精密工程控制网测量复测成果报告

东北东部铁路通道大连铁路枢纽改造工程SN2标段精测网复测成果报告中铁二十一局集团有限公司大连铁路枢纽改造工程SN2标段项目经理部11．测区和控制网介绍东北东部铁路通道大连铁路枢纽改造工程精密工程控制测量网（以下简称“大连铁路枢纽改造工程精测网”）的平面控制网分级布设为：“基础控制网（CPI）和线路控制网（CPII）”。大连铁路枢纽改造工程精测网的高程控制网为二、三等水准网。本标段为大连铁路枢纽改造工程SN2标段，起讫里程DK36+985～DK66+500正线长度29.515km.大连铁路枢纽改造工程位于辽东半岛、黄海之滨，线路总体走向呈西南～东北向，西起大连市甘井子区，东至普兰店市的登沙河镇西侧，途经大连市的金州区与保税区。SN2标段线路自DK36+985开始，以二十里铺隧道下钻既有哈大线，于刘半沟附近设置广宁寺站，随后铁路继续东行跨过丹大高速公路、登沙河，在登沙河镇西侧到达本标段工程设计终点DK66+500，线路全长29.515km,其中DK36+985至DK39+600、DK61+700至DK66+500段在金州区，DK39+600至DK61+700段在保税区。本标段范围内精测网复测涉及CPI控制点23个；包含与大连铁路枢纽改造工程SN1标段的2个CPI共用桩点（CPI5044、CPI5043A）和与登庄铁路1标段搭接处的2个CPI共用桩点（CPI5023、CPI5024）,CPI控制网复测前首先进行了现场勘查，检查标石的完好性。经现场勘查CPI5043、CPI5042、CPI5041、CPI5032、CPI5019、CPI5027六个CPI控制点被破坏，重新埋设点号为CPII5043A、CPI5042A、CPI5041A、CPI5032A、CPI5019A、CPI5027A,其余的17个控制点桩位标石均保存完好。本标段范围内精测网复测涉及CPII控制点23个，经现场勘查CPII6127、CPII6129、CPII6132、CPII6135和CPII6146五个CPII控制点被破坏，重新埋设点号为CPII6127A、CPII6129A、CPII6132A、CPII6135A和CPII6146A。其余CPII控制点桩位标石均保存完好。本标段范围内精测网复测涉及二等水准点2个、三等水准点15个，包含与大连铁路枢纽改造工程SN1标段的1个共用三等水准点（BM7067）和登庄铁路1标段搭接处的1个共用三等水准点（BM7051）,经现场勘查BM7056、BM7060和BM7066三个水准点被破坏，重新埋设点号为BM7056A、BM7060A和BM7066A。其余的14个二、三等水准点的点位标石均保存完好。东北东部铁路通道大连铁路枢纽改造工程SN2标段精测网复测成果报告中铁二十一局集团有限公司大连铁路枢纽改造工程SN2标段项目经理部22．复测技术依据●《铁路工程测量规范》，TB10101-2009；●《国家一、二等水准测量规范》GB/T12879-2006；●《国家三、四等水准测量规范》GB12897-2006。●《测绘技术总结编写规定》GB/T1001-2005；●《东北东部铁路通道大连铁路枢纽改造工程精密控制测量网技术文件》（铁三院，2011.04）；●《东北东部铁路通道大连铁路枢纽改造工程SN2标段精密工程控制测量网复测技术设计》（中铁二十一局，2013）。3．复测工作内容本次复测的工作内容为：大连铁路枢纽改造工程SN2标段范围内精测网的复测，包括同相邻标段精测网平面和高程控制点的联测。具体为：1）CPI控制网复测（观测CPI控制点23）；2）CPII控制网复测（观测CPII控制点23个，联测CPI控制点19个）；3）三等水准高程控制网复测（观测水准点17个，包含二等水准点2个）。根据规范要求，本次控制网复测实施过程中，CPI按《铁路工程测量规范》；中三等GPS网精度标准执行，其中二十里堡隧道CPI控制点按照二等精度执行；CPII（包括联测的CPI控制点）按《铁路工程测量规范》中四等GPS网精度标准执行；高程控制按《国家三、四等水准测量规范》中三等水准测量的精度标准执行，其中二十里堡隧道水准点按照《国家一、二等水准中测量规范》中二等水准测量的精度标准执行。4．复测工作的开展根据指挥部的要求，中铁二十一局集团大连铁路枢纽改造工程SN2标段项目经理部遂开展对本标段范围内的CPI控制点、CPII控制点和二、三等水准点的复测工作，以确认本标段范围内精测网控制点点位的稳定与坐标成果的可靠。本次复测包括与大连铁路枢纽改造工程SN1和登庄铁路1标段搭接处的平面和高程控制点联测。本次复测外业队伍分1个GPS平面测量小组和3个水准测量小组，分段沿线路开展外东北东部铁路通道大连铁路枢纽改造工程SN2标段精测网复测成果报告中铁二十一局集团有限公司大连铁路枢纽改造工程SN2标段项目经理部3业工作，测量任务根据各组进度统一协调。复测使用的仪器设备均经测绘仪器计量检定单位检定合格，并在有效期内，可用于相应等级精度要求的测量工作。连铁路枢纽改造工程SN2标段监理单位全程派员对复测外业工作进行了旁站监督检查。复测在外业工作完成后即转入内业的数据整理、分析与处理。5．平面坐标和高程系统按“三网合一”的原则，西成铁路1标段此次复测的坐标系统与铁三院采用的坐标系统相同。平面坐标系统采用高斯投影平面直角坐标系，参考椭球为2000椭球，椭球参数为：长半轴a=6378137，扁率f=298.257222101。平面坐标系详细分带及对应里程如下表所示：投影分带序号中央子午线经度投影高程面正常高h（m）投影高程面大地高H0（m）平均高程异常（m）对应的里程范围最大投影长度变形值（mm/km）1121°44′05″40400DK687+400～DK702+400-10.5东方向坐标（Y）加常数500km，北方向坐标（X）加常数为0大连铁路枢纽改造工程SN2标段精测网高程系统为1985国家高程。6．CPI控制网复测CPI控制网复测前首先进行了现场勘查，检查标石的完好性。经现场勘查CPI5043、CPI5042、CPI5041、CPI5032、CPI5019、CPI5027六个CPI控制点被破坏，重新埋设点号为CPII5043A、CPI5042A、CPI5041A、CPI5032A、CPI5019A、CPI5027A,其余的17个控制点桩位标石均保存完好CPI控制网复测的作业方法、精度指标、使用仪器均按《铁路工程测量规范》中三等GPS网精度标准进行，其中二十里堡隧道CPI控制点按照二等网精度执行。东北东部铁路通道大连铁路枢纽改造工程SN2标段精测网复测成果报告中铁二十一局集团有限公司大连铁路枢纽改造工程SN2标段项目经理部46.1CPI复测组网实施遵循与设计单位建网时相同的构网原则，本次CPI控制网复测采用边联式构网，以大地四边形或三角形为基本构网图形组成线性带状网。CPI控制网交桩复测组网示意图复测组网观测执行的情况为：●作业前按要求进行仪器检校。对中设备采用精密对点器，对中精度小于1mm，在作业前及作业过程中对基座水准器、光学对点器进行检校，确保其状态正常。●观测严格执行调度计划，按规定时间进行同步观测作业。●使用7台双频GPS接收机（其中4台TrimbleSPS780，3台TrimbleR8）进行作业。采用同步静态观测模式，以CPI对点作为联结边，采用边联式构网。CPI形成大地四边形组成的带状网。●CPI同步观测时段数为1个，每时段同步观测大于60分钟，其中二十里堡隧道CPI东北东部铁路通道大连铁路枢纽改造工程SN2标段精测网复测成果报告中铁二十一局集团有限公司大连铁路枢纽改造工程SN2标段项目经理部5同步观测时段数为2个，每时段同步观测大于90分钟。●作业过程中，天线安置严格整平、对中。●卫星高度角设定为≥15°；数据采样间隔设定为15秒；同步观测有效卫星总数≥4颗。●每时段观测前后分别量取天线高，误差小于2mm，取两次平均值作为最终结果。●作业中使用对讲机，离GPS接收机10m以外。一个时段观测结束后，重新对中整平仪器，再进行第二时段的观测。●观测过程中按规定填写了观测手簿，对观测点名、仪器高、仪器号、时间、日期以及观测者姓名均进行详细记录。6.2CPI数据处理及精度分析CPI复测网基线解算采用广播星历，用LGO商用软件按静态相对定位模式进行双差固定解求解模式。外业观测结束后对观测基线进行处理和质量分析，检查基线质量是否符合规范要求。在对所有基线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CPI基线网的整体平差以获取本次复测CPI控制点的坐标成果。6.2.1CPI基线解算及精度分析a)基线向量异步环闭合差基线向量异步环闭合差也是检验基线向量网质量的一项重要技术指标。在解算出每一时段的CPI同步基线向量后，以三角形作为构环图形，在不同时段间组成异步基线环，并计算该异步环坐标分量闭合差。CPI基线向量异步环闭合差应符合下式规定：nWx3nWy3nWz3nWs33上式中，n为闭合环边数（n=3），σ为GPS基线向量弦长中误差（22)*1(5dmm）；d为实际环平均边长，单位km。本次CPI复测控制网异步环闭合差检验结果列于附件一。CPI复测的异步闭合环共53东北东部铁路通道大连铁路枢纽改造工程SN2标段精测网复测成果报告中铁二十一局集团有限公司大连铁路枢纽改造工程SN2标段项目经理部6个，闭合差最大的环是“CPI5033～CPI5038～CPI5040”，环线长度12378.2031m，环全长闭合差为20.81mm，环全长相对闭合差为1.68ppm。闭合差最小的环是“CPI5035～CPI5033～CPI5036”，环线长度3171.2667m，环全长闭合差为0.14mm，环全长相对闭合差为0.04ppm。通过对附件一进行查验，本标段此次CPI控制网复测基线向量所有异步环闭合差均满足规范限差要求，异步环闭合差检验合格。b)重复基线较差对于CPI基线边，同一边不同观测时段基线较差应满足ds≤22σmm。其中22)*1(5dmm；d为重复基线的长度，单位km。本次CPI复测控制网重复观测基线较差检验结果列于附件二。本次CPI复测重复基线较差最大的基线边是“CPI5040～CPI5037”，重复基线差为17.7948m，限差为18.2048mm；本次CPI复测重复基线较差最小的基线边是“CPI5043A～CPI5041A”，重复基线差为0.1672mm，限差为17.2702mm。通过对附件二进行查验，本标段此次控制网复测所有重复基线较差均满足规范限差要求，重复基线向量较差检验合格。6.2.2CPI平差及精度分析a)使用软件CPI的GPS控制网平差采用武汉大学的COSAGPS软件进行处理。b)基线网平差CPI控制网平差分步进行如下：●自由网平差：首先在WGS-84坐标系下，以CPI5030控制点为为位置基准进行CPI的GPS基线向量网的空间三维自由网平差，从而得到自由网平差后的各CPI点的WGS-84三维空间直角坐标，并检查GPS基线向量网本身的内符合精度，判定基线向量改正数是否满足规范限差要求。●约束网平差：CPI控制网三维无约束平差后，以CPI5044为固定点以CPI5044-CPI5023的方向进行一点一方向进行约束平差得出CPI5023的控制点坐标。根据坐标计算CPI5044-CPI5023的边长与设计的边长比较，计算边长相对中误差最小的为1/1433112,小于CPI控制网约束点间的边长相对中误差1/180000的要求。CPI5044、CPI5023可以作为CPI控制网的起算点。详见下表：东北东部铁路通道大连铁路枢纽改造工程SN2标段精测网复测成果报告中铁二十一局集团有限公司大连铁路枢纽改造工程SN2标段项目经理部7CPI5044-CPI5023边长相对中误差计算表点名X(m)Y(m)边长(m)边长相对中误差(1/A)边长相对中误差限差(1/A)设计CPI50444326474.6026497662.168741363.45