广西沿海铁路钦州北至防城港段扩能改造工程 QF-1 标段精密工程控制测量网复测技术方案
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中国中铁三局钦防铁路项目经理部
二 O 一 O 年三月十日
钦防铁路扩能改造工程 QF- Ⅰ标段
控制精密测量网复测技术方案
一、工程概述
钦州北至防城港段位于北部湾地区，属于广西沿海铁路重要组成部分，为北部湾地区主要铁路运输线。钦防线北接在建钦州北站，经钦州市的钦北区、钦南区，防城港的防城区、港口区，止于防城港站，正线长度 62.039 公里。本项目北端经广西沿海铁路南钦段于南宁枢纽分别与南昆、云桂、金南及柳南等铁路相衔接，通过南昆、云桂线、可达云南、攀西地区、贵州西部和川南地区等；经贵（阳）南（宁）、渝黔线可通达贵州中部及川渝和西北地区等；经黎钦线及柳南可通达我国中南、华东、华北等广大地区等，是我国西南地区便捷的出海通道。同时经广西沿海铁路钦北段、合河线与珠三角、粤西地区及海南相沟通，是我国沿海通道的重要组成部分。 QF- Ⅰ 标段承建的主要工程包括：钦州北（不含） DK0+000 ～ DK23+562 和钦州北接轨地段左线、钦防右线绕行、钦州站站前工程及部分站后工程，钦州北（不含） DK0+000 ～ DK48+890.48 、 K158+800 ～ K172+000 铺轨、 T 梁预制、架设、 DK0+000 ～ DK9+500( 含钦防右线绕段 ) 段现浇箱梁工程。
二、复测范围及内容
我标段主要复测范围为钦州北（不含） DK0+000 ～ DK23+562 里程段，即 QF- Ⅰ标段。主要复测内容包括平面控测量和高程控制测量，其中平面控制测量接收 CP Ⅰ级 GPS 点 12 个（ CP Ⅰ 94 、 CP Ⅰ 96 、 CP Ⅰ 147 ～ CP Ⅰ 156 ）， CP Ⅱ级 GPS 点 36 个 (CP Ⅱ 01 ～ CP Ⅱ 36 ，其中 CP Ⅱ 11 未找到 ) ；三等水准点 10 个（ BM94 、 BM96 、 BM147 ～ BM154 ），共计 51 个控制桩位。
三、复测时执行标准及规范
（ 1 ）《时速 200 ～ 250 公里有砟轨道铁路工程测量指南（试行）》（铁建设函 [2007]76 号）；
（ 2 ）客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设函 [2006]189 号）；
（ 3 ）《国家一、二等水准测量规范》（ GB/T1897-2006 ）；
（ 4 ）《国家三、四等水准测量规范》（ GB12898-1991 ）；
（ 5 ）《全球定位系统（ GPS ）铁路测量规程》（ TB10054-97 ）。
四、施工复测程序
（ 1 ）施工单位会同设计单位参加由业主组织并有监理单位参与的测量成果与测量成果资料交接。此项工作已于 2010 年 3 月 5 日、 6 日交接完成。
（ 2 ）编制复测方案与技术设计，并报于监理、业主单位审批。
（ 3 ）复测外业测量，监理平行作业或旁站。
（ 4 ）测量内业资料整理。
（ 5 ）测量成果报告，报业主、监理审查批复。
五、人员组成与仪器设备
（一）人员组成
平面控制测量由我公司雇用有资质的专业测量公司进行测设，我项目部派专业测量人员进行监督、指导，要求必须由测量工程师带队，并派增足够技术人员测设以满足进度要求；高程控制测量由我公司指挥部自行安排专业测量工程师及测量员进行测设，主要测量人员名单如下表：
测量人员名单表
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姓名 |
职务 |
备注 |
|
陈慈刚 |
测量员 |
队长 |
|
王兴雪 |
测量员 |
副队长 |
|
唐于欣 |
测量员 |
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郭保桂 |
测量员 |
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朱静波 |
测量员 |
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张飞 |
测量员 |
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刘党伟 |
测量员 |
（二）仪器 设备及数据处理软件
本次复测所使用的测量仪器均要求通过国家计量授权的测绘计量检定机构检定合格，并在仪器检定有效使用期内（详见附录仪器检定合格证） ; 且都进行了作业前检校，满足要求后方可使用。本次复测采用的主要仪器设备见下表：
|
名 称 |
数 量 |
精 度 |
生产厂家 |
|
天宝 Dini03 电子水准仪 |
2 台 |
0.3mm |
天宝 |
|
中海达 V8 双频 GPS 接收机 |
6 台 |
5mm +1ppm |
中海达 |
本次复测 数据后处理及平差软件为中海达的 HDS2003 数据处理软件，具备数据传输，基线向量处理， GPS 网平差，多种 GPS 数据转换等功能，完全满足 GPS 控制测量数据处理的要求。
六、平面控制网的复测
（一）技术及精度要求
我项目部委托 西安博远测绘系统有限公司 进行平面控制网的复测，要求
测量公司的测设过程及成果必须满足以下技术要求：
（ 1 ）基础平面控制网与仪器设备的类型和精度应与设计院提供的资料一致。平面控制网的主要技术要求应符合表 1 、表 2 规定：
表 1 平面控制网的主要技术要求
|
控制网级别 |
基线边方向中误差 |
最弱边相对中误差 |
|
CP Ⅰ |
≤ 1.7 ″ |
1/100000 |
|
CP Ⅱ |
≤ 2.0 ″ |
1/60000 |
表 2 导线测量的主要技术要求
|
轨道类型 |
控制网级别 |
附合长度（ km ） |
边长（ m ） |
测距中误差（ mm ） |
测角中误差（″） |
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 合限差（ ″ ） |
对应导线等级 |
|
有砟轨 道 |
CP Ⅱ |
≤ 4 |
400 ～ 600 |
5 |
2.5 |
10 |
1/40000 |
± 5 √ n |
四等 |
|
CP Ⅲ |
≤ 1 |
150 ～ 200 |
3 |
4 |
5 |
1/20000 |
± 8 √ n |
五等 |
（ 2 ）必须采用与设计院精度相同或者高于设计院所用仪器精度，即不低于 5mm +1pmm 的双频接收机并按表 3 中 C 、 D 级网要求 施测。 表 3
|
项目 级别 |
B |
C |
D |
E |
|
|
静态测量 |
卫星高度角（°） |
≥ 15 |
≥ 15 |
≥ 15 |
≥ 15 |
|
有效卫星总数 |
≥ 5 |
≥ 4 |
≥ 4 |
≥ 4 |
|
|
时段中任一卫星有效观测时间（ mmin ） |
≥ 30 |
≥ 20 |
≥ 15 |
≥ 15 |
|
|
时段长度（ min ） |
≥ 90 |
≥ 60 |
≥ 45 |
≥ 45 |
|
|
观测时段数 |
≥ 2 |
1 ～ 2 |
1 ～ 2 |
1 ～ 2 |
|
|
数据采样间隔（ s ） |
15 ～ 60 |
15 ～ 60 |
15 ～ 60 |
15 ～ 60 |
|
|
PDOP 或 GDOP |
≤ 6 |
≤ 8 |
≤ 10 |
≤ 10 |
|
（二） GPS 网基线解算及平差复核
1.CP Ⅰ网 GPS 基线采用静态相对定位模式进行解算，基线解算采用精密星历或广播星历为起算数据，以 GPS 随机的软件解算。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 10m 。 CP Ⅰ网基线解算应作以下检核统计工作：
(1) 计算同一时段观测值的资料剔除率应小于 10% ；
(2) 同一条边任意两个时段解算值互差小于 2 √ 2 ·√（ 52+D2 ）（ mm ）；
（ 3 ）独立观测边闭合环各坐标分量闭合差应符合下式规定：
WX ≤ 3 √ n ·σ、 WY ≤ 3 √ n ·σ、 WZ ≤ 3 √ n ·σ、 W ≤ 3 √ 3n ·σ；
（ 4 ）同步观测环闭合差应满足以下要求：
WX ≤√ n ·σ /5 、 Wy ≤√ n ·σ /5 、 Wz ≤√ n ·σ /5 、
W= √ ( WX2+WY2+WZ2) ≤√ 3n ·σ /5
数据后处理采用西南交通大学开发的 ESGPS 数据处理软件进行平差计算。
（ 1 ）采用 GPS 基线的双差固定解进行 GPS 基线网平差；
（ 2 ）在 WGS-84 坐标系中进行三维无约束平差，求出各 CP Ⅰ点在 ITRF 框架下或 WGS-84 坐标系下的地心坐标和大地坐标、各基线的改正数及其精度信息。无约束平差中，基线分量的改正数绝对值（ V △ X 、 V △ y 、 V △ z ）应满足下式：
V △ X ≤ 3 σ； V △ y ≤ 3 σ； V △ z ≤ 3 σ σ—为相应级别规定的基线精度
（ 3 ）利用联测的 1954 年北京坐标系国家三角点或 GPS 控制点，求得 WGS-84 椭球与北京 54 椭球的坐标转换参数，将 CP Ⅰ控制点投影到高斯平面上，并利用国家三角点或 GPS 控制点作为起算点进行二维约束平差。约束平并前应对已知点进行精度和可靠性检验。当起算点间精度偏低时，应采用固定一个点和一个已知方向的方法进行二维约束平差。 CP Ⅰ网平差后基线边方向中误差≤ 1.7 〞，最弱边相对中误差 ≤ 1/100000 。
（ 4 ） CP Ⅱ测量在 CP Ⅰ的基础上采用 GPS 测量。 CP Ⅱ网平差后须满足基线边方向中误差≤ 2.0 〞，最弱边相对中误差 ≤ 1/60000 。
七、高程控制网的复测
高程控制网按三等水准测量精度要求施测，采用 2 台天宝 DINI03 电子水准仪进行往返测设，测设路线按设计院交接桩号顺序测量。
( 一 ) 三等水准测量技术要求
1. 精度按《国家三等、四等水准测量规范》要求，符合表 4 的规定。
表 4 三等水准测量精度要求（ mm ）
|
水准测量等级 |
每千米水准测量偶然中误差 M △ |
限 差 |
||||
|
检测已测段高差之差 |
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 |
≤ 3.0 |
20 √ R |
12 √ R |
12 √ L |
15 √ L |
8 √ R |
注：表中 R 为测段长度， L 为附合路线长度，均以千米计。
2. 水准测量采用 2 台天宝 Dini03 电子水准仪按左右线路进行，水准标尺与仪器配套。水准仪与水准尺在使用前均进行检校，并符合下列规定：水准仪视准轴与水准管轴在竖直面上的夹角（ i 角）不超过 20 ”；当水准标尺位于垂直位置时水准标尺的圆水准器气居中。
3. 观测当天及时进行 2 组单程高差不符值检验，当高差不符值检验在限差± 8 √ R 以内时采用 2 组高差平均值进行平差。
4. 水准测量采用尺台作转点尺承，观测时标尺成像清晰稳定；观测时测站视线长度、视线高度须按表 5 执行：
表 5 水准测量视线长度、高度（ m ）
|
等级 |
视线长度 |
前后视距差 |
前后视距累计差 |
视线高度 |
|
|
仪器类型 |
视距 |
||||
|
三等 |
电子水准仪 |
≤ 100 |
≤ 2.0 |
≤ 5.0 |
≥ 3.0 |
三等水准测量测站观测顺序为“后视—前视—前视—后视”。在水准测量工作间歇时，前行选择在水准点上结束观测，当在水准点上结束观测条件不好时，则选择两个坚稳可靠的固定点作为间歇点。间歇后，先进行间歇点高差检测，只有当检测结果符合限差要求，才从间歇点开始观测。否则从前一个水准点起测。
5. 观测成果的重测与取舍应符合下列要求：
（ 1 ）凡经检验超出规定限差均进行重测；
（ 2 ）往返测高差不符值超限时，首先对靠性较小的往测或返测进行整段重测；
（ 3 ） 2 组单程观测高差不符值超限时，先重测 1 个单程，并与原测结果中符合限差的 1 个单程取中数作为采用值；当重测结果与原测 2 个单程均符合限差要求时，则取 3 个单程结果的中数作为采用值；当上述值均不符合要求时，则须进行原因分析，并找出超限数值，组织重测 2 个单程，直到符合限差要求为止。
（ 4 ）当 2 组单程观测高差不符值计算的每千米水准测量的偶然中误差 M △超限时，重测测段高差不符值较大的测段，直到符合要求。
（二）水准网数据处理
三等水准网的数据平差均采用由杨运英编制的导线测量平差软件按严密平差方法进行水准网数据处理，数据处理成果须符合《国家三、四等水准测量规范》的要求，并与设计院《精密工程控制测量网三等水准成果表》中高程值进行分析比较，直至符合要求。
八、 QF- Ⅰ标段与相邻标段接头处联测
为了保证广西沿海铁路钦州北至防城港段扩能改造工程线 QF- Ⅰ标段与 QF- Ⅱ标段顺接，须与 QF- Ⅱ标段进行相邻段控制网进行联测，联测内容包括平面控制网 CP Ⅱ级 GPS 点 2 个，高程控制网水准点与南钦线 BM96 和 QF- Ⅱ标内的 BM147 点 2 个，并对联测结果进行平差计算，确保线路在衔接处的平面高程衔接平顺。
九、复测成果提交资料
（ 1 ）平面控制网提交复测成果内容
1 、 CPI 控制网平差报告
2 、 CPI 同步环组成及闭合差
3 、 CPI 异步环组成及闭合差
4 、 CPI 控制网基线网图
5 、 CPI 坐标成果表
6 、 CPI 坐标成果比较表
7 、 CPII 控制网平差报告
8 、 CPII 同步环组成及闭合差
9 、 CPII 异步环组成及闭合差
10 、 CPII 控制网基线网图
11 、 CPII 坐标成果表
12 、 CPII 坐标成果比较表
13 、 GPS 接收机检测报告复印件
14 、技术总结
（ 2 ）高程控制网提交成果内容
1 、复测高差与原测高差不符值校检表
2 、复测高差观测值及平差成果表