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1、铜玉铁路TYTJ-2标精测控制网复测方案(IDK1+868.75IDK27+626.35)编写: 复核: 审核: 中铁二十二局集团有限公司铜玉铁路工程指挥部二零一三年十二月目 录铜玉铁路TYTJ-2标段精测网复测方案一、工程概况本标段起止里程为IDK1+868.75IDK27+626.35,线路全长25.76Km。线路位于贵州省铜仁地区,标段共有桥梁17座共计5166.57延米。隧道14座,共计16572延米。涵洞14座,共计409.9延米。路基共计4021.43延米。二、复测任务概述1、任务依据为满足铜玉铁路TYTJ-2标段施工建设的需要,中铁二十二局铜玉铁路指挥部开始实施铜玉铁路TYTJ-
2、2标精测及加密控制网复测。本次平面复测是按照原有控制网的网型结构进行观测,复测精度要求与原测相同,高程控制点按照附合路线观测。现根据标段控制网分布情况编写本方案。2、复测任务范围及内容2.1复测范围铜仁至玉屏铁路TYTJ-2标段 CPI 、CP和三等高程控制网复测; 2.2复测时间我单位组织测量技术人员计划于2013年12月28日开始外业观测,2014年01月15日完成外业,01月20日完成复测内业成果报告的整理。2.3复测内容(1)设计院提供CPI、CP和三等高程控制网复测。2.4设计控制点及加密控制点概况统计(2)CPI 控制点16个(三等)(含与相邻标段共用的4个点),经过现场踏勘,CP
3、I03、CPI04、CPI13、CPI14四个控制点已被破坏,设计院未对CPI03、CPI04、CPI13、CPI14四个控制点恢复进行了恢复,本次复测实际观测12个CPI点,CPI按三等GPS控制网复测。 (3)CP控制点21个,经过现场踏勘,CP03、CP11、CP13、CP14、CP19五个控制点已被破坏,本次复测实际观测16个,CPII按四等GPS控制网复测。(4)三等水准点19个(含与相邻标段共用的8个三等水准点),破坏5个,复测时共14个点的标石保存完好。相邻标段公共控制点统计表序号GPS平面控制点高程控制点备注1CP01BM01与TYTJ-1标共用2CP02BM02与TYTJ-1
4、标共用3CP15BM03与TYTJ-1标共用4CP16BM04与TYTJ-1标共用CP02BM04-1与TYTJ-1标共用CP14BM15与TYTJ-1标共用CP21BM16与TYTJ-1标共用CP22与TYTJ-1标共用三、既有资料情况1、新建铁路铜玉至玉屏客货专线精密工程控制测量网技术总结;2、新建铁路铜玉至玉屏客货专线精密工程控制测量网点之记;3、新建铁路铜玉至玉屏客货专线精密控制测量技术方案;4、新建铁路铜玉至玉屏客货专线精密工程控制测量网平差计算表。5、新建铁路铜玉至玉屏客货专线精密工程控制测量网成果表四、作业技术依据1、铁路工程测量规范(TB10101-2009); 2、铁路工程卫
5、星定位测量规范(TB 10054-2010);3、全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T 18314-2009);4、新建铁路铜玉至玉屏客货专线精密控制测量技术方案;5、国家三、四等水准测量规程(GB12898-2009)五、平面坐标及高程基准系统1、平面坐标系统平面坐标系采用工程独立坐标系统:WGS-84参考椭球,高斯投影。工程椭球构件采用改变WGS-84椭球参数的方法(即参考椭球长半轴直接加投影面大地高并保持扁率和定向不变)。边长投影在抵偿高程面上,在对应的线路轨面设计高程面上投影长度的变形值不宜大于25mm/km,即投影长度变形(包括高程归化、高斯正投影变形之和)不宜大于1/4000。
6、工程独立坐标系统投影带划分内容见下表平面坐标系统投影带划分表投影分带序号中央子午线经度投影高程面正常高(m)投影高程面大地高(m)平均高程异常(m)对应里程最大投影长度变形值(mm/Km)1109340315-25IDK0+000-IDK13+000-21.82109600575-25IDK13+000-IDK36+50019.03109440415-25IDK36+500-IDK48+000-15.8 为方便与国家地形图及其他工程衔接和征地要求,提供1954年北京坐标系及1980西安坐标系3度带两套坐标成果(L=108度,h=0米)2、高程基准系统高程系统采用1985国家高程基准。六、复测工
7、作流程图 内业处理、数据分析编写复测成果报告外 业 测 量GPS外业测量三等水准外业测量制订复测方案组织人员及仪器设备制订严格的工作计划现场交桩七、CPI控制网复测1、CPI控制网复测布设CPI控制网复测前首先进行现场勘查,检查标石的完好性,经现场勘查需测量的CPI控制点目测点位稳固。本次CPI控制网复测采用的作业方法、精度指标与原测相同。2、CPI控制网复测构网与原测控制网相同,本次复测CPI控制网沿线路呈带状布设,全网采用边连接形式构网,由大地四边形组成。3、CPI控制网观测 3.1观测采用6台Trimble R8GNSS双频GPS接收机(标称精度5mm+1ppm)按静态相对定位模式进行测
8、量,CPI测量作业的基本技术要求按照下表规定: 三等GPS测量作业的基本技术要求 级别项目三等静态测量卫星高度角()15有效卫星总数5时段中任一卫星有效观测时间(min)30时段长度(min)60观测时段数12数据采样间隔(S)10-603.2 观测时天线整平对中误差不大于1mm,每时段观测前后各量取天线高一次,两次互差小于2mm,并取其平均值作为最后观测值。3.3观测过程中按规定填写了观测手簿,对观测点名、仪器高、仪器号、时间、日期以及观测者姓名均进行了详细记录。3.4根据与相邻标段签订的共用桩协议,复测时联测了共用桩点。4、CPI观测数据后处理4.1 CPI基线向量解算本次复测基线解算采用
9、Trimble厂家提供的TBC软件按静态相对定位模式进行,基线解算采用卫星广播星历作为基线解的起算数据。1)基线向量独立环闭合差是检验基线向量网质量的一项重要技术指标,当它满足限差要求时,能说明组成基线向量网的所有基线解算质量合格、成果可靠。按规范要求GPS控制基线向量网所有独立环闭合差应符合下式规定:Wx3Wy3Wz3Ws3n为闭合环边数,为标准差,即基线向量弦长中误差(mm)。,a为固定误差,a=5mm,b为比例误差,b=1mm,d为闭合环平均边长,单位为km。同一基线不同观测时段基线较差应满足:dsmm。ds=复测基线的长度较差;=基线测量中误差,单位为(mm)。4.2 GPS数据后处理
10、(1)在各项质量检验符合技术要求后,进行WGS-84坐标系下的无约束平差和约束平差。(4)无约束平差基线向量改正数满足限差要求后,在工程坐标系下进行二维约束平差。当有下列情况时应进行补测或重测:(1)外业观测有缺陷、遗漏的或观测数据不符合规范要求的,应补测;(2)当检验发现基线向量质量不符合规范要求的,经分析应对其中的部分成果或全部成果进行重测。4.3无约束平差以网中的一个点的WGS-84的三维坐标作为控制网的基准点以检验控制网的内符合精度。无约束平差中,应对观测值先验中误差、单位权中误差、观测值改正数进行统计分析,确定异常观测值,并对其进行核查分析,决定取舍或重测。参加无约束平差的观测值不得
11、有异常数据存在。4.4约束平差为保证线路的平顺性,CPI级GPS网采用全标段整体平差的方式进行,以选取观测精度较高的固定点作为约束点。平差方式采用二维约束平差,坐标转换采用同济大学Geotrans软件计算。5、成果对比CPI控制点的成果应满足点位误差mx10mm,my10mm,相对点位精度(8+D*1ppm)mm,不能满足这些精度指标的要重测。CPI的控制点应满足X、Y坐标差值不大于20mm,坐标差之差的边长相对精度不大于1/100000,满足要求后采用原测坐标成果;当确认设计单位资料有误时或精度不符合规定时,应与设计单位协商,对成果进行改正。CPI控制网的主要精度指标控制网级别基线边方位角中
12、误差约束点间的相对边长中误差约束平差后最弱边边长相对中误差CP1.71/1800001/100000八、CP控制网复测1、CP控制网复测布设CP控制网复测前首先进行现场勘查,目测各桩点稳固。本次CP控制网复测采用的作业方法和精度指标与原测相同。2、CP控制网复测构网与原测控制网相同,本次复测CP控制网沿线路呈带状布设。全网采用边连接形式构网。我标段CP控制网整体进行观测,整体平差。3、CP控制网外业观测(1)本次CP控制网复测外业采用6台Trimble R8GNSS双频GPS接收机按静态相对定位模式进行测量,测量作业的基本技术要求按照下表规定:CP测量作业的基本技术要求 级别项目三等静态测量卫
13、星高度角()15有效卫星总数4时段中任一卫星有效观测时间(min)20时段长度(min)45观测时段数12数据采样间隔(S)15-60PDOP或GDOP8(2) 观测时天线整平对中误差不大于1mm,每时段观测前后各量取天线高一次,两次互差小于2mm,并取其平均值作为最后观测值。(3)观测过程中按规定填写了观测手簿,对观测点名、仪器高、仪器号、时间、日期以及观测者姓名均进行了详细记录。4、CP观测数据后处理4.1 CP基线向量解算 本次复测基线解算采用Trimble厂家提供的TBC软件按静态相对定位模式进行,基线解算采用卫星广播星历作为基线解的起算数据。(1)基线向量独立环闭合差是检验基线向量网
14、质量的一项重要技术指标,当它满足限差要求时,能说明组成基线向量网的所有基线解算质量合格、成果可靠。按规范要求GPS控制基线向量网所有独立环闭合差应符合下式规定:Wx3Wy3Wz3Ws3n为闭合环边数,为标准差,即基线向量弦长中误差(mm)。,a为固定误差,a=5mm,b为比例误差,b=1mm,d为闭合环平均边长,单位为km。基线处理后,对独立环和重复基线进行精度统计。同一基线不同观测时段基线较差应满足:dsmm。ds=复测基线的长度较差;=基线测量中误差,单位为(mm)。4.2 GPS数据后处理(1)在各项质量检验符合技术要求后,进行WGS-84坐标系下的无约束平差;(2)以无约束平差确定的有
15、效观测量为基础,在施工坐标系下进行二维约束平差。当有下列情况时应进行补测或重测:(1)外业观测有缺陷、遗漏的或观测数据不符合规范要求的,应补测;(2)当检验发现基线向量质量不符合规范要求的,经分析应对其中的部分成果或全部成果进行重测。4.3无约束平差无约束平差中,应对观测值先验中误差、单位权中误差、观测值改正数进行统计分析,确定异常观测值,并对其进行核查分析,决定取舍或重测。参加无约束平差的观测值不得有异常数据存在。4.4约束平差CP级网的约束平差采用全部经复测后证明是可靠的CPI点做约束点,在平差时进行稳定性分析。约束平差时,中央子午线经度、坐标系统的椭球参数、投影带与设计的投影分带保持一致
16、,确保坐标基准一致。CP控制点的成果应满足点位误差mx15mm,my15mm,相对点位精度10mm。5、成果对比约束平差完成并且满足上述要求后才可进行复测基线、复测坐标与设计基线、设计坐标的对比,相邻点坐标差之差的相对精度应小于1/80000,坐标较差小于15mm,满足要求后应该采用设计坐标作为使用成果。不能满足上述要求应该组织人员进行重测,重测之后不符值还不能满足要求的,应该和设计院协调对坐标成果进行修正。CP控制网的主要精度指标控制网级别基线边方位角中误差约束点间的相对边长中误差约束平差后最弱边边长相对中误差CP2.01/1000001/70000九、GPS复测外业观测注意事项10.1外业
17、观测组合理调度,安排好作业顺序,尤其是联测CPI控制点时要合理安排测量时间。 10.2 GPS作业前准备工作符合下列规定:检查GPS是否是处于静态观测作业模式,在接收机或控制器上配置预制参数,参与作业的接收机所配置的参数应相同。 必须检查电池容量是否满足作业要求,数据存储设备应有足够的存储空间,仪器及其附件必须齐全。10.3保证GPS测量精度的操作要点: 认真填写GPS观测记录手薄,必须严格遵守调度命令,按规定时间同步观测。观测前必须对GPS基座的对中精度进行检查,对中误差要求小于1mm。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,方能启动接收机开始测量。一
18、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,改变卫星仰角限,改变数据采样间隔,改变接收设备预置参数,改变天线位置,按动关闭文件和删除文件功能键等。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。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以外,车载电台应距天线50m以外。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。天线相位中心的对中精度为1mm,每时段观测前后分别量取天线高,每次量高时读数三次,读数精确至1 mm
19、,互差不大于2mm,取平均值作为最终结果。十、高程控制网复测高程控制网复测前首先进行现场勘查,检查标石的完好性,目测各桩点稳固。复测采用3台天宝Dini03电子水准仪(标称精度0.3mm/Km)。1、复测方法及技术要求本次三等水准复测采用与原测同精度三等水准进行测量。并且联测到设计院提供三等深埋水准点上,通过深埋水准点作为基准点进行整体严密平差,严密平差后得到各水准点数据与设计数据进行比较。1.1观测方法(1)三等水准测量采用单路线往返观测。同一区段的往返观测应使用同一类型的仪器和转点沿同一道路进行;(2)在每一区段内,先连续进行所有测段的往测或返测,随后在连续进行该测段返测或往测;(3)同一
20、测段的往测或返测应分别在上午和下午进行。在日间气温变化不大时和观测条件较好时,若干里程的往返测可同在上午或下午进行,但这种里程的总站数,不应超过该测段总站数的30%;(4) 测量时应保证前后视距尽可能相等,前后视距差不符值应满足规范要求。(5) 用竹竿支撑水准尺,确保水准尺水泡居中,处于竖直稳定状态。(6) 尺垫要安放在坚实的地方并踩实,防止尺垫下沉。1.2主要技术要求如下:水准观测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)测段的前后视距累积差(m)视线高度(m)三等铟瓦DS11003.0(电子)6.0(电子)0.35DS275读数和记录取位:采用DS1 或DS2级仪器时,
21、应读记至0.05mm或0.1mm;三等水准测量精度要求 单位:mm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 差检测已测测段高差之差往返测不符值附合路线闭合差左右路线高差不符值平原山区三等水准3.06.02012122.48 注:表中K、R为测段长度,L为附合路线长度,单位为km,n为测段测站数。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)水准仪最低型号水准尺观 测 次 数往返较差或闭合差(mm)与已知点联测附合或环线三等3150DS1 铟瓦往返往返12DS2双面木尺单面条码注:表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度,单位km。水准测量计算
22、取位等级往(返)测距离总和(km)往(返)测距离中数(km)各测站高差(mm)往(返)测高差总和(mm)往(返)测高差中数(mm)高程(mm)三等、精密水准0.010.10.010.010.10.11.3观测时间和气象条件水准观测应在标尺分划线成像清晰而稳定时进行,下列情况下不应进行观测:(1)日出后与日落前30分钟内;(2)太阳中天前后各约2小时内;(3)标尺分划线的影像跳动激烈时;(4)气温突变时;(5)风力过大而使标尺与仪器不能稳定时。1.4测站观测顺序采用电子数字水准仪观测往返测奇数站照准标尺顺序为:(a)后视标尺(b)前视标尺(c)前视标尺(d)后视标尺往返测偶数站照准标尺顺序为:(
23、a)前视标尺(b)后视标尺(c)后视标尺(d)前视标尺一测站操作程序如下:(a)首先将仪器整平(望远镜垂直轴旋转,圆水准气泡始终位于环中央);(b)将望远镜对准后视标尺,用垂直丝照准条码中央,精确调焦至条码影像清晰,按测量键;(c)显示读数后,旋转望远镜照准前视标尺条码中央,精确调焦至条码影像清晰,按测量键;(d)显示读数后,重新照准前视标尺,按测量键;(e)显示读数后,旋转望远镜照准后视标尺条码中央,精确调焦至条码影像清晰,按测量键,显示测站成果。测站检测合格后迁站。1.5间歇与检测观测间歇时,最好在水准点上结束,否则应在最后一站选择两个稳定可靠,光滑突出、便于安放标尺的固定点作为间歇点,如
24、无固定点可选择,则间歇前后应对最后两测站的转点尺桩做妥善处理,作为间歇点;间歇后应对间歇点进行检测,比较任意两尺承点间歇前后所测高差,若符合要求即可由此起测;若超过限差,可变动仪器高再检测一次,如还超限,则应从前一水准点起测;检测成果在手薄中保留,但计算高差时不采用;数字水准仪测量间歇可用建立新测段等方法检测,检测有困难时最好收敛在固定点上。2、外业观测(1)严格按照第一条观测方法进行观测;(2)每一测段的往测与返测测站数均应为偶数由往测转向返测时,两支标尺需互换位置,并重新整治仪器;(3)每一站搬站之前都检查各种指标是否超限,有超限的分析原因,立即重测;(4)如遇太阳天气要注意打伞;(5)
25、每天观测完都应该检查当天的测量数据中是否存在问题,如果确有问题的必须对不合格的数据进行现场补测。3、成果的重测和取舍往返测高差不符值超限,应先就可靠性较小的往测或返测进行整测段的重测,并按下列要求原侧取舍:(a)若重测的高差与同方向原测高差的不符值超过往返测高差不符值的限差,但另一单程高差的不符值没有超出限差,则取重测结果;(b)若同方向两高差不符值未超出限差,且其中与另一单程高差的不符值也不超出限差,则取同方向的中数作为该单程的高差;(c)若a中的重测高差或b中两同方向高差中数与另一单程的高差不符值超出限差,则重测另一单程;(d)若超限测段经过两次或多次重测后,出现同向结果靠近而异向结果不符
26、值超限的分群现象时,如果同方向高差不符值小于限差的一半,则取原测的往返测高差中数作为往测结果,取重测的往返高差中数作为返测的结果。(e)区段、路线往返测高差不符值超限时,应就往返测高差不符值与区段不符值同符号中较大地 测段进行重测,若重测后依然超限的,则应重测其他测段;(f)符合线路和环线闭合差超限时,应就线路上可靠性较小的某些测段进行重测,若重测后依然超限的,则应重测其他测段;(g)每千米水准测量偶然中误差超限的,应分析原因,重测有关测段。4、数据处理水准测量野外作业结束后,对所有的观测数据进行平差前的检查,对于观测遗漏或观测错误的数据应该及时补测或者重测。严格计算以下精度指标:(1)首先按
27、照表7-2、表7-3计算往返较差或闭合差、检测已测测段高差之差(2)每条水准路线按测段往返测高差不符值计算偶然中误差M;(3)当水准网的环数超过20个时,按环线闭合差计算Mw。M和Mw。M和Mw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; W 经过各项修正后的水准环线闭合差(mm); N 水准环数。当往返测高差不附值和每公里偶然中误差满足要求后,进行相邻水准点间的高差比较。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复测成果。当复测成果与设计单位提供的勘测成果不符合规定要求时,应重新复测进行确认,当确认勘测设计成果确实有误或精度
28、不符合规定要求时,应及时与设计单位进行协商,对勘测成果进行改正。十一、拟投入仪器设备及人员本次平面复测我单位拟投入6台鉴定合格并在有效期内的美国天宝R8系列双频GPS接收机,标称精度为5mm+1ppm,二等水准复测拟投入3台鉴定合格并在有效期内的美国天宝Dini03电子水准仪,仪器标称精度均满足规范要求。本次GPS复测组拟投入6名测量技术员。三等水准复测拟投入12名测量技术员,主要测量工程师6人,分3个观测组每组4人。配备3辆车。拟投入测量仪器设备表仪器设备数量精度等级用 途双频GPS(Trimble)6台5mm+1ppm平面精测网复测电子水准仪Dini03(Trimble)3台0.3mm/k
29、m三等水准网复测拟投入主要测量人员表姓名文化程度职务(职称)毕业院校及专业毕业时间控制网平差软件表软件名称用途备 注TBCGPS数据基线处理软件Trimble GPS随机软件COSA GPS(5.20)数据处理软件GPS网平差处理软件武汉大学研制,通过评审COSA地面测量数据处理软件导线、水准测量平差软件十二、精测网复测成果提交资料CPI、CP及高程精测网复测工作结束后形成精密网复测成果报告,其报告内容如下:1、CPI、CP及高程精测网复测成果报告;2、CPI、CP控制点原始观测数据;3、CPI、CP控制点平差计算资料;4、CPI、CP控制点成果表, 坐标成果对比表;5、水准测量原始观测记录;6、水准网平差计算资料;7、高程统计表、高差对比表;8、仪器检定证书;9、主要测量人员资质证。十三、附件 附件1:工程测量现场交接桩纪要;附件2:相邻标段测量搭接公用桩协议书;附件3:人员资质证书;附件4:仪器鉴定证书。附件1:工程测量现场交接桩纪要 附件2:相邻标段测量搭接公用桩协议书附件3:人员资质证书 附件4:仪器鉴定证书
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