津秦客专连续里程DK122+98329DK126+86468CPⅢ控制测量成果报告shi审.docx
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津秦客专连续里程DK122+98329DK126+86468CPⅢ控制测量成果报告shi审
编号:
JQ-III标段十七局-06
津秦铁路客运专线
JQ-III标段十七局
DK125+961.98~DK129+843.37段
(连续里程DK122+983.29-DK126+864.68段)
CPⅢ控制网测量成果报告
中铁十七局集团有限公司津秦铁路客运专线项目部
2011年4月28日
文件编制单位:
中铁十七局集团有限公司
津秦铁路客运专线项目部
编写:
卢义
复核:
周世弘
审核:
徐明伟
审定:
石德斌
目录
一、工程概况1
二、既有资料2
三、作业技术依据2
四、坐标与高程系统3
五、CPII控制网加密测量技术方案执行情况3
(一)平面测量3
(二)水准加密测量6
六、CPⅢ标志件埋设10
七、CPⅢ网测量与数据处理10
(一)CPIII网平面测量10
(二)CPIII网水准测量12
八、结论与建议14
九、CPⅢ控制网测量成果16
十、附件:
仪器检定证书22
天津至秦皇岛铁路客运专线
CPⅢ轨道控制网测量成果报告
一、工程概况
(一)任务来源
根据津秦铁路客运专线有限公司要求及无砟轨道施工需要,进行津秦客专十七局标段CPIII轨道控制网测量。
(二)任务范围
本次CPⅢ轨道控制网测量位于夏屋庄特大桥,起止里程DK122+983.29-DK126+864.68(连续里程),全长约3.88公里,线下工程已经全部完成,并已通过线下工程沉降监测评估。
(三)任务内容
本段CPIII轨道控制网主要工作内容如下:
1、GPS加密CPII控制点7个。
2、桥上加密二等水准点3个。
3、CPIII平面测量正线长度3.88公里。
4、CPIII精密水准测量正线长度3.88公里。
5、梁下已知点二等水准测量10.9公里。
6、三角高程3处。
7、按照《津秦铁路客运专线CPⅢ控制网测量技术方案》要求,开展CPIII测量工作,测量完成后,进行资料整理,形成成果报告。
(四)执行单位及工期
1、执行单位
本任务由中铁十七局集团有限公司津秦铁路客运专线项目部承担。
2、起讫时间
外业测量:
2011年4月13日至2011年4月27日。
数据处理:
2011年4月27日至2011年4月28日。
3.投入仪器设备情况
本段CPIII轨道控制网测量共投入莱卡公司生产的1230GPS接收机四台,徕卡公司生产的1201全站仪一台,天宝DINI03水准仪一台以及与仪器配套设备。
所有仪器经测绘仪器计量定点单位检定合格,并在有效期内。
二、既有资料
1、《新建铁路天津至秦皇岛铁路客运专线精密工程控制测量平面网第二次复测技术报告》2010年7月;
2、《新建铁路天津至秦皇岛客运专线精密工程控制测量高程网第三次复测技术报告》2010年7月。
三、作业技术依据
1、《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009);
2、《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》(铁建设[2006]158号);
3、《精密工程测量规范》(GB/T15314-94);
4、《国家一、二等水准测量规范》(GB12897-2006);
5、《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314-2001);
6、《关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知》(铁建设[2009]20号);
7、《关于进一步加强客运专线建设质量管理的指导意见》(铁建设[2008]246号);
8、《新建铁路天津至秦皇岛客运专线CPⅢ控制网测量作业指导书》。
四、坐标与高程系统
1.该测区坐标系统采用WGS-84椭球,高斯投影工程独立坐标系,其相关参数如下:
椭球参数(WGS-84)
长半轴a=6378137.0m扁率1/f=298.257223563;
中央子午线为118.15°;
投影面大地高为10m,高程异常为0m。
2.采用1985国家高程基准。
平面和高程系统与线下工程施工采用系统一致。
五、CPII控制网加密测量技术方案执行情况
(一)平面测量
1.CPII加密
(1)使用仪器
CPII加密采用GPS观测,测量仪器为徕卡公司生产的GPS1230,标称精度均为±(5mm+1ppm×D),所用GPS接收机均经测绘仪器计量定点单位检定合格,并在有效期内。
(2)外业测量
加密CPII采用同级扩展的形式进行,以设计院第二次复测CPI、CPII成果起算,已知点经稳定性验证,满足规范要求。
起算点有CPII110、CPII111、CPI041、CPII1121、CPII114、CPI042。
起算点坐标成果表
WGS-84参考椭球中央子午线经度:
118.15度
投影面大地高程:
10m高程异常:
0m
序号
点号
X(m)
Y(m)
1
CPI041
4393364.4569
496165.4029
2
CPI042
4395662.4350
496946.4617
3
CPII110
4391674.6657
496740.1670
4
CPII111
4392463.1252
496335.8159
5
CPII1121
4394257.6590
496584.7472
6
CPII114
4394868.9840
496696.4612
测量作业基本技术要求见下表
级别
项目
三等
静
态
测
量
卫星高度角(°)
≥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)
≥60
观测时段数
1
数据采样间隔(S)
15
PDOP或GDOP
≤8
加密CPII点采用与CPIII一样的预埋件,观测时采用连接螺丝与基座强制归心。
观测过程中不在天线附近50m以内使用电台、10m以内使用对讲机;在一时段观测过程中不进行以下操作:
接收机关闭又重新启动,进行自测试,改变卫星仰角限,改变数据采样间隔,按动关闭文件和删除文件等功能。
(3)数据处理指标
观测数据的基线解算采用广播星历通过LGO实现,数据后处理采用同济大学TGPPS软件统一进行平差计算。
加密CPII网平差计算的精度指标如下:
加密CPII基线质量检验限差表
检验项目
限差要求
X坐标分量
闭合差
Y坐标分量
闭合差
Z坐标分量
闭合差
环线全长
闭合差
独立环
(附合路线)
重复观测
基线较差
加密CPII平差计算精度指标
控制网级别
基线边方向中误差
最弱边
相对中误差
无约束平差基线向量改正数限差(mm)
相邻点的相对中误差(mm)
约束平差与无约束平差同名基线向量改正数较差限差(mm)
CPⅡ
≤1.7″
1/100000
8
,本项目a=5mm,b=1ppm。
加密CPII点成果取位至0.1mm。
(4)加密CPII各项精度指标
数据处理中闭合环检查都符合规范要求;基线边方向中误差最大为1.15"(123P21—CPII110),小于限差1.7";基线边边长相对中误差最大为1/179238(123P22—CPII111),小于限差1/100000;相对点位中误差最大为1.67mm(126P21—CPI042),小于限差8mm,各限差都满足规范要求。
无约束平差基线向量改正数最大值Vx为-4.4mm,Vy为4.9mm,Vz为6.7mm,分别小于15.0mm,15.1mm,15.0mm的限差。
约束平差基线向量改正数与同名基线无约束平差基线向量改正数较差最大值dVx为-8.1mm,dVy为7.7mm,dVz为-9.4mm,分别小于10.17mm,10.17mm,10.17mm的限差。
(5)数据处理结论
通过上述分析表明:
加密CPII点满足CPII控制网各项精度指标,能够作为CPIII平面网平差计算的起算点。
(6)加密CPII成果表
WGS-84参考椭球中央子午线经度:
118.15°
投影面大地高程:
10m高程异常:
0m
序号
点号
X(m)
Y(m)
1
123P21
4391747.4392
496547.0413
2
123P22
4392323.8791
496475.3980
3
124P21
4392897.6922
496431.4603
4
124P22
4393437.0277
496450.6611
5
125P21
4394024.0256
496500.3401
6
125P22
4394633.9183
496624.4318
7
126P21
4395237.1925
496776.8002
(二)水准加密测量
为保证水准测量的精度,进行水准加密测量工作。
此段CPIII轨道控制网共布设3个加密水准点,加密水准点采用与CPIII一样的预埋件。
加密水准点测量工作主要分三项内容:
①桥下二等水准点联测。
主要是将精密控制网的线路水准基点联测至线路附近的固定点上。
②三角高程传递测量。
通过三角高程测量的方法得到固定点与加密水准点的高差。
③桥下已知点二等水准测量。
将布设于桥下的精密控制网水准点按照二等水准测量的方法进行附合路线测量。
根据以上三步测量得到的高差数据,以精密控制网的水准点为起算点进行平差,得到加密水准点成果。
1、桥下二等水准点联测
(1)使用仪器
为保证线下工程与线上工程高程衔接的一致性,将线下已知二等水准点联测至桥墩下三角高程传递临时点上。
此项目测量仪器使用天宝DINI03电子水准仪,其标称精度为±0.3mm/km,所用仪器均经测绘仪器计量定点单位检定合格,并在有效期内。
(2)外业测量
按照技术方案及国家二等水准测量规范要求,开展二等水准测量工作。
水准观测时,视线长度≥3m、≤50m,前后视距差≤1.5m,前后视距累计差≤6.0m,视线高度≥0.55m,测站限差:
两次读数差≤0.4mm,每测站高差之差≤0.6mm,检测间歇点高差之差≤1mm。
(3)数据处理指标
桥下二等水准联测高差计算表
从点
到点
往测高差
返测高差
高差较差
距离
限差
性质
(m)
(m)
(mm)
(km)
(mm)
BM075
G3
0.70499
-0.70496
0.03
0.39
2.50
往返
BM074
G2.1
0.08762
-0.08673
0.89
0.32
2.26
往返
G2.1
G2
0.29858
-0.29951
-0.93
0.06
1.00
往返
BM073
G1
2.26397
-2.26304
0.93
0.77
3.51
往返
L49
124P22
0.62341
-0.62406
-0.65
0.13
1.45
往返
123P21
123306
-0.37654
0.37657
0.03
0.06
1.05
往返
由上表可以看出,所有测段较差均满足限差要求。
2、三角高程传递测量
三角高程传递测量采用徕卡1201全站仪,采用自动观测记录模式,改变仪器高独立测量两遍,每遍观测4个测回。
传递图例如下:
测量过程中采用不量仪高和棱镜高方式直接求得高差,采用观测技术指标与数据处理限差如下:
三角高程测量的垂直角测量技术要求
垂直角测量
距离测量
测回数
测回间指标差互差(″)
测回间较差(″)
测回数
测回内较差(mm)
测回间较差
(mm)
4
5.0
5.0
4
2.0
2.0
三角高程传递精度统计表
点号
平均高差(m)
第一遍高差(m)
第二遍高差(m)
较差(mm)
限差(mm)
距离中数(km)
G2
22.80377
22.80385
22.80369
0.16
2
0.14
L49
G3
8.68991
8.68996
8.68985
0.11
2
0.11
126P21
G1
9.09707
9.09686
9.09727
-0.41
2
0.11
123306
由上表可知,三角高程传递高差较差满足限差要求。
3、桥下已知点二等水准联测
(1)使用仪器
此过程测量仪器使用天宝DINI03电子水准仪,其标称精度为±0.3mm/km,所用仪器经测绘仪器计量定点单位检定合格,并在有效期内。
(2)外业测量
外业测量要求同上“桥下二等水准点联测之
(2)外业测量”。
(3)数据处理指标
桥下已知点二等水准精度指标要求(mm)
水准测量等级
每千米水准测量偶然中误差
每千米水准测量全中误差
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
≤1.0
≤2.0
6
4
4
——
桥下已知点二等水准测量高差计算表
测段起点
测段终点
距离中数(km)
往测高差(m)
返测高差(m)
高差中数(m)
往返较差(mm)
限差
第三次复测高差(mm)
高差较差(mm)
限差(mm)
BM073
BM074
3.61
3.00114
-3.00332
3.00223
-2.18
7.6
3.0014
0.83
11.4
BM074
BM075
1.87
1.70352
-1.70768
1.70560
-4.16
5.5
1.7023
3.30
8.2
由上两表计算可知:
各水准路线测段高差较差满足限差要求,且与第三次复测高差满足限差要求。
可以加入加密二等水准网,进行整网平差。
4、加密二等水准网整网平差
综合桥下二等水准点联测高差、三角高程传递高差以及桥下已知点二等水准测量高差进行整网水准平差,平差精度指标采用二等水准测量技术指标。
加密二等水准整网平差闭合差
序号
线路名
闭合差
总长度
限差
(mm)
(km)
(mm)
1
BM073~BM074
1
3.513
7.50
2
BM073~BM074~BM075
-1.04
5.32
9.23
3
BM074~BM075
-2.04
1.807
5.38
起算点高程
序号
点号
高程成果(m)
1
BM073
23.1179
2
BM074
26.1211
3
BM075
27.8246
加密水准点成果表
序号
点号
高程(m)
备注
1
123P21
34.8550
水准连接杆球顶高
2
124P22
49.9348
水准连接杆球顶高
3
126P21
37.2195
水准连接杆球顶高
六、CPⅢ标志件埋设
1、标志件的制作
CPⅢ控制点的标志件按照津秦客专CPⅢ测量标志联接件实施方案的要求,采用工厂精加工部件(要求数控机床),不锈钢的合金材料制作。
CPⅢ测量标志联接件采用固定套筒,直杆轴插入锁定的形式。
CPⅢ测量标志联接件满足《高速铁路工程测量规范》的要求,标志几何尺寸的加工误差不大于0.05mm,平面(X,Y)和高程(H)三个方向上的重复性安装误差和互换性安装误差不大于±0.4mm、±0.4mm和±0.2mm。
2、标志件的埋设
CPⅢ控制点距离布置大部分为60m左右,且不大于80m,CPⅢ控制点布设的高度与轨道面高度保持一致的高度。
桥梁上CPⅢ控制点标志件布置在防护墙上(布置在桥梁固定支座端)。
CPⅢ控制点的编号按照《新建铁路天津至秦皇岛客运专线CPⅢ控制网测量作业指导书》相关规定进行编排和标注。
3、棱镜说明
此次CPIII观测使用的棱镜常数为+20mm。
七、CPⅢ网测量与数据处理
(一)CPIII网平面测量
1、使用仪器及计算软件
CPⅢ平面控制网使用徕卡1201全站仪进行外业测量,机载程序及计算软件采用铁三院的CPⅢ平差软件TSDI_HRSADJ精密工程测量平差处理软件系统。
计算软件通过了铁道部组织的合格评审,并经大量或多次的实践验证解算正确,是严密、正确、合法的软件。
2、外业测量
按照技术方案要求,CPIII平面外业数据采集时,每个CPIII点至少有三个观测值,加密CPII点至少有三个观测值。
测量前对棱镜、连接杆和仪器均做了相关检查,满足测量精度要求。
测量时认真记录环境温度、气压,并对仪器进行了正确的参数设置。
测量作业采用基本技术要求见下表:
方向测量法水平角测量精度表
仪器
等级
测回数
半测回
归零差
一测回内2C值互差
同一方向值各测回互差
DJ1
4
6″
9″
6″
距离观测技术要求
测回数
半测回距离较差
测回间距离较差
4
±1mm
±1mm
3、数据处理指标
CPIII测站数据预处理采用“铁三院CPIII测站平差软件”,CPIII平差软件采用“TSDI_HRSADJ精密工程测量平差处理系统”。
CPIII平差处理距离进行了两化改正。
CPⅢ平面网的主要技术要求
控制网名称
测量方法
方向观测中误差
距离观测中误差
相邻点的相对点位中误差
CPⅢ平面网
自由测站边角交会
±1.8″
±1.0mm
±1.0mm
CPⅢ平面自由网平差后的主要技术要求
控制网名称
方向改正数
距离改正数
CPⅢ平面网
3″
2mm
CPⅢ平面网约束平差后的主要技术要求
控制网名称
与加密CPII联测
与CPⅢ联测
点位中误差
CPⅢ平面网
方向改正数
距离改正数
方向改正数
距离改正数
4.0″
4mm
3.0″
2mm
2mm
4、CPIII各项精度指标
(1)独立平差精度指标:
①CPIII自由网平差精度统计:
CPIII自由网平差精度统计表
统计项目
方向改正数(″)
距离改正数(mm)
规定限差
3.00
2.00
测量精度
-2.37
1.04
对应边
Z125C02-125304
Z126C05-126324
②CPIII约束网平差精度统计:
统计项目
与加密CPII联测
与CPⅢ联测
规定限差
方向改正数
距离改正数
方向改正数
距离改正数
(″)
(mm)
(″)
(mm)
4
4
3
2
测量精度
1.33
-2.8
-2.37
-1.92
对应边
Z125C05-125P21
Z126C06-126P21
Z125C02-125304
Z126C04-126320
通过上述精度分析可知,本段独立平差结果合格。
(二)CPIII网水准测量
1、使用仪器
CPIII精密水准测量仪器使用天宝DINI03电子水准仪,其标称精度为±0.3mm/km,仪器经测绘仪器计量定点单位检定合格,并在有效期内。
2、外业测量
根据技术方案要求,CPIII高程测量采用环形观测法,如下示意图:
测量过程中,在完成每个环的四个高差测量前变换一次仪器高。
精密水准测量的主要技术标准
路线长度(km)
水准仪等级
水准尺
观测次数
与已知点联测
附合或环线
2
DS1
因瓦
往返
往返
CPⅢ高程网精密水准测量测站的主要技术标准
水准尺类型
视线高度
(m)
视距(m)
前后视距差
(m)
测段的前后
视距累计差(m)
因瓦
下丝读数≥0.3
≤50
≤2.0
≤4.0
3、CPIII精密水准精度指标
CPIII数据处理采用武汉大学“科傻数据处理软件”。
数据平差处理精度指标如下:
精密水准测量精度要求(mm)
每千米水准测量偶然中误差
每千米水准测量全中误差
限差
相邻CPIII点对闭合差
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
≤2.0
≤4.0
±1
8
8
4
注:
K为测段水准路线长度,L附合或环线的水准路线长度,单位为km;
4、CPIII精密水准测量精度
(1)独立平差精度指标
①相邻CPIII点环闭合差
相邻CPIII点环闭合差最大值为-0.76mm(124303~124305~124306~124304)小于限差1mm。
②全中误差精度
本段闭合环共计68个,其全中误差为:
<4mm
该段往返观测边数82个,每公里水准测量的偶然中误差为±0.73mm<2mm。
③桥上加密水准点间的闭合差情况
序号
线路名
闭合差
总长度
限差
(mm)
(km)
(mm)
1
123P21~123305~123307~123309~123311~123313~123315~123317~123319~123321~123323~123325~123327~123329~123331~124301~124303~124305~124307~124309~124311~124313~124315~124317~124319~124321~124323~124325~124327~124329~124P22
-3.61
1.848
10.88
2
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-4.8
3.698
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3
124P22~124329~124331~124333~125301~125303~125305~125307~125309~125311~125313~125315~125317~125319~125321~125323~125325~125327~125329~125331~126301~126303~126305~126307~126309~126311~126313~126315~126317
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