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控制网复测技术方案  

2012-09-07 17:10:18|  分类: 测绘 测量 |  标签: |举报 |字号 订阅

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控制网复测技术方案

新建 XX 至 XX 铁路 XX 标段

(DK10+000 ~ ZDK21+100) 段

控制网复测技术方案

XX 铁路 XX 标段项目经理部

二○ XX 年八月 XX 某某

1. 工程概况

新建 XX 至 XX 铁路段位于 XX 省、 XX 省、 XX 省、 XX 市境内,北起 XX 枢纽,向南经 XXX ,通过陕西省边界进入 XX 省,经广元、苍溪、阆中、南部、南充、合川进入 XX 枢纽。 XX 至 XX 段正线线路长度 818.7km 。另修建南充经 XX 至 XX 的支线,建筑长度 89.345km 。

本标段为新建铁路 XX 至 XX 线广元至 XX 段站前工程 XX 标段,范围包括渭沱(含)至 XX 北(不含) DK881+400 ~ DK952+110 、新井口嘉陵江大桥(含)至井口(含) DHK6+500 ~ DHK10+670 段,正线长 70.713km 以及南充(不含)至 XX 北段、新嘉陵江大桥(含)至井口(含)段、 DK811+500 ~省界 DK851+408 段、南充地区的 XX 正线 D1K764+700 ~ D1K792+474.137=DK811+500 (包括 XX 至达成左、右联络线和南充西站)铺架工程。

2. 复测范围

复测范围为 DK881+400 ~ DK952+110 ,全长 70.713 公里;复测设计院所提供的 CPI 控制点、 CPII 控制点及三等水准点。

3. 主要技术依据及原则

3.1 、技术依据

《时速 200 ~ 250 公里有砟轨道铁路工程测量指南(试行)》(铁建设函〔 2007 〕 76 号);

《全球定位系统( GPS )测量规范》 GB/T18314-2001 ;

《全球定位系统( GPS )铁路测量规程》 TB10054-97 ;

《国家三、四等水准测量规范》( GB12898-91 );

《新建铁路 XX 至 XX 线平面高程精密控制测量技术设计》。

3.2 、编制原则

编制本技术方案设计书的目的是为了保证复测作业质量,按要求完成作业任务。我们要严格按照复测遵循的技术依据作业,及时上报复测成果,保证复测成果的正确。

4. 工作流程

由于复测工期短,测量任务大,因此必须制定严格的作业计划,分配好时间,具体工作流程如下:

编写复测技术方案设计书

 

制订复测实施方案

 

组织人员进场及仪器设备调度

 

制订严格的工作计划

 

外业测量

 

GPS 外业测量

 

三等水准外业测量

 

内业处理

 

编写复测成果报告

 

接桩和接收资料

5. 预计完成复测时间

根据本管段的路线长度以及控制点数,结合地形情况,预计复测期限为 8 月 10 日~ 8 月 22 日。

6. 作业方法、人员及设备

6.1 平面控制网

CP Ⅰ、 CPII 网复测外业工作按一个测段进行,采用边联结方式构网,形成由三角形或大地四边形组成的带状网,并重叠到相邻管段的 2 个 CP Ⅰ和 CPII 控制点 (CPII473 、 CPI173) 。 采用经过复测后证明是可靠的本段所有 CP Ⅰ 控制 点进行约束平差。 CP Ⅰ的数据应采用设计院提供的成果。

6.2 高程控制网

本管段的水准点复测按里程划分共分三个测段进行复测。按附合水准测量方法,依据三等水准测量技术要求施测,采用设计院提交的设计水准点作为起闭点进行联测,测量时的视线长度、前后视距差、视距累计差等各项限差严格按照《国家三、四等水准测量规范》中三等水准测量的技术要求执行。

6.3 人员、设备的组织

6.3.1 拟投入的人员和设备

复测预计投入技术人员 43 人,其中参建子分公司精测队 10 人,各分部技术人员 33 人。

拟投入的测量仪器设备 24 台,如下表:

序号

设备名称

仪器型号

仪器精度

数量 ( 台 )

检定情况

1

GPS 接收机

中海达、 V8

5mm+1ppm

4

已检定

2

GPS 接收机

上海华测、 X90

5mm+1ppm

4

已检定

3

GPS 接收机

天宝双频 R8-5800

5mm+1ppm

3

已检定

4

自动安平水准仪

DSZ2

S02

3

已检定

5

自动安平水准仪

索佳 C32 Ⅱ

S03

1

已检定

6

自动安平水准仪

DSZ2

S02

6

已检定

7

自动安平水准仪

苏州一光 NAL132

S02

3

已检定

6.3.2 测量组织及 工作衔接

项目经理部所属的 9 个分部来自集团公司 3 个分公司,为加快复测速度,由项目经理部工程部组织,以公司为单位,分四段进行复测。为了使各分部技术人员对桩点位置尽早熟悉以及以后测量资料的顺利交接,保证后续施工的顺利进行,拟计划每分部必须派遣 3 名以上的工作人员做好配合工作。

当复测工作即将进入不同管段时,先联系配合单位,让配合单位在现场待命,以便更好地进行复测工作。

7. 精测网复测精度等级要求

7.1 复测精度

根据规范要求,本次控制网复测按以下精度施测:

( 1 )、基础控制网 CP Ⅰ按 GPS 网 C 级精度要求进行;

( 2 )、线路控制网 CP Ⅱ按 GPS 网 D 级精度要求进行;

( 3 )、高程控制网按三等水准测量的精度要求进行。

精测网的复测精度控制按 GPS C 级点( CP Ⅰ)最弱基线边相对中误差小于 1/170000 ,基线边方向中误差不得大于 1.3 ″; GPS D 级点( CP Ⅱ)最弱基线边相对中误差小于 1/100000 ,基线边方向中误差不得大于 1.7 ″的要求进行。

高程系采用 19 85 国家高程基准, 高程控制网复测按三等水准测量的方法进行测量,复测相邻水准点间的高差。水准测量作业结束后,每条水准路线应按测段往返测高差不符值计算偶然中误差 M Δ; M Δ按下列公式计算:

式中:

△ —— 测段往返高差不符值( mm );

L —— 测段长( km );

n —— 测段数。

7.2 坐标高程系统

本标段复测的坐标系统与设计相同, 采用工程独立坐标系,椭球采用 1954 年北京坐标系参考椭球。高斯投影变形时,边长投影在抵偿高程面上的变形值:铺设有砟轨道地段不大于 2.5cm/km ,即投影长度变形(包括高程归化、高斯正投影变形之和)不大于 1/40 000 ,中央子午线经度为 106?15′ ,投影面高程为 320m 。

高程系统采用与设计单位相同的 1985 国家高程基准。

8 .精测网复测技术标准和规范要求

8.1 、平面控制网复测技术要求

项目级别

C

D

 

卫星高度角 ( ° )

≥ 15

≥ 15

有效卫星总数

≥ 5

≥ 4

时段中任一卫星有效观测时间 (min)

≥ 30

≥ 20

时段长度 (min)

≥ 90

≥ 60

观测时段数

≥ 1

≥ 1

数据采样间隔 (S)

15 ~ 60

15 ~ 60

PDOP 或 GDOP

≤ 8

≤ 8

GPS 接收机的精度指标

级别

C

D

a ( mm )

≤ 10

≤ 5

b ( mm/km )

≤ 10

≤ 10

a— 接收机固定误差( mm ); b — 接收机比例误差系数。

8.2 、三等水准测量的技术要求

等级

水准仪

 

的型号

视线长

 

度( m )

前后视

 

较 差

( m )

前后视

 

累积差( m )

视线离地面最低高度( m )

红黑面

 

读数差( mm )

黑红面

 

高差较差( mm )

三等

DS1

100

3

6

0.3

1.0

1.5

DS3

75

2.0

3.0

三等水准测量的观测方法

等 级

仪器类型

水准尺类型

观 测 方 法

观 测 方 法

三等

DS1

因瓦

光学观测法

后 - 前 - 前 - 后

DS3

双面

中丝读数法

往返

后 - 前 - 前 - 后

三等水准测量的技术标准

等级

每千米高差全中误差( mm )

路线长度( km )

水准仪等级

水准尺

观 测 次 数

往返较差

 

或闭合差

( mm )

附合环线

线路

三等

6

≤ 150

DS3

双面尺

往返

往返

12

注:表中 L 为往返测段、附合或环线的水准路线长度,单位 km 。

9. 精测网复测实施计划和方法

8.1 平面控制网复测实施规程

8.1.1 GPS 测量精度的操作要点

( 1 )、观测组必须严格遵守调度命令,按规定时间同步观测同一组卫星。当没按计划到达点位时,应及时通知其他各组,并经观测计划编制者同意后对观测时段作必要调整,观测组不得擅自更改观测计划。

( 2 )、经检查,接收机的电源电缆、天线电缆等项连接正确,接收机预置状态和工作状态正常后,启动接收机开始测量。

( 3 )、每个时段观测前后,应各量取天线高一次,两次量测值互差不得大于 2mm ,取平均值作为最后天线高。当互差超限时,应查明原因,提出处理意见并记入测量手簿。

( 4 )、接收机开始记录数据后,应及时将测站名、测站号、时段号、天线高等信息记录在手簿上。同时应注意仪器的警告信息,及时处理各种特殊情况。

( 5 )、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,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。

( 6 )、静置和观测期间应防止仪器震动,不得移动仪器,要防止人员或其他物体碰动天线或阻挡信号。

( 7 )、在作业过程中,不应在天线附近使用无线电通讯。当必须使用时,对讲机应距天线 10m 以上,车载电台应距天线 50m 以上。

( 8 )、经检查,调度命令已执行完毕,所有规定的作业项目已完成并符合要求,记录和资料完整无误,且将点位标识和觇标恢复原状后方可执行下一个调度命令。

8.1.2 CP Ⅰ、 CP Ⅱ控制网的复测

以 CP Ⅰ对点作为联结边,采用边联式构网, CP Ⅰ形成大地四边形组成的带状网。 CP Ⅱ与 CP Ⅰ联测构成附合网。

按照 GPS C 级网测量精度要求对 CP Ⅰ控制网进行观测,按照 GPS D 级网测量精度要求对 CP Ⅱ控制网进行观测。作业过程中,天线安置严格整平、对中,卫星高度角设定为 15 ° ; 同步观测有效卫星总数≥ 4 颗 ; 每时段观测前后分别量取天线高,误差小于 2mm ,取两次平均值作为最终结果。

8.2 高程控制网复测实施

( 1 )、 三等水准复测采用苏州一光厂生产的 DSZ2 自动安平水准仪及 3 米黑红双面标准尺,按《国家三、四等水准测量规范》三等水准测量要求作业。

( 2 )、三等水准测量的观测顺序如下:后—前—前—后。

( 3 )、测量时应保证前 后视距尽可能相等, 减少仪器 i 角对高差观测的影响,前后视距差满足规范要求。

( 4 )、作业前及使用过程中检查与校正 i 角,保证 i 角绝对值在作业过程中均不超过 15 ″。

( 5 )、为了保证水准尺的稳定性,选用 2Kg 尺垫,将尺垫安放在坚实的地方踩实以防止尺垫下沉。

( 6 )、水准复测按附合路线进行,采用两台仪器同时观测,并尽量在各测站测完及时比较各自高差,发现较差较大时,立即进行重测。

( 7 )、当相邻设计水准点复测完成后,应分别计算两点间的实测高差,并与设计高差比较。误差超限时,应检查原因,查找不出原因时应立即返工重测。

10. 精测网复测数据处理和平差方法

10.1 平面控制网复测数据处理和平差

10.1.1 内业数据处理 及精度评定

(1) 、 GPS 网基线解算与网平差采用商业软件。

(2) 、外业数据质量检查和数据预处理

对三等水准的复测应以各水准路线测段往返测高差不符值计算每千米高差中数的偶然中误差,合格后方可进行高差比对。否则应重测该段水准路线。

对 GPS 观测数据进行同步环和异步环、重复基线进行计算检核。 及时进行观测数据的处理和质量分析,检查其是否符合规范和技术设计要求。单基线解算不合格时,要分析原因。

解算出每一时段的基线 向量边后,再计算出该观测时段同步环坐标分量闭合差, 其闭合差应符合下式要求。

Wx ? ( /5)* s

Wy ? ( /5)* s

Wz ? ( /5)* s

W= ? ( /5)* s

由独立观测边组成的异步环的坐标分量闭合差应符合下式:

Vx ? 3 ? n * s

Vy ? 3 ? n * s

Vz ? 3 ? n * s

V ? 3 ? 3n * s

同一边任意两个时段成果互差应小于 GPS 接收机标准差的 2 倍。当检查发现观测数据不能满足要求时,应对成果进行全面分析,必要时应补测或重测。

GPS 测量的精度指标

级别

B

C

D

E

a ( mm )

≤ 8

≤ 10

≤ 10

≤ 10

b ( mm/km )

≤ 1

≤ 5

≤ 10

≤ 20

注: a — —固定误差( mm ); b ——比例误差系数。

各级 GPS 网相邻点间弦长精度用下式表示:

式中 σ——中误差( mm );

d ——相邻点间距离( km )。

对于 B 级,式中固定误差 a = 8mm , b = 1mm/km ;

对于 C 级,式中固定误差 a = 10mm , b = 5mm/km 。

d 为基线长度,以 km 为单位。

10.1.2 内业数据平差计算方法

( 1 )、基线处理

GPS 平面控制网采用 GPS 商业处理软件进行基线解算和平差处理;基线处理时删除观测条件差的时段和观测条件差的卫星不让其参与平差。

( 2 )、 CP Ⅰ控制网的平差

基线解算完成后 , 首先在 WGS-84 椭球下以设计院 CP Ⅰ网平差时采用的中央子午线 为 106?15′ ,投影面高程为 320m 。 进行 CP Ⅰ控制网的无约束平差,检查 GPS 基线向量网本身的内符合精度,并剔除含有粗差的基线边。然后采用 CPI 控制点作为已知点对复测的 CP Ⅰ控制网进行整网约束 平差。

约束平差后,得到 CP Ⅰ控制网 WGS84 地心坐标及在中央子午线 116 ° 15 ′和 320m 高程投影面的高斯投影平面坐标。

( 3 )、 CP Ⅱ控制网平差

CP Ⅱ控制网附合到 CP Ⅰ上,以复测后确认精度可靠的 CP Ⅰ设计坐标为起算数据对 CP Ⅱ控制网进行约束平差 。

10.2 高程控制网复测数据处理和平差

相邻水准点间的高差计算时,取符合规范要求的往返观测值的平均值作为最终成果。

采用南方平差易软件对本标段水准网点进行平差计算,并进行各段高差比较。

11 .控制网复测评判方法及标准

11.1 CP Ⅰ控制网复测评判方法及标准

根据 CP Ⅰ复测网的同步环、异步环、重复基线差、坐标点位精度的统计,首先确认 CP Ⅰ复测网精度满足 C 级 GPS 网 要求的前提下,进行 CP Ⅰ控制点复测坐标与原测坐标的比较,当 CP Ⅰ控制点的复测满足 X 、 Y 坐标差值不大于± 20mm 时,认为设计单位所交 CP Ⅰ控制点精度满足规范要求,采用设计单位勘测成果。

11.2 CP Ⅱ控制网复测评判方法及标准

根据 CP Ⅱ 复测网的同步环、异步环、坐标点位精度的统计,首先确认 CP Ⅱ 复测网精度满足 C 级 GPS 网 要求的前提下,进行 CP Ⅱ控制点复测坐标与原测坐标的比较。《客运专线铁路无碴轨道工程测量暂行规定》未对 CP Ⅱ控制点采用 GPS 复测的限差进行具体规定,按从严原则及专家评审意见, CP Ⅱ控制点的复测 X 、 Y 坐标差值的限差取± 20mm 。 当 CP Ⅱ控制点的复测满足 X 、 Y 坐标差值不大于± 20mm 时,认为设计单位所交 CP Ⅱ控制点精度满足规范要求,采用设计单位勘测成果。

11.3 三等水准复测评判方法及标准

三等水准的复测就是逐点复核相邻水准点之间的高差,通过复测高差与设计高差进行比较,确认设计单位所交的高程控制点精度是否满足精度要求,点位是否稳固可靠。当 复测高差值与设计高差值之差小于± 12 时 ,认为设计单位所交的三等水准点精度满足规范要求,可采用设计单位勘测成果。

12. 复测完成后应提交的成果和资料

1.XX 铁路 XX 标段平面、高程复测成果书;

2. 主要测量人员表;

3. 测量仪器表及检定证书复印件。

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