1、新建北京至沈陽客運專線新建北京至沈陽客運專線精密控制測量技術精密控制測量技術20142014年年8 8月月高速鐵路測量控制網產生的背景高速鐵路測量控制網產生的背景 高速鐵路修建最核心的問題是解決軌道平順性，為了適應高速鐵路軌道平順性的要求，線路必須具備準確的幾何參數，軌道測量精度要達到毫米級，其測量方法、測量精度與傳統的鐵路工程測量完全不同。這對高速鐵路建設及維護過程中控制測量工作提出了全新的要求。 高速鐵路測量控制網的坐標系統高速鐵路測量控制網的坐標系統一、位置基準與平面控制網高速鐵路測量控制網的坐標系統高速鐵路測量控制網的坐標系統 高速鐵路平面精密控制網涉及使用的坐標系有：1954北京坐標

2、系、1980西安坐標系、WGS-84坐標系、2000國家大地坐標系 。 我國高速鐵路平面精密控制網中的空間直角坐標或大地坐標只是在提供首級或次級控制點成果時使用。具體到工程建設，因為使用的直觀和習慣性，一般均采用高斯平面直角坐標。 高速鐵路測量控制網的坐標系統高速鐵路測量控制網的坐標系統高斯投影的基本概念高斯投影的基本概念 通過高斯投影，將中央子午線的投影作為縱坐標軸，用x表示，將赤道的投影作為橫坐標軸，用y表示，兩軸的交點作為坐標原點，由此構成的平面直角坐標系稱為高斯平面直角坐標系高斯平面直角坐標系。如右圖所示。對應于每一個投影帶，就有一個獨立的高斯平面直角坐標系，區分各帶坐標系則利用相應投

3、影帶的帶號。 高速鐵路測量控制網的坐標系統高速鐵路測量控制網的坐標系統二、高程基準與高程控制網 大地水準面是我國高程測量的基準面。沿重力作用方向的鉛垂線是高程測量中的基準線。我國高速鐵路控制網測量流程我國高速鐵路控制網測量流程 為什么要建立高速鐵路工程測量體系 客運專線鐵路速度高,為了達到在高速行駛條件下，旅客列車的安全性和舒適性，要求:(1)嚴格按照設計的線型施工,即保持精確的幾何線性參數;(2)必須具有非常高的平順性，精度要保持在毫米級的范圍以內。為什么要建立高速鐵路工程測量體系 為了適應客運專線鐵路高速行車對平順性和舒適性的要求，客運專線鐵路軌道必須具有高平順度標準。 無砟軌道鋪設應滿足

4、軌道內部幾何尺寸（軌道自身的幾何尺寸）和外部幾何尺寸（軌道與周圍建筑物的相對尺寸）的精度要求。其中內部尺寸描述軌道的幾何形狀，外部幾何尺寸體現軌道的空間位置和標高。高速鐵路工程測量體系的特點確定了高速鐵路工程測量“三網合一”的測量體系：a、勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網坐標高程系統的統一；b、勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網起算基準的統一；c、線下工程施工控制網與軌道施工控制網、運營維護控制網的坐標高程系統和起算基準的統一；d、勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網測量精度的協調統一；高速鐵路工程測量體系的特點三網合一的重要性 （1）勘測控制網、施工控制網起算基準不統一的后果 平

5、面尺度：縱向里程，橫向偏移平面尺度：縱向里程，橫向偏移 高程基準：線路縱斷面，穿跨越限界高程基準：線路縱斷面，穿跨越限界高速鐵路工程測量體系的特點三網合一的重要性 （2）線下工程施工控制網與軌道施工控制網的坐標系統和測量精度不統一的后果 線下工程與軌道工程錯開 凈空限界不足高速鐵路工程測量體系的特點2.確定了高速鐵路精密工程測量分級布網的布設原則高速鐵路工程測量體系的特點3.確定了客運專線無砟軌道鐵路工程測量高程控制網的精度等級首級高程控制網按二等水準測量精度要求施測鋪軌高程控制測量按精密水準測量精度要求施測4.提出了客運專線無砟軌道鐵路工程控制測量完成后，應由建設單位組織評估驗收的要求，并制

6、定了評估驗收內容和要求。 （1）檢查評估內容包括：平面高程控制網測量技術設計、選點埋石、儀器精度指標及檢定情況、外業觀測、平差計算和資料完整齊全等。 （2）外業觀測數據檢驗評估。 （3）平差計算數據處理質量評估。 （4）控制網計算成果的整理和質量驗證。高速鐵路精密工程測量控制網平面控制測量平面控制測量各級平面控制網布網要求高速鐵路精密工程測量控制網平面控制測量作業流程平面控制測量作業流程（1）CP控制測量：一般在初測時完成，為客運專線無砟軌道鐵路工程提供平面基準。 （2）CP控制測量：一般在定測時完成，作為客運專線無砟軌道鐵路工程施工平面控制網。 （3）CP平面控制測量：在施工測量時施測，鋪設

7、無砟軌道時作為無砟軌道鋪設基樁控制網。高速鐵路精密工程測量控制網平面控制測量方法平面控制測量方法（1）GPS測量：用于建立CP、CP控制網 ；（2）導線測量：用于建立CP、CP平面控制網(有砟軌道)； （3）自由設站邊角交會網測量：用于建立無砟軌道鋪設基樁控制網。 高速鐵路精密工程測量控制網高程控制測量高程控制測量 高程控制測量分為深埋水準控制測量、水準基點高程測量、CP控制點高程測量。 客運專線無砟軌道鐵路高程控制網應按二等水準測量精度要求施測。 CP控制點高程測量按精密水準測量精度要求施測。CPCP控制網測量控制網測量CPIII點布設點布設CPIII點標志點標志CPIII網區段劃分網區段劃

8、分CPIII網觀測網觀測平面網測量平面網測量高程網測量高程網測量CPCP控制網測量控制網測量 分段測量的區段長度不宜小于4km。區段接頭不應位于車站范圍、連續梁范圍內。 CP平面網區段的兩端必須起止在上一級控制網點（CP或CP）上，而且應保證有連續的三個自由設站與上一級控制網點聯測。 CP高程網要滿足區段中聯測的上一級水準點的數量不得少于3個，而且CP高程網區段的兩端必須起止在上一級水準點上。CPCP控制網測量方法控制網測量方法 CP測量標志的選擇測量標志的選擇 CP測量標志的埋設測量標志的埋設 CP控制點主要沿線路布置于路基兩側的接觸網基礎、橋梁防撞墻、隧道側壁上，當CP控制點布置在橋梁防撞

9、墻上時，點位應設置在橋墩固定支座端上方的防撞墻上。 CPCP控制網測量控制網測量 CP測量標志的埋設測量標志的埋設1. 橋梁地段橋梁地段CP控制點布設示意圖控制點布設示意圖 CPCP控制網測量控制網測量 CP測量標志的埋設測量標志的埋設2. 路基地段路基地段CP控制點布設示意圖控制點布設示意圖 CPCP控制網測量控制網測量 CP測量標志的埋設測量標志的埋設1. 隧道地段隧道地段CP控制點布設示意圖控制點布設示意圖 CPCP控制網測量控制網測量CP控制網測量需具備的工況條件：控制網測量需具備的工況條件： 1、橋梁防撞墻已完工； 2、隧道襯砌已經完成，電纜槽完工； 3、路基上接觸網桿基礎沉降穩定；

10、 4、線下工程沉降和變形滿足要求，沉降評估通過； 5、CP、CP、高程控制點已復測；CP控制網測量需具備的軟硬件條件：控制網測量需具備的軟硬件條件： 1、具有自動目標照準和程序控制自動測量功能的全站儀； 2、CP測量標志（包括預埋件、連接件、測量棱鏡）； 3、數字水準儀與配套的因瓦水準標尺； 4、CP外業數據采集軟件與CP內業平差計算軟件；CPCP控制網測量控制網測量CP平面控制網測量方法平面控制網測量方法 自由設站的設站距離為120m時，每個自由設站應 觀測12個CP點，全站儀前方和后方各6個（3對） CP點，每次測量應保證每個CP點被測量3次以上 CPCP控制網測量控制網測量CP平面控制網

11、測量方法平面控制網測量方法 對于自由設站測量較為困難的地區（如曲線隧道），自由設站的設站距離可以為60m，每個自由設站應觀測8個CP點，全站儀前方和后方各4個（2對）CP點，每次測量應保證每個CP點被測量4次以上。CPCP控制網測量控制網測量CP高程控制網測量方法高程控制網測量方法 往測水準路線 返測水準路線 CPCP控制網測量控制網測量CP高程控制網測量方法高程控制網測量方法 高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護 高速鐵路建設期間，應加強CP0、CP、CP及線路水準基點控制網復測維護工作?？刂凭W復測維護分為定期復測維護和不定期復測維護，定期復測應由建設單位組織實施，不定期復測維護應由施工

12、單位實施。1. 定期復測維護是對高速鐵路平面高程控制網全面復測，復測內容包括全線CP0、CP、CP及線路水準基點。復測頻次應滿足下列要求： 施工單位接樁后，應對CP、CP及線路水準基點進行復測； CP建網前，CP0、CP、CP及線路水準基點應復測一次； 工程靜態驗收前，CP0、CP、CP及線路水準基點應復測一次； 特殊地區、地面沉降區域或施工期間出現異常的地段，應適當加大復測頻次。2. 施工單位施工單位應根據施工需要開展不定期復測維護，復測周期不宜大于不宜大于6個月個月。不定期復測維護內容包括CP、CP及線路水準基點及施工加密控制點復測。 高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護復測執行的主要

13、技術標準復測執行的主要技術標準1. 高速鐵路工程測量規范TB10601-2009； 2. 全球定位系統（GPS）測量規范GB/T 18314-2009； 3. 鐵路工程衛星定位測量TB10054-2010； 4. 國家一、二等水準測量規范GB/T12897-2006； 高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護控制網復測的基本要求控制網復測的基本要求1、CP級控制網按高鐵二等GPS控制測量要求進行復測。采用邊聯接方式構網，形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網，同一隧道范圍內不應分帶或改變投影高。2、CP級控制網按高鐵三等GPS控制測量要求進行復測。采用邊聯接方式構網，形成由三角形或大地四邊形組成

14、的帶狀網。3、線路水準基點施工復測的精度和要求按二等水準精度要求復測。高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護控制網復測應遵循以下原則：控制網復測應遵循以下原則：(1) 編寫復測技術方案。(2) 復測采用的方法和精度應與原測相同。(3) 復測前應檢查標石的完好性，對丟失和破壞的控制點應按同精度擴展方法補設。施工單位應向評估項目部提交以下內容：施工單位應向評估項目部提交以下內容：(1) CP、CP及二等水準復測的原始數據及觀測記錄，以及標準格式文件。(2) 二等水準復測的原始數據及觀測記錄，以及二等水準高差檢核表。復測完成后應進行成果分析，編寫并提交復測報告。復測完成后應進行成果分析，編寫并提交

15、復測報告。 高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護控制網復測儀器要求：控制網復測儀器要求： 平面網復測采用雙頻GPS接收機的平面標稱精度要求不低于5mm+1ppm； 二等水準網復測采用 自動安平水準儀的標稱精度要求不低于0.3mm/km。 測量儀器需要經測繪儀器計量定點單位檢定合格并在有效期內方可使用。 高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護CP、CP GPS控制網測量的主要技術要求控制網測量的主要技術要求 高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護CP、CP GPS測量作業的基本技術要求測量作業的基本技術要求高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護二等水準測量的觀測方法二等水準測量的觀測方

16、法二等水準觀測的主要技術要求（單位：二等水準觀測的主要技術要求（單位： m）高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護復測注意事項復測注意事項 1、作業前按規范要求進行相關儀器檢校，作業過程中經常對光學對中器進行檢校，保持接收機設備工作狀態正常。 2、在觀測前，預報星歷情況，按衛星星歷預報表、GPS接收機數量及交通情況編制觀測計劃。 3、作業中，儀器對中誤差小于1mm，每個時段觀測前、后各量天線高一次，兩次較差值小于2mm，取均值作為最后成果；觀測時用電子手簿進行自動記錄點號、天線高，同時認真填寫GPS靜態觀測手簿。 4、觀測過程中不在天線附近50m以內使用電臺，10m以內使用對講機；在一個時段

17、觀測過程中未出現以下操作：接收機關閉又重新啟動，進行自測試，改變衛星仰角限，改變數據采樣間隔，按動關閉文件和刪除文件等功能鍵。高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護復測數據處理復測數據處理 1、首先將CP、CP原始觀測文件進行預處理，轉換為標準RINEX文件，同時對點號、天線量高方式、天線高逐一進行復核。2、CP、CP采用商用基線處理軟件統一進行基線解算和輸出基線向量文件，采用通過鑒定的軟件進行基線向量網平差。高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護復測數據處理復測數據處理 1、CP、CP應在獨立環或附合路線坐標分量及全長閉合差和重復基線較差檢驗合格后，進行三維無約束平差。 2、CP三維無約

18、束平差中基線向量各分量的改正數的絕對值滿足規范要求后選取穩定控制點進行約束平差計算。 3、CP無約束平差中基線向量各分量的改正數的絕對值滿足規范要求后，以所聯測的CP控制點及相鄰標段的CP作為約束點進行平差，計算CP控制點的工程獨立坐標。高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護復測數據處理復測數據處理 高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護復測數據處理復測數據處理 高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護復測數據處理復測數據處理 高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護復測數據分析復測數據分析 1、復測成果與原測成果較差滿足規范要求時，采用原測成果。 2、當較差超限時，應進行二次復測，查明原

19、因，并采用同精度擴展方法更新成果，提交監理和設計單位確認。高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護復測文件的編制復測文件的編制 技術方案包括下列內容：編制依據線路基本情況作業范圍及工作內容技術依據坐標系統與高程系統平面控制網測量高程控制網測量與已有控制點聯測及相關控制網聯測項目質量管理上交資料 高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護復測文件的編制復測文件的編制 復測報告包括下列內容：任務依據；工程概況；坐標及高程系統；技術標準、依據及精度指標及復測精度分析；復測組織及完成情況； 包括復測如何組織，實施單位資質，人員配置情況，投入儀器情況，復測中遇到的問題，復測精度及成果分析，復測完成時間及工

20、作量情況。 高速鐵路控制網的維護高速鐵路控制網的維護復測文件的編制復測文件的編制 復測報告包括下列內容：控制點現狀情況；平面控制網復測技術執行情況；平面控制點穩定性及相鄰點間精度分析：高程面控制網復測技術執行情況復測結論及需說明的問題。上交成果。附錄 高速鐵路施工控制網加密高速鐵路施工控制網加密 1. 施工控制網加密測量可根據施工要求采用同級擴展或向下一級發展的方法。施工控制網加密前，應根據現場情況制定施工控制網加密測量技術設計書。2. 施工控制網加密測量可采用導線或GPS測量方法施測，施工控制網加密必須就近聯測沿線的CP或 CP控制點，采用固定數據約束平差。利用GPS加密測量施工控制網時，在

21、對加密點進行整體平差前應先對網中聯測的原CP和CP點的穩定性進行分析。對不滿足精度要求的原CP和CP進行剔除，滿足要求的全部作為起算點。外業觀測、數據處理參照加密CPII進行。 3. 加密平面控制點應布設在堅固穩定、便于施工放線且不易破壞的范圍內。高速鐵路施工控制網加密高速鐵路施工控制網加密 高速鐵路施工控制網加密高速鐵路施工控制網加密 高速鐵路施工控制網加密高速鐵路施工控制網加密 加密高程控制點應布設在堅固穩定、便于施工放線且不易破壞的范圍內，并按下列規格進行埋石。為便于施工單位施工放樣對高程點的引用，應考慮加密水準點與平面點共樁，共樁點的埋設規格同CPI點的規定。高速鐵路施工控制網加密高速

22、鐵路施工控制網加密 施工控制網加密完成后，應提交下列成果資料： 加密控制測量技術設計書； 加密控制測量成果（含點之記）； 外業測量觀測數據資料； 平差計算資料； 加密控制測量技術總結報告。高速鐵路施工控制網加密高速鐵路施工控制網加密 施工控制網加密完成后，應提交下列成果資料： 加密控制測量技術設計書； 加密控制測量成果（含點之記）； 外業測量觀測數據資料； 平差計算資料； 加密控制測量技術總結報告。高速鐵路隧道獨立控制網的建立高速鐵路隧道獨立控制網的建立 依據高速鐵路工程測量規范相關要求，對于長大隧道，已有的精測網可能不滿足隧道貫通要求，需要建立隧道獨立控制網，以保證隧道的順利貫通，在高速鐵路

23、建設過程中，獨立控制網建設質量的好壞將直接關系到隧道能否順利的貫通。高速鐵路隧道獨立控制網的建立高速鐵路隧道獨立控制網的建立 (1) 洞外平面控制網應沿隧道進出口連線方向布設成大地四邊形，構成必要的閉合檢核條件，GPS控制網應由洞口子網和子網之間的聯系主網組成，洞口子網宜布設成大地四邊形；(2) 控制點應布設在凈空條件好、視野開闊、通視良好、土質堅實、不易破壞的地方，視線應離開旁遮障礙物1m以上；(3) 隧道進出口以及隧道斜井進口處的原線路平面控制網的CP控制點應納入隧道控制網；(4) 每個洞口（包括斜井，以下同）平面控制點布設不應少于3個，洞口平面控制點應便于向洞內引測導線，向洞內傳遞方向的

24、洞外控制點聯系邊長不得小于500m，并盡可能延長，進洞聯系邊最大俯仰角不宜大于5；(5) 洞口GPS控制點應方便用常規測量方法檢測、加密、恢復和向洞內引測，洞口子網各控制點間應盡量通視。高速鐵路隧道獨立控制網的建立高速鐵路隧道獨立控制網的建立 大型隧道洞外控制測量設計的技術指標應采用高鐵一等標準，高于精測網中CP控制網的技術標準。隧道洞內外的高程測量均執行國家一、二等水準測量規范中二等水準測量的技術與精度要求。高速鐵路隧道獨立控制網的建立高速鐵路隧道獨立控制網的建立 隧道兩相向開挖洞口施工中線在貫通面上的橫向和高程貫通誤差應符合表3-1的規定。高速鐵路隧道獨立控制網的建立高速鐵路隧道獨立控制網

25、的建立 高速鐵路隧道獨立控制網的建立高速鐵路隧道獨立控制網的建立 高速鐵路隧道獨立控制網的建立高速鐵路隧道獨立控制網的建立 1、洞外GPS平面控制點使用前必須采用全站儀對定向邊進行邊長復核，在邊長較差滿足1/25萬時，方可用作進洞導線測量的基準； 2、洞外二等水準控制點使用前必須至少復核2個相鄰水準點間高差，在高差較差滿足 （L為以公里為單位的測段長）時，方可用作進洞水準測量的基準；3、隧道洞外控制網應結合地質條件、施工方法和施工進度進行定期和不定期復測，且至少半年全面復測一次；4、在隧道開工前，必須明確隧道掘進方式和貫通面位置，并制定進洞控制測量方案，立即進行隧道貫通誤差預計。高速鐵路工程測量各階段管理內容高速鐵路工程測量各階段管理內容 1.勘測設計階段勘測設計階段 (1)設計單位依據相關要求編制精密控制測量技術方案，并依據控制網測量方案進行精密控制測量的選點、埋石及測量工作。(2)建設單位對設計單位編制精密控制測量技術方案組織審查，設計院需待技術方案審查通過方可進行后續測量工作；(3) 建設單位應對設計單位精密控制測量過程中控制點選點、埋設、儀器設備、人員配置及外業觀測過程進行監控，確保精密控制測量全程滿足相關要求；(4)設計單位精密控制測量工作結束后，建設單位組織對精