导线加密测量方案精密控制测量技术设计.doc
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1、目 录1.概述11.1编制依据11.2工作范围及内容11.2.1工作范围11.2.2工作内容22.技术要求22.1执行的标准及规范22.2坐标与高程系统22.2.1平面坐标系统32.2.2高程系统32.3布网原则与布网方案32.4平面控制网布网要求32.5高程控制网布网要求53.平面控制网测量53.1既有资料分析53.2平面控制网布设53.3控制网选点埋石63.3.1选点63.3.2埋石73.4 GPS平面控制网施测83.5 GPS平面控制网基线解算93.6 GPS网平差及坐标转换104.高程控制网测量114.1既有资料分析114.2水准点的布设114.3 水准测量施测124.3.1 仪器选用
2、124.3.2 观测技术要求124.4 外业数据整理与成果计算144.4.1 外业记录整理144.4.2 成果计算145.控制网维护与复测166.要求提交的成果资料17附录1:点之记样板18附录2:精密控制测量桩点埋石操作程序19附录3:精密控制测量GPS网施测要求22附录4:GPS基线处理技术要求24新建铁路西安至宝鸡客运专线精密控制测量技术设计新建铁路西安至宝鸡客运专线精密控制测量技术设计1.概述1.1编制依据略.1.2工作范围及内容1.2.1工作范围西安(咸阳西)至宝鸡客专正线,线路长度约138.044公里,起点:郑西客专咸阳西出站端DK500+130.00;终点:新宝鸡南车站出站端DK
3、638+000,客专正线线路长度138.044km。1.2.2工作内容按照客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定(铁建设2006189号)的要求,按分级布网、逐级控制的原则,建立西安至宝鸡客运专线平面和高程精密控制网,具体内容为:(1)基础平面控制网(CP)布设及测量;(2)线路控制网(CP)布设及测量;(3)基桩控制网(CP)布设及测量;(4)高程控制网布设及测量; 本阶段需完成全线的CPI、CPII平面控制网测量及全线高程控制网贯通测量, CP基桩控制网在线下工程施工完毕、铺设无砟轨道之前建立。CPI、CPII平面控制网和高程控制网测量由设计院完成,CP基桩控制网测量由施工单位完成。精密控制
4、测量时,应按D级网的要求联测国家三角点,并提供CPI、CPII控制点的1980西安坐标系成果供设计使用,以满足用地图设计,确定沿线城市规划、公路、环保、文物、水利等与线路方案相对关系的需要。2.技术要求2.1执行的标准及规范(1)客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定(铁建设2006189号);(以下简称暂规)(2)国家一、二等水准测量规范(GB/T12897-2006);(3)全球定位系统(GPS)铁路测量规程(TB10054-97);2.2坐标与高程系统2.2.1平面坐标系统平面坐标系统采用2000国家大地坐标系(其基本椭球参数:长半轴为6378137,扁率298.257222101),与大
5、同至西安、西安至成都客运专线所采用的椭球参数一致。西宝客运专线设计时速350km/h,全线铺设无砟轨道,按高斯窄带投影的方法建立工程独立坐标系,满足暂规要求的投影变形不大于10mm/km的要求。具体分带见表2.1 西宝客运专线工程独立坐标系分带表 表2.1编号中央子午线()投影面正常高(m)投影面大地高(m)分界里程范围高程异常(m)长度变形(mm/km)1108-27400365DK500DK560-35-4.0+10.02108-00490455DK560DK599-35-2.0+9.03107-30580545DK599DK638-35+1.0+9.02.2.2高程系统高程采用1985国
6、家高程基准。2.3布网原则与布网方案平面控制网按分级布网的原则分级布设,第一级为基础平面控制网CP,第二级为线路控制网CP。各级平面控制网的作用为:(1)CPI主要为勘测设计、施工、运营维护提供坐标基准;(2)CP勘测设计和施工提供控制基准。西宝客运专线全线铺设无砟轨道,CPI、CPII平面控制网分别按B、C级要求进行施测,高程按二等水准测量技术要求施测。本线隧道只有一个小村隧道,全长920米,不涉及到隧道洞内的CPII测量。2.4平面控制网布网要求2.4.1基础平面控制网CP控制点沿线路走向布设,约小于4km布设一个;线路控制网CPII点沿线路走向布设,采用GPS测量时点间距宜为800m10
7、00m,采用导线方式测量时,点间距宜为400m800m。CPI、CPII平面控制网布网要求见表2.2。各级平面控制网布网要求 表2.2控制网级别测量方法测量等级点间距备注CPIGPSB级 34kmCPGPSC级8001000m导线三等400800m2.4.2 平面控制网的主要技术指标(1)GPS测量 表2.3控制网级别基线边方向中误差最弱边相对中误差无砟轨道无砟轨道CPI1.31/170000CP1.71/100000(2)导线测量 表2.4控制网级别附合长度(km)边长(m)测距中误差(mm)测角中误差()相邻点位坐标中误差(mm)导线全长相对闭合差限差方位角闭合差限差()对应导线等级无砟轨
8、道CP440080051.881/55000三等导线环(段)的测角中误差应按下式计算: 式中 f导线环(段)的角度闭合差();N导线环(段)的个数;n导线环(段)的角度个数。2.5高程控制网布网要求 高程控制网沿线路每20公里布设一个深埋水准点,每2公里布设一个普通水准点,全线采用水准测量方法按二等水准测量技术要求施测,主要技术要求见表2.5。二等水准测量精度要求 表2.5水准测量等级每千米水准测量偶然中误差M每千米水准测量全中误差MW限 差检测已测段高差之差往返测不符值附合路线或环线闭合差左右路线高差不符值二等水准1.02.0644-注:表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度,单位为km
9、。3.平面控制网测量 CPI、CPII控制网采用GPS测量,CPI按B级网要求施测,CPII按C级网要求施测。GPS测量作业应满足表3.1中的基本技术要求。 各级GPS测量作业的基本技术要求 表3.1 级 别项 目BCD静态测量卫星高度角()151515有效卫星总数544时段中任一卫星有效观测时间(min)302015时段长度(min)906045观测时段数221数据采样间隔(S)151515PDOP或GDOP68103.1既有资料分析沿线收集的2000国家大地坐标系A、B级GPS点位于西安、武功(周至)、宝鸡,可作为本线平面控制网的起算点。3.2平面控制网布设(1) CP控制点沿线路走向布设
10、,约小于4km布设一个,宜选在距离中线100500m且不易被破坏的范围内。(2)CPII控制点沿线路走向布设,距线路中线的距离为50200m,CP控制点的间距宜为800m1000m,最长边不宜大于1000m,短边困难时不宜小于500m。CP相邻点间应通视或者与CP点通视,特别困难时,可在远离线路位置布设方向点,方向点应纳入CPII网的整体观测与平差。(3)在坐标系分带界附近,宜布设CP、CPII点,距离中线应在50m100m范围内。3.3控制网选点埋石3.3.1选点(1)各等级控制点应选在土质坚实、安全僻静、观测方便和利于长期保存的地方。(2)点位应便于安置GPS接收机。点位周围视野开阔,便于
11、GPS卫星信号的接收。(3)点位离大功率无线电发射源(电视台、微波站)的距离不小于200m,离高压输电线距离不宜小于50m。(4)点位附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体,尽量避开大面积水域。(5)所有CPI、CPII控制点均应在现场填写点位说明,必要时应丈量至明显地物的距离,绘制点位示意图,并按附录1作好点之记,点之记成果用Auto CAD绘制。CPI及CPII选点及埋石应注意点位的分布,宜在中线两侧布设,避免局部段落桩点全部布设在一侧的情况出现。 3.3.2埋石A. 控制点标志:采用直径20mm长30mm的不锈钢材料,下部采用普通倒T字型钢筋焊接而成,见图1。其顶部刻0.5mm深的十字分划
12、丝,上部安置标牌,标牌上注记 “西宝客专CPI”、“西宝客专CPII”。标头顶应高于标牌1.5cm,以便平面和高程点共用并便于外业测量。 B.基岩埋石:在基岩裸露或埋深较浅的地区可埋设基岩桩:选择稳固、未风化的岩石埋桩。岩石上埋桩时采用钻孔法,用电钻钻进成孔,放入标芯后再采用强力胶填塞钻孔,并用水泥抹平,具体埋设规格如下图1所示(单位:mm)。 300基岩面30 图1 控制点标志 控制点基岩面埋设图 C. 一般情况下埋桩:控制点标石采用混凝土预制桩,预制桩内加钢筋笼,以防止预制桩在运输及埋设过程断裂。CPI预制桩顶面尺寸200mm*200mm,底部尺寸为300mm*300mm,高度为950mm
13、,CPII顶面尺寸为150mm*150mm,底部尺寸为200mm*200mm,高度为650mm,埋设规格及标注详见下图2,埋石时标牌字头朝北: 图2 CPI控制点标石埋设图 CPII控制点标石埋设图注:1盖;2土面;3砖;4素土;5冻土线;6贫混凝土 说明:实地埋设时,挖坑孔径规格应为500mm500mm,底部最小规格为400mm400mm,埋设在冻土线下0.5m,本段沿线最大季节冻土深度为0.3米。 埋桩时孔深应深于1.4m,孔底部浇铸素混凝土,然后放置预制混凝土桩后在填入素混凝土和素土,上部建造保护井,加保护盖。选点与埋石质量是保证精密测量精度的基础,必须对选点及埋石的质量进行严格控制,控
14、制埋石的点位环境及埋石过程要求采用数码相机进行拍照,埋石过程的照片作为埋石质量控制的过程措施必须严格执行,并作为成果上交。埋石程序详见“附录2:精密控制测量桩点埋石程序”。3.4 GPS平面控制网施测CPI、CPII网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,CPI平面控制网与国家GPS A、B点进行联测构成附合网,CPII与CPI联测构成附合网。在和郑西客运专线接头处,应将郑西CPI093、CPI094、CPI095、CPI098(如桩丢失损坏,应予以补埋)予以联测,并进行稳定性检验。 (1)采用Trimble或LEICA双频GPS接收机观测,CPI、CPII按表3.1中施测
15、,其中CPI按B级施测,CPII按C级施测。各等级使用的GPS仪器精度应满足表3.3的要求 GPS测量的精度指标 表3.3 级别B C a(mm)55b(mm/km)23 (2)全部仪器、光学对中基座生产作业前都必须按要求进行检校合格且应在有效检定期内才能投入使用。所有仪器在观测前统一进行设置,数据采样间隔15秒,设置高度角为15度。(3)观测前,应做好星历预报,避开不利于观测的时间段。(4)观测时,天线整平对中误差不得大于1mm,每时段观测前后各量取天线高一次,两次互差小于3mm,并取其平均值作为最后结果。双时段观测时第二时段必须重新整置对中仪器,重新量取天线高度。 (4)观测过程中按规定填
16、写观测手簿。对观测点名、仪器高、仪器号、时间、日期以及观测者均应详细记录。 GPS施测的技术要求详见“附录3:精密控制测量GPS网施测要求”。3.5 GPS平面控制网基线解算CPI、CPII基线使用LGO6.0随机软件采用广播星历解算基线,起算点采用国家GPS A 、B级点的三维成果。基线解算应作以下检核统计工作:(1)计算同一时段观测值的资料剔除率应小于10%。(2)同一条边任意两个时段解算值互差小于2(mm)。(3)独立观测边闭合环各坐标分量闭合差应符合下式规定:Wx3Wy3Wz3W3(4)同步观测环闭合差应满足以下要求:Wx/5Wy/5Wz/5W= /5对不满足各检验指标的时段应进行返工
17、测量。详见“附录4:GPS基线处理技术要求”。3.6 GPS网平差及坐标转换3.6.1CPI、CPII采用COSAGPS等软件在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差,CPI采用国家GPS A、B级点的三维成果进行约束平差,CPII采用CPI的二维成果进行约束平差。无约束平差中,基线分量的改正数绝对值(、)应满足下式:3;3;3 约束平差的基线向量改正数与无约束平差的同名基线改正数的较差应满足下式:2;2;2平差完毕,按设计的投影分带进行坐标转换,各带间应至少重合两个公共点。为了便于后续施工应用,减少错误,需明确每带成果应用对应的里程范围。4.高程控制网测量 高程控制测量全线按二等水准测量技术
18、要求施测。起点与郑西客专衔接处联测郑西水准点不少于2个,并处理好衔接关系。4.1既有资料分析 沿线收集有I等永汉等国家水准线路的复测前、后成果及我院施测的既有郑西二等水准点,沿线的国家水准点和我院施测的郑西二等水准点在水准测量时均予以联测,供成果分析、平差使用。 4.2水准点的布设为了确保本线高程基准的长期的稳定,计划每隔20公里左右埋设深埋水准点7个,深埋水准点根据沿线地层情况,埋设至基岩或持力层。每2km左右设置一个。重点工程(大桥、长隧及特殊路基结构)地段应根据实际情况增设。水准点应便于后续勘测及施工使用,可尽量与CPI、CPII共点,不能共点时可单独埋设。普通水准点的预制桩顶面尺寸为1
19、50mm*150mm,底面尺寸为200mm*200mm,高度为950mm,埋设示意图见图4.2。水准点和CPII共桩时,CPII的预制桩尺寸及埋设要求须按水准点的预制桩尺寸及埋设要求执行。注:1盖;2砖;3素土;4贫混凝土;5冻土线图4.2 水准点标石埋设图(单位:mm)水准点应选在土质坚实、安全僻静、观测方便和利于长期保存的地方,水准点现场按附录1的规定做好点之记。4.3 水准测量施测4.3.1 仪器选用本次测量拟采用Leica DNA03等电子水准仪,仪器类型为DS05。水准尺为配套铟瓦水准标尺。采用重量5kg的尺垫。测量前对水准仪进行检定,检定合格后方可用于测量工作,并在作业期间每天开测
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- 导线 加密 测量 方案 精密 控制 技术设计