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2。5。4。1轨道控制网(CPIII)测量施工工艺
2。。1。1采用的平面坐标系与高程系统
。4。1。
为保证三网合一,CPⅢ控制网平面坐标系统采用与既有精测网相同的工程独立坐标系统。
平面坐标系采用工程独立坐标系统:即椭球体参数采用WGS84坐标系参考椭球,高斯投影。东坐标和北坐标的加常数分别为500km、0。工程椭球构建采用改变椭球参数的方法(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,投影长度的变形值不应大于10mm/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1/100000。
2。。2高程系统
高程系统采用既有精测网高程系统,即1985国家高程系统。
CPⅢ施测单位由具有测绘资质和经过CPⅢ数据采集及数据处理培训的专业人员进行测量。根据现有施工断面实际情况,拟采用2组CPⅢ控制网测量人员及仪器设备进行测量工作,后续施工根据工作面情况进行适当增加相应人员并进行上报。
。。3线上CPⅡ加密点测量
2。。Ⅱ加密点的布设
根据标段内既有CPⅡ控制网的情况,对点位的位置和密度不能满足联测需要时,进行加密CPⅡ网。CPⅡ网加密的主要目地是为了方便CPⅢ网的观测,以及弥补被损毁的和无法利用的CPⅡⅡ网加密点按600米左右的间距沿线路左右交替布设,在无砟轨道地段各区段CPⅢ头尾搭接6对CPⅢ的中间应布设一个CPⅡ加密点,并满足设计要求。
①桥梁段CPⅡ加密点布设
桥梁段CPⅡ加密点布设在桥上,沿线路前进方向埋设于桥梁的固定支座(纵横向均固定)顶端的防护墙顶,不与CPⅢ点共桩。
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②路基段CPⅡ加密点布设
路基段CPⅡ加密点左右交替布设在征地界范围内便于CPⅢ网联测的地方.
③隧道段CPⅡ加密点布设
隧道段CPⅡ控制桩宜埋设在电缆槽与道砟隔离块中心。严禁埋设在电缆槽底或电缆槽盖板下。隧道段CPⅡ标志采用图所示预埋件,采用竖埋方式,埋设完成后,仅留球头露出.
隧道洞内CPⅡ埋设示意图
对于长度大于2km隧道,CPⅡ加密网按导线网方式进行测设,CPⅡ加密点成对布设,点对间距300~500m。
。4。Ⅱ加密点的埋设
①CPⅡ加密点的标志
CPⅡ、测量仪器连接盘两部分,预埋件为埋入现场的部分,由不锈钢材料加工而成。测量仪器连接盘底端螺丝可以直接安装到预埋件上,顶端螺丝用于连接测量基座。通过仪器连接盘及测量基座,可以直接安装测量仪器、GPS天线或棱镜,对中精度优于0。1mm。测量仪器连接盘底端螺丝可以直接安装到预埋件上,顶端螺丝用于连接测量仪器基座。通过仪器连接盘,可以直接安装测量仪器、GPS天线或棱镜,其示意图如下:
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CPⅡ加密点预埋件及测量仪器连接盘
②CPⅡ加密点标志的埋设
1、路基段可单独埋设CPⅡ加密点(离基础地面1。0米以上,×,深1。0m,圆柱直径0。25米,均埋设钢筋骨架,主筋配置Φ16mm,绕筋配置Φ8mm,每30cm配置一层),也可以利用线路拉线基础埋设加密桩,加密桩位置选择保证CPⅢ网联测条件,不影响GPS观测,不影响行车安全,并方便CPⅢ网联测的地方。
路基段CPⅡ加密点俯视图(左图)与剖面图(右图)单位:cm
2、桥梁段CPⅡ加密点布设在桥梁固定支座端防撞墙顶上,且不与CPⅢ点共桩。
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3、隧道段CPⅡ加密点成对布设在隧道电缆槽顶面上,点对间距300~600米。
4、另外,根据实践,在路基段和桥梁段(特别是桥梁段)使用如下强制对中标志。
1、强制对中标的安装
事先在埋设强制对中标的位置打孔,将预埋孔注入1:16(水:干料)的桥梁支座灌浆料,灌浆料比孔口低1~2cm,利用铁丝弯折成的埋设临时支架(图6。2-3)
将预埋件缓缓吊入预埋孔,将灌浆料挤出。预埋件顶面比孔口高出1mm左右(如下图)。因悬吊作用,预埋件自然整平,30分钟左右,灌浆料凝固,可拆除临时支架。预埋件整平精度约4~8角分。
埋设过程(左)和埋设完成的预埋件(右)
2、强制对中标的使用
在埋设好的预埋件上,可以直接通过转接头安装GPS天线,。
对于重量比较大的仪器而言,,可以调节伸缩长度,确保仪器连接稳固。
③CPⅡ加密点的编号规则
CPⅡ加密点埋设完成后应在点位旁边清晰、明显地设置点号标识。CPⅡ加密点按照线路里程增加方向进行编号,编号规则为:×××(标示为里程公里数)+JMP2(标示为CPⅡ加密点)+×(该里程段流水号,从小里程往大里程方向顺序编号)。
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如401JMP***桩号,“401”代表线路里程数,“JMP2”代表CPⅡ控制点,“1"代表1号点。
点号标志字号应采用统一规格字模,字高为6cm的正楷字体刻绘,并用白色油漆抹底,黑色油漆喷写编号,点号铭牌白色抹底规格为40cmX30cm。加密CPⅡ控制点的标志注字如下图所示:
CPⅡ加密点编号
2。。。3CPⅡ加密点点之记
CPⅡ加密点埋设完成后,应按既有CPII网要求绘制点之记。点之记包含点号、概略经纬度(现场采集)、所在地、交通情况、交通略图、点位通视情况及点位略图、选点情况及埋石情况。
绘制时要符合要求,要素齐全,标识点位的距离用皮尺现场实测,交通路线图指向要齐全、清楚。点之记应按照既有精测网控制点点之记的格式在CAD下绘制整理.
2。5。4。Ⅱ加密测量及数据处理
根据精密工程控制测量网测量成果以及CPⅡ控制网同精度内插的原则,CPⅡ控制网加密按《高速铁路工程测量规范》中三等GPS或三等导线控制网标准执行。
数据处理软件采用Survey Adjust V3。Ⅱ、CPⅢ控制网成果进行处理软及平差计算,外业观测结束后对观测数据进行处理和质量分析,检查数据质量是否符合规范要求。在对所有数据进行质量分析为合格且精度满足规范要求的基础之上进行。
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2。。
2。。
1、采用GPS测量方法进行CPⅡ加密点测量时,主要技术要求如下表所示:
CPⅡ加密点测量主要技术要求
等级
固定误差a(mm)
比例误差系数b(mm/km)
基线方位角中误差(″)
约束点间的边长相对中误差
约束平差后最弱边边长相对中误差
三等GPS网
≤5
≤1
1。7
1/180000
1/100000
注:当基线长度短于500m时,三等边长中误差应小于5mm。
2、采用导线测量方法进行隧道段CPⅡ加密点测量时,隧道洞内地段CPⅡ测量按导线网要求布设施测(隧道贯通后实施),其布网要求及主要技术要求如下表所示:
洞内CPⅡ导线加密点测量的主要技术要求
控制网级别
附合长度(km)
边长(m)
测距中差(mm)
测角中误(″)
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
备注
CPⅡ
L≤2
300~600
3
7。5
1/55000
±3。6
三等
单导线
CPⅡ
2<L≤7
300~600
3
7。5
1/55000
±3。6
三等
导线网
CPⅡ
L>7
300~600
3
1。3
5
1/100000
±2。6
隧道二等
导线网
当同一测区内,导线环(段)数超过20个的时候导线测角中误差按下式计算:
——导线环(段)的角度闭合差(″);
——导线环(段)的测角个数;
——导线环(段)的个数;
2。。2作业方法
1、采用GPS方法进行CPⅡ加密点测量
①CPⅡ加密点测量应采用双频GPS接收机观测,仪器的标称精度不低于5mm+1ppm。
②CPⅡ加密点采用GPS测量方法施测,起闭于经复测合格的既有CPⅠ、CPⅡ控制点,测量等级和精度要求应满足下表的技术要求。
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CPⅡ加密点GPS测量的技术要求
级别
项目
CPⅡ加密点GPS测量
等级
三等GPS
卫星截止高度角
≥15°
同时观察有效观测卫星数
≥4
有效时段长度(min)
≥60
观测时段数
2
数据采样间隔(s)
15
接收机类型
双频
PDOP或GDOP
≤8
③CPⅡ加密点测量采用边联结方式构网,Ⅱ加密点应联测不少于2个CPⅠ点及部分CPⅡ点,且加密点要位于所联测的CPⅠ、CPⅡ点所构成的网形中部。观测前要对网形进行设计,保证CPⅡ点间的基线长度不小于300m,并尽可能多地联测既有精测网点,以保证与既有精测网系统的统一。
④全部仪器、光学对中基座作业前都必须按要求进行检校合格后才能投入使用.
2、采用导线测量方法进行CPⅡ加密点测量
采用导线方式加密CPⅡ网时应按同精度扩展方式加密CPⅠ通视点对,导线附合长度不大于5公里,所采用仪器为测角精度不低于1″,测距精度不低于1mm+2ppm的全站仪施测,仪器应在检定有效期内。
加密CPⅡ导线点的埋设要求同上,点间距以500米为宜。
①CPⅡ加密点测量按要求采用导线测量方法进行测设,起闭于既有CPI点、CPⅡ点或CPⅡ加密点。当采用导线网进行测量时,构网方法如下图所示:
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CPⅡ加密点洞内导线网示意图
导线应起闭于CPⅠ和CPⅡ控制点,且应符合相关规定。导线附合长度2km以上时,应采用导线网方式布网,导线网的边数以4~6条边为宜。
CPⅡ控制网导线测量的主要技术要求
导线等级
附合长度(km)
边长(m)
测距相对误差(mm)
测角中误
差(″)
导线全长相对闭合差限差
方位角闭合差限差(″)
三等
≤5
500
1/150000
1/55000
±3。6√n
②CPⅡ导线观测应采用标称精度不低于(1″、2mm+2ppm)的全站仪施测。观测前应先将仪器开箱放置20分钟左右,让仪器与洞内温度基本一致。
③洞口测站观测宜在夜晚或阴天进行,隧道洞内观测应充分通风,无施工干扰,避免尘雾。目标棱镜人工观测时应有足够的照明度,受光均匀柔和、目标清晰,避免光线从旁侧照射目标。采用自动观测时应尽量减少光源干扰。
④平角观测要求
导线测量水平角采用方向观测法,并满足下表的规定:
水平角方向观测法的技术要求
等级
仪器等级
半测回归零差(″)
一测回内2c互差(″)
同一方向值各测回互差(″)
三等
0。5″级仪器
4
8
4
1″级仪器
6
9
6
注:当观测方向的垂直角超过±3°的范围时,该方向2C互差可按相邻测回同方向进行比较,其值应满足表中一测回内2C互差的限值。
⑤边长测量技术要求
边长测量技术要求按下表中技术要求执行。
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边长测量技术要求
等级
使用测距仪精度等级
每边测回数
一测回读数较差限值(mm)
测回间较差限值
(mm)
往返观测平距较差限值
往测
返测
三等
Ⅰ
2
2
2
3
2mD
Ⅱ
4
4
5
7
注:1、一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次的过程测距仪精度等级划分如下
2、测距仪精度等级划分如下
Ⅰ级∣mD∣≤2mm
Ⅱ级2mm<∣mD∣≤5mm
Ⅲ级5mm<∣md∣≤10mm
Ⅳ级10mm<∣md∣≤20mm
md为每千米测距标准偏差。即按测距仪出厂标称精度的绝对值,归算到1km的测距标准偏差。
3、md=a+b×D=+´
式中:md—-—-仪器测距中误差(mm),a—-——标称精度中的固定误差(mm),b-—-—标称精度中的的比例系数(mm/km),D-——-测距长度(km)
⑥测距边的斜距应进行气象改正和仪器常数改正。气象改正应该将观测时记录的气压、气温输入仪器,仪器自动进行气象改正,每次假设仪器前先将仪器防止30min左右,使仪器适应环境温度,并用温度压力计记录当前数值,对仪器进行气象改正。
气温读数取位要求
测量等级
干湿温度表(℃)
气压表(hPa)
三等
0。2
0。5
3、区段接边测量要求
CPⅡ加密点测量可分区段进行测量,分区段测量时应联测上一区段至少二个CPⅡ加密点进行接边重复测量.
。1。
(a)GPS基线解算
GPS网基线向量解算采用LGO软件进行,采用静态相对定位模式进行解算。用于解算基线的起算点在WGS-84坐标系中的绝对坐标精度不低于10米,计算同一时段观测值的剔除率应小于10%。解算后按下表的要求进行基线质量检核和分析。
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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
≤
注:,本项目a=5mm,b=1ppm。d取基线或环平均边长(以km计)。
(b)GPS网平差
1、GPS网平差采用经鉴定合格的商用软件进行,本线采用武汉大学开发的COSAGPS数据处理软件进行网平差计算。
2、在GPS网整体平差前,先对网中的原CPI和CPⅡ点的稳定性进行分析。对不满足精度要求的原CPI和CPII进行剔除,满足要求的全部作为起算点.
3、GPS网基线的质量检核符合要求后,以一个点的WGS—84三维坐标为起算数据进行无约束平差,求出各控制点WGS-84坐标系下的地心坐标和大地坐标、各基线的改正数以及其精度信息。无约束平差中基线向量各分量的改正数绝对值应满足下式要求:
VΔX≤3σVΔY≤3σVΔZ≤3σ
4、无约束平差精度满足要求后,采用所联测的CPⅠ、CPⅡ点作为已知点进行二维约束平差,同时应与相邻CPⅡ:
dVΔX≤2σdVΔY≤2σdVΔZ≤2σ
5、CPⅡ加密点网平差分区段进行时,平差时应采用一个区段内所有联测的原精测网CPI、CPⅡ点和重复联测的上一区段的CPⅡ,对兼容性不好的已知点进一步分析原因,必要时进行重新测量.