基線處理采用Trimble公司的商用軟件TGO1.63進(jìn)行；星歷采用廣播星歷；觀測值采用L1載波相位觀測值或L1、L2雙差組合觀測值。每天外業(yè)觀測結(jié)束后，隨即進(jìn)行基線解算，并按以下要求進(jìn)行閉合環(huán)、重復(fù)基線的檢驗(yàn)。（1） 獨(dú)立閉合環(huán)閉合差檢驗(yàn)若干條獨(dú)立基線構(gòu)成閉合環(huán)時(shí)，各坐標(biāo)差分量閉合差應(yīng)符合下式：Wx3 Wy3 Wz3 W其中，n為閉合環(huán)的邊數(shù)，其中為相應(yīng)級別規(guī)定的精度，其相應(yīng)計(jì)算公式為：其中a=5mm，b=1ppm，d為相鄰點(diǎn)間

17、平均邊長，以km為單位。（2） 重復(fù)觀測基線檢核同一條邊重復(fù)觀測兩個(gè)時(shí)段的成果互差，應(yīng)滿足：ds2式中：ds為重復(fù)觀測的基線較差，為相應(yīng)等級的標(biāo)準(zhǔn)差（計(jì)算同前式）。7.2.2 GPS網(wǎng)平差計(jì)算本次GPS控制網(wǎng)加密測量，網(wǎng)平差采用中鐵四院開發(fā)的“GPS靜態(tài)后處理軟件（SYGPS）”（鐵道部評審?fù)ㄟ^）進(jìn)行。GPS網(wǎng)平差是在基線處理合格的前提下進(jìn)行的，先進(jìn)行三維向量網(wǎng)無約束平差，各項(xiàng)指標(biāo)合格后再進(jìn)行二維約束平差。(1) 三維向量網(wǎng)無約束平差基線解算各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均滿足要求后，以全網(wǎng)有效觀測時(shí)間較長、觀測條件較好、接近全網(wǎng)中部控制點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)作為起算數(shù)據(jù)，進(jìn)行全網(wǎng)的無約束平差。無約束平差中，基線

18、分量的改正數(shù)絕對值應(yīng)符合下式：否則，認(rèn)為該基線或者其附近的基線存在粗差，應(yīng)予剔除。平差合格后，提供無約束平差WGS-84坐標(biāo)系中的空間直角坐標(biāo)、基線向量及其改正數(shù)和精度信息。(2) GPS施工控制網(wǎng)的約束平差GPS基線網(wǎng)三維無約束平差合格后，以所聯(lián)測的、點(diǎn)位穩(wěn)定可靠的CPI、CPII控制點(diǎn)作為約束點(diǎn)進(jìn)行二維約束平差，計(jì)算加密點(diǎn)的工程獨(dú)立坐標(biāo)值，得出加密點(diǎn)的坐標(biāo)成果。約束平差中，基線向量各分量改正數(shù)與無約束平差同一基線改正數(shù)較差的絕對值應(yīng)符合下式要求：8 高程控制網(wǎng)加密的實(shí)施8.1 外業(yè)觀測8.1.1 水準(zhǔn)測量的外業(yè)觀測要求本次水準(zhǔn)測量采用數(shù)字水準(zhǔn)儀，外業(yè)觀測要求應(yīng)符合表8.1規(guī)定。表8.1 數(shù)

19、字水準(zhǔn)儀外業(yè)觀測要求等級水準(zhǔn)尺類型水準(zhǔn)儀等級視距（m）前后視距差（m）測段前后視距累積差（m）視線高度（m）二等因瓦DS13且501.562.8且0.558.1.2 觀測的時(shí)間和氣象條件水準(zhǔn)測量應(yīng)在標(biāo)尺分劃線成像清晰穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行，下列情況下不宜進(jìn)行觀測：（1） 日出后與日落前30min鐘內(nèi)；（2） 太陽中天前后各約2h內(nèi)；（3） 標(biāo)尺分劃線的影像跳動(dòng)劇烈時(shí)；（4） 氣象突變時(shí)；（5） 風(fēng)力過大而使標(biāo)尺和儀器不穩(wěn)定時(shí)。8.1.3 測站觀測順序和方法（1） 每一測站的觀測順序如下：奇數(shù)站為“后-前-前-后”，偶數(shù)站為“前-后-后-前”。（2） 每一測站的觀測步驟如下（以奇數(shù)站為例）：整平儀器；望遠(yuǎn)鏡

20、對準(zhǔn)后視標(biāo)尺條碼中央，精確調(diào)焦致圖像清晰，測量并記錄；旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)前視標(biāo)尺條碼中央，精確調(diào)焦致圖像清晰，測量并記錄；重新照準(zhǔn)前視標(biāo)尺，測量并記錄；旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)后視標(biāo)尺條碼中央，精確調(diào)焦致圖像清晰，測量并記錄。顯示測站成果，測站檢核合格后搬站。8.1.4 觀測中應(yīng)遵守的注意事項(xiàng)（1） 觀測前將儀器置于露天陰影下30min，并在使用前進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱不少于20次單次測量；（2） 每一測段的往測與返測，其測站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)；（3） 由往測轉(zhuǎn)向反測時(shí)，兩只標(biāo)尺應(yīng)互換位置；（4） 在連續(xù)各測站上安置水準(zhǔn)儀的三腳架時(shí)，應(yīng)使其中的兩腳與水準(zhǔn)路線的方向基本平行，而第三只腳則依次輪換置于儀器的左側(cè)和右側(cè)；（5） 除路線轉(zhuǎn)彎處外，每一個(gè)測站上儀器與前后視標(biāo)尺的三個(gè)位置應(yīng)在一條直線上；（6） 水準(zhǔn)測量作業(yè)期間，每天開測前進(jìn)行i角測定，保證i角絕對值在測量期間不超過15；（7） 應(yīng)定期檢校標(biāo)尺上的氣泡，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整；（8） 儀器視線被遮擋，遮擋不超過標(biāo)尺在望遠(yuǎn)鏡截長的20%；（9） 當(dāng)外部震動(dòng)劇烈，要停止測量