控制网加密技术方案

编写：韩国卿
校核：肖坤
审核：陈勇
京沪高速铁路工程三标段六工区测量队二00八年四月四日
六工区八局加密控制网
DK534+436.85~DK541+581.15
一、工程概况：
京沪高铁济南至徐州段DK534+436.85~DK541+581.15铁路线位于山东省济宁地区，全长7144.3m，沿线包括辽河1号特大桥、韦庄大桥、韦庄特大桥三座大桥和DK537+955.96～DK538+809.39、DK539+174.67～DK539+949.50、DK540+804.96～DK541+581.15三段路基。

DK534+436.85~DK541+581.15铁路线附近分布有大片杨树林、果园和麦地，测量通视条件极差，铁三院用GPS做的CPⅠ和CPⅡ级控制网，其大部分控制点之间不能互相通视。

因此，为有效保障桥梁整体结构施工测量的控制精度及放样方便，施工的顺利进行，对CPⅠ和CPⅡ级GPS控制网点进行加密。

目前DK534+436.85~DK541+581.15铁路线附近设计院提供的CPⅠ和CPⅡ级控制点有：CPⅠ5003、CPⅠ5004、CPⅠ5005、CPⅠ5006、CPⅠ5007、CPⅠ5008、CPⅡ5003、CPⅡ5004、CPⅡ5005、CPⅡ5006、CPⅡ5007、CPⅡ5008、CPⅡ5009、CPⅡ5010。

二、技术要求及方案：
本次对CPⅠ和CPⅡ级GPS控制网点进行加密，采用GPS控制加密网，采用WGS84坐标系，中央子午线经度:117度18分，投影面大地高程:70m ，高程异常:0m ，X0=1234km，Y0=500km。

布测方法按照《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号）、《新建铁路工程测量规范》（TB10101）进行。

加密GPS控制点均布设于路线外两侧，距线路中线50~200m处，在方便施工定位的原则下，尽量采用长边，点间距控制在400~700m，在无法避免使用短边时，观测时更加谨慎。

控制网共16个点，其中联测已知平面控制点6个（CPⅠ5003、CPⅠ5004、CPⅠ5005、CPⅠ5006、CPⅠ5007、CPⅠ5008）。

采用4台中海达GPS接收机观测，用边联结方式构网，组成三角形或大地四边形相连的带状网，并附合到就近观测网两端的两对CPⅠ点：CPⅠ5003～CPⅠ5004与CPⅠ5007～CPⅠ5008。

CPⅡ基线解算、基线质量控制、坐标转换等按照CPⅡ加密测量处理的方法和要求进行。

控制指标按C级网精度要求。

计算加密控制网平面坐标时，采用满足精度要求的CPI控制点数据对加密点进行约束平差。

二等水准测量按照《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897－2006）、《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号）、《新建铁路工程测量规范》（TB10101）进行。

高程采用1985国家高程基准。

以CPⅠ5005作为起算高程点，最后附合至CPⅠ5007。

所有测段都采用往返观测。

串联观测了所有GPS加密点，GPS加密点之间的二等水准观测站均为偶数站。

观测时使用美国生产的天宝电子水准仪（型号：DINI12，每千米高差偶然中
误差0.3mm）及配套数码水准尺，观测记录采用仪器自动记录。

三、人员及设备的配置
1、仪器配置
2、人员配置
四、外业：
1、选点
在CPⅠ或CPⅡ级GPS控制点之间，沿DK534+436.85~DK541+581.15铁路线周围实地踏勘选点，点位设置在稳固、可靠、不易破坏和便于测量的地点。

GPS测站点之间不要求一定通视，图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。

但考虑GPS测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时着重考虑：
（1）每点必须与某一点通视，以便后续测量工作的使用；
（2）点周围高度角15°以上严禁存在障碍物，以免信号被遮挡或吸收；
（3）点位远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰；
（4）点位选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用；
（5）选点结束后，按要求埋设标石。

加密GPS控制点布置示意图如下：
2、埋设标志
加密控制点标志采用Ø16mm的钢筋，长约60cm～80cm，在其顶面上打磨成半圆形，并钻上深约1mm、直径约1mm的小孔，点位标示清晰且不易被破损。

根据现场踏勘选取的加密点位，人工挖一个深约1m的坑，现场用C15的混凝土浇填，把钻有小孔的钢筋埋设在其中，钢筋头顶面露出混凝土面5~10mm。

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3、观测技术要求
按照《客运专线无渣轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号），观测前对所用仪器进行检定校正，保证仪器处于良好状态。

本次加密拟采用GPS加密控制网，使用经检定合格的广州生产的中海达GPS（型号：V8）进行静态GPS测量。

GPS测量的精度指标应符合下列二表中的规定。

表1 GPS测量精度指标
观测时观测组必须遵守调度命令，按规定的时间同步观测。

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。

观测者到达测站后，先安置好接收机使其处于静置状态。

安装天线利用脚架直接对中；天线高在时段观测前、后各量取三次，其平均值较差小于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。

天线高根据仪器类型，量取至厂方指定的天线高的部位，并注明天线高的类型（斜距、垂距）。

经检查，接收机的各项连接正确，接收机预置状态正常后，方能启动接收机开始观测。

接收机开始记录数据后，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，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作必要的记录。

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)；改变接收设备预置参数；改变天线位置；按关
闭和删除文件功能键等。

观测员在作业期间不得擅自离开测站，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。

观测时，使用对讲机距天线10m 以上，使用车载台应离开天线50m以上。

雷雨过境时关机停测，并卸下天线以防雷击。

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现场填写，不得事后补记或追记。

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。

外业记录的管理符合下列要求：
（1）当天的观测记录数据应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）测量手薄按控制网装订成册，交内业验收。

五、高程测量
高程测量按照《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897－2006）和《新建铁路工程测量规范》的相关规定。

观测前对操作人员做如下技术交底：
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，配备撑竿以稳定。

测量前水准尺的圆水准气泡必须居中。

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，不进行观测作业。

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，测量时注意避开。

6、测量读数前，必须精确调焦。

测站数必须为偶数。

按照正确的观测顺序操作。

二等水准测量的主要技术标准应符合表06的规定。

水准测量作业的主要技术要求应符合表07的规定。

观测的读数限差应符合表08规定。

注：L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位为km。

表07、水准测量作业的主要技术要求
表08、水准测量观测限差（mm）
⑴、二等水准测量应进行测段往返观测。

测站观测宜采用下列观测顺序：
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，两根标尺应互换位置。

⑵、二等水准测量观测读数和记录的数字取位：
表09、二等水准测量读数取位
表010、二等水准测量计算取位
⑶、水准测量作业结束后，应对外业观测数据进行各项指标检查，各项指标应满足要求。

各项精度指标和限差满足要求后，采用严密平差计算。

表011、水准测量精度要求
每千米偶然中误差按下式估算：
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡∆∆±
=∆L 41n M （1）
每千米全中误差按下式估算
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡±
=L 1WW N M W （2）
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。

⑷、 当用每条水准路线测段往返测高差较差算得的高差偶然中误差M △和按环闭合差算得的全中误差Mw 超限时，应先重测不符值或闭合差较大的测段，使其满足精度要求。

与设计较差超限的测段应再次测量确认。

⑸ 、水准基点和加密水准点应整体平差后求得高程成果。

六、内业处理
GPS 基站网基线向量解算采用精密星历和精密基线解算软件，使用软件为广州中海达公司研发的经检查评审合格的中海达GPS 《HDS2003数据处理软件》，进行整网无约束平差。

平差计算的精度指标按下表控制。

注：① 可重复性测量精度：控制点两次定位坐标差的中误差或补设、增设控制点时，由现有已知控制点发展
的新控制点相对于已知点的坐标中误差； ② 表中数据为X 、Y 坐标方向的中误差； ③ D 为基线边长，单位为mm 。

水准测量记录经内业检查复核合格后，计算各测段的往返测高差不符值，使用往返
测高差不符值计算每公里高差偶然中误差，或利用闭合环闭合差计算全中误差。

分别检查往返测高差不符值或环闭合差是否满足4L的要求。

水准点间高差与设计高差是否满足6L的要求。

水准高程用满足规范要求的测段高差分别配赋计算各测量点位的高程成果数据。

平差结果显示:控制点的成果点位中误差mx最大为3.9mm，my最大为2.8mm，都小于规范中±15 mm的限差。

基线边方向中误差最大为0.93”，小于1.7”的规范限差。

最弱边相对中误差最大为1/160128，小于1/100000的规范限差，全部满足规范要求。

符合GPS网C级网的技术要求。

水准高程测量满足二等水准测量规范的要求，能够满足施工测量放样的需要。

附：1、控制点成果表
2、测量仪器检定资料
3、测量人员资质证书
4、测量原始记录
京沪高铁三标段六工区测量队
2008年04月04日
控制网加密测量人员表。