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1、新建衡茶吉铁路鹅岭隧道精密工程控制网技术总结报告中铁隧道勘测设计院有限公司二一三年一月 目 录1概述- 1 -11 工程概况- 1 -12 控制网状况- 1 -2执行的主要技术规范、标准- 1 -21 主要技术规范- 1 -22 依据及参考资料- 1 -3、工作内容- 1 -31 内容- 2 -32 测量精度- 2 -33 测量时间- 2 -4平面坐标系统- 2 -5CPI控制网测量- 2 -51 点现状分析- 2 -52 CPI控制网作业方法- 2-53 外业数据采集- 2 -6GPS网基线结算及精度分析- 4 -7CPI控制网平差及精度分析- 6 -71 三维无约束平差及精度分析- 6 -
2、72 二维约束平差及精度分析- 7 -8结论- 8 -9CPI成果- 8 -10. CPI平差报告- 9 -10.1 三维无约束平差- 9 -10.2二维约束平差- 28 -10.3 CPI重复基线长度差值比较- 42 -10.4 CPI闭合环闭合差计算结果- 62 -附件1、精密工程控制网CPI平差网形示意图- 66 -CPI平差网形示意图- 66 -新建衡茶吉铁路鹅岭隧道精密控制网成果书1概述11 工程概况新建衡茶吉铁路自衡阳市京广铁路茶山坳车站引出，往东经安仁、茶陵、经炎陵、宁冈进入江西境内设宁冈站距宁冈县城约2km，然后经新城，穿鹅岭隧道，至井冈山市接入井冈山铁路井冈山市站。12 控制
3、网状况鹅岭隧道CPI控制点布设在隧道进出口附近，共计4个(CPI001CPI004)，联测G124，G126，G176，D53，D13，D55，GPS001，TD1，TD2，TD3，TD4。2执行的主要技术规范、标准21 主要技术规范（1）高速铁路工程测量规范 （TB10601-2009）（2）精密工程测量规范 （GB/T15314-94）（3）全球定位系统（GPS）测量规范 （GB/T18314-2009）22 依据及参考资料 中铁隧道勘测设计院有限公司衡茶吉铁路鹅岭隧道内CPII及CPIII精密工程控制测量网术方案3、工作内容鹅岭隧道CPI控制点的平面测量工作。31 内容（1）CPI控制网
4、测量；32 测量精度根据规范要求，本次控制网测量按以下精度施测：（1）基础控制网CPI按二等精度要求进行；33 测量时间2013年01月15日2013年01月30日 4平面坐标系统平面采用西安80坐标系。中央子午线经度：1140000；投影面大地高：265m。5CPI控制网测量51 点位现状分析控制网测量前首先进行现场勘查，检查标石的完好性，经现场勘查，控制点保存完好，满足测量要求。52 CPI控制网作业方法本次测量CPI控制网，全网采用边连接形式构网，由多个重叠大地四边形组成。相邻同步环之间由2个公共测站相连，每个同步环至少由4个测站组成；CPI每时段至少观测90分钟。53 外业数据采集为保
5、证测量精度，本次GPS控制网外业数据采集使用中海达V8型GPS接收机初测，又采用天宝R6型GPS接收机GPS接收机复测，GPS接收机的静态定位标称精度为（5mm+1ppmD）。作业前，接收机按规定进行检验，所有仪器均经过国家鉴定部门鉴定并在有效期内。观测时严格按高速铁路工程测量规范中控制网精度要求执行，并参照全球定位系统（GPS）测量规范要求。采用静态定位技术施测，同步作业图形之间采用边联结的方式，并做到有较强的图形结构，确保该网的高精度和高可靠性。（1） 测量前的准备工作 检查GPS接收机内存数据容量，保证接收机有一定的内存空间。 每天观测前检查GPS接收机和对讲机电池电量，注意充电。 出发
6、前，认真检查GPS主机是否拿错；备用电池、记录纸、笔、测高尺、对讲机、脚架、基座、GPS连接螺旋等必备物品是否忘带。（2） 观测作业基本要求接到观测任务后，做好观测人员培训和仪器准备工作，检查所用仪器及相关配件的完整与完好性，确保进入测区的正常使用。为确保“对中”及“整平”的准确性，天线基座使用有精平管水准器和光学对中器的基座，并注意光学对中器的检验校正。在运输或观测过程中有剧烈震动的基座均在当时或当天予以检校。在外业观测前按作业技术要求设置好仪器的各项作业技术参数。作业间歇期间，接收机设有专人维护保管，并在作业前充足电池，将仪器及其附件装于专用仪器箱中。为保证观测中仪器的安全，仪器管理实行个
7、人负责制，对每台仪器进行编号，自工程开始直至工程结束，每个作业组或作业人员均使用同一台套仪器（包括主机、天线、传输电缆、电池及基座等），做到责任分明。当出现特殊情况需要重新调配人员时，由调度人员做出统一安排。观测组严格按调度表规定作业，听从现场调度人员的统一指挥，以保证观测同步进行。当情况有变化需要修改调度计划时，必须经调度人员同意。观测时做到人不离岗，观测过程中严密监视电池和接收机情况并记录于外业观测手簿上，以便于内业人员数据处理。观测人员严格禁止周围无关人员接近甚至触摸仪器，以保护作业人员和仪器的安全进而保证观测的正常进行。注意仪器各部件的正确连接，禁止在硬度大的粗糙表面上拖拽电缆等违规操
8、作。搬站时卸下的电缆不要把接头随意安放在地上，以避免泥土、沙子或水把电缆搞坏而影响使用。每个测站对中整平后对光学对点器旋转180度检查；在两个时段之间不需要搬站的测站均把基座转动180度后重新对中整平，以防止对中整平粗差的出现。接收机在观测过程中不在其近旁使用对讲机、手机等通讯工具以避免干扰GPS接收机接收卫星信号。（3） 主要作业技术指标GPS网采用静态定位技术施测，同步作业图形之间采用网连接的方式。因控制点是线状布网形式，在网形设计时做到： 至少每个点有3条及以上独立基线相连接； GPS独立基线传递必须是边连接，组成大地四边形或多边形连接； 在选取独立基线构网时，要考虑以邻近点之间的短边传
9、递为佳，每一时段中尽量不选择太长的边。GPS观测的主要技术指标如下： 同步观测健康卫星数6；几何图形强度因子PDOP6。 卫星截止高度角为15；观测时段长度CPIII60、分钟CPI90分钟； 平均重复设站次数2.0；历元采样间隔为15秒； 天线对中精度1mm；采用专门的测高尺直接量取3个读数，读数至1mm，互差不大于2mm，取均值作为天线高。6GPS网基线结算及精度分析外业数据采集结束后应对采集数据进行计算并检核观测成果的质量。利用LGO 6.0软件进行内业计算，统计GPS控制网观测值残差及基线向量残差，分析GPS控制网的基线向量网自身的内符合精度。基线解算结果应满足全球定位系统（GPS）铁
10、路测量规范规定的指标要求。（1） 同一时段观测值的数据剔除率宜小于10；（2） 有若干条独立基线边组成的独立环和附和路线各坐标分量（Wx，Wy，Wz）及全长Ws闭合差应满足下式的规定： Wx 3，Wy3Wz 3，W3式中： n - 闭合环边数 Wx、Wy、Wz - 坐标分量闭合差 W - 环的全长闭合差 标准差，a为固定误差，b为比例误差，d为弦长、单位为km，其中a取5mm，b取1ppm。CPI控制网复测基线向量闭合环闭合差最大值统计见下表：线路点号DX闭合差(mm)DY闭合差(mm)DZ闭合差(mm)长度闭合差(mm)备注TD1 CPI001 CPI00419.80-14.000.3024
11、.25合格闭合差限差49.8449.8449.8486.33由附后的基线向量闭合环闭合差统计数据可知：本标段CPI控制网复测基线向量所有闭合环闭合差均满足限差要求，所有基线质量合格。（3） 按全球定位系统（GPS）铁路测量规范要求，同一基线不同观测时段重复基线较差，应满足下式要求：ds2式中： dS - 基线较差 - 相应等级规定的精度CPI控制网均观测了两个时段，重复观测基线较差最大值见下表：序号起点终点DX(m)DY(m)DZ(m)S(m)限差/差值(mm)35CPI002D5311017.9771 4618.8800 577.5843 11960.9145 36.6676 15CPI00
12、2D5311017.9931 4618.8939 577.5831 11960.9345 20.0484 合格!16CPI002D5311017.9922 4618.8912 577.5909 11960.9330 18.5533 合格!由附后的CPI重复观测基线较差计算表可知：CPI控制网复测所有重复观测向量较差均满足规范限差要求，基线解算成果可靠。7CPI控制网平差及精度分析GPS控制网平差采用武汉大学测绘学院研制的“科傻系统（COSA）系列软件之四 -“GPS工程测量网通用平差软件包（简称COSAGPS）”进行。该软件具有功能全面，整体性好，解算容量大，运算速度快，操作简明，使用方便等特
13、点。对经过外业检验的合格基线，选取独立基线构成GPS基线向量网，进行网的平差计算，且要满足以下规定：（1）、GPS网三维无约束平差中基线向量各分量的改正数绝对值应满足式：Vx3Vy3Vz3并提供无约束平差WGS-84坐标系中的空间直角坐标，基线向量及改正数和精度信息。（2）、用作控制网约束平差的约束点间边长相对中误差应满足相应规范要求。（3）、约束平差中基线向量各分量改正数与无约束平差同一基线改正数较差的绝对值应满足：dVx2dVy2dVz2并提供约束平差后相应坐标系的空间直角坐标，基线向量及改正数和精度信息。（4）、根据独立坐标系投影带的划分，将CPI、CPII控制网的空间直角坐标投影到相应
14、平面坐标投影带中。式中为标准差，a为固定误差，b为比例误差，d为弦长，单位为km；其中a取5mm，b取1ppm。71 三维无约束平差及精度分析首先进行三维无约束平差，以检定基线向量网自身的内符合精度及其系统误差和粗差。控制网的基线向量网自身的内符合精度高，基线向量没有明显系统误差和粗差，基线向量网的质量是可靠的。当各项要求符合标准后，进行GPS网的三维无约束平差。检查GPS基线向量网本身的内符合精度。三维无约束平差计算后的精度统计如下表。CPI三维无约束平差精度统计表平差后边长精度FROMTOS(m)MS(cm)MS:SppmTD2 D53 164.6630.05 1/342000 2.93最弱边坐标点位精度NameX(m)Y(m)Z(m)Mx(cm)My(cm)Mz(cm)Mp(cm)G176-2345573.8847 5195515.3896 2851944.43030.200.330
