高速鐵路測(cè)量知識(shí).ppt

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高速鐵路測(cè)量知識(shí),CPⅢ測(cè)量技術(shù)依據(jù),《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》（TB10601-2009）；《客運(yùn)專線鐵路無(wú)碴軌道鋪設(shè)條件評(píng)估技術(shù)指南》（鐵建設(shè)[2006]158號(hào)）《精密工程測(cè)量規(guī)范》（GB/T15314-94）；《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》（GB12897-2006）；《全球定位系統(tǒng)（GPS）鐵路測(cè)量規(guī)程》（TB10054-97）；《時(shí)速200公里及以上鐵路工程基樁控制網(wǎng)（CPⅢ）測(cè)量管理辦法》（鐵建設(shè)[2008]80號(hào)）《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范鐵路工程測(cè)量控制網(wǎng)管理工作的通知》（鐵建設(shè)[2009]20號(hào)）《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)客運(yùn)專線建設(shè)質(zhì)量管理的指導(dǎo)意見》（鐵建設(shè)[2008]246號(hào)）,200km以上高速鐵路多采用無(wú)砟軌道,無(wú)砟軌道具有穩(wěn)定性好、維修量少的特點(diǎn),高鐵平面控制測(cè)量分級(jí)布網(wǎng)原則分四級(jí)布設(shè)1第一級(jí)為基礎(chǔ)框架平面控制網(wǎng)CP0，主要為全線（段）的線路平面控制測(cè)量提供坐標(biāo)框架基準(zhǔn)。2第二級(jí)為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)CPⅠ，主要為勘測(cè)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn)；3第三級(jí)為線路控制網(wǎng)CPⅡ，主要為勘測(cè)和施工提供控制基準(zhǔn)；4第四級(jí)為基樁控制網(wǎng)CPⅢ，主要為鋪設(shè)無(wú)砟軌道和運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供控制基準(zhǔn)。,高速鐵路控制網(wǎng)初識(shí),高速鐵路軌道的高平順性是如何實(shí)現(xiàn)的？,在鐵路軌道上高速行車，必須要求軌道具有高度的平順性，才能保證高速列車行車的安全和平穩(wěn)。高速鐵路軌道的高平順性，可以通過(guò)精測(cè)網(wǎng)CPI、CPII、CPIII、軌道的設(shè)計(jì)參數(shù)和軌道幾何狀態(tài)測(cè)量?jī)x(軌檢小車），通過(guò)粗調(diào)、精調(diào)等施工環(huán)節(jié)后實(shí)現(xiàn)。衡量軌道平順性的主要指標(biāo)，是無(wú)砟軌道的靜態(tài)平順度和軌道中心坐標(biāo)。這些參數(shù)可以用軌檢儀和CPIII網(wǎng)檢測(cè)出來(lái)。,高速鐵路軌道靜態(tài)平順度允許偏差,注：a為軌枕/扣件間距（m）,軌道幾何狀態(tài)測(cè)量?jī)x的概念,鐵路軌道幾何狀態(tài)測(cè)量?jī)x簡(jiǎn)稱軌檢儀，也叫軌道檢測(cè)小車，是一種通過(guò)CPIII控制網(wǎng)、智能型全站儀、傾角及軌距傳感器、軌道設(shè)計(jì)參數(shù)和專用測(cè)量軟件,能夠自動(dòng)檢測(cè)線路中心坐標(biāo)、軌頂高程和軌距、水平、高低、扭曲和軌向等軌道靜態(tài)參數(shù)，并自動(dòng)進(jìn)行記錄整理的智能化輕型軌道檢測(cè)設(shè)備。軌檢儀是一種全新的鐵路測(cè)量設(shè)備。,全站儀配合軌檢小車進(jìn)行軌道測(cè)量,軌檢儀的主要性能和測(cè)量精度要求,高速鐵路工程測(cè)量的新概念,鐵路工程獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)---高速鐵路工程測(cè)量平面坐標(biāo)系應(yīng)采用工程獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。邊長(zhǎng)投影在對(duì)應(yīng)的線路軌道設(shè)計(jì)高程面上，投影長(zhǎng)度的變形值不大于10mm/km。三網(wǎng)合一---高速鐵路工程測(cè)量的平面、高程控制網(wǎng)，按施測(cè)階段、施測(cè)目的及功能可分為勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)。為了保證勘測(cè)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)各階段平面和高程測(cè)量成果的一致性，應(yīng)該做到三網(wǎng)合一。也就是各階段平面控制測(cè)量應(yīng)以基礎(chǔ)框架平面控制網(wǎng)（CP0）為起算基準(zhǔn)，高程控制測(cè)量應(yīng)以線路水準(zhǔn)基點(diǎn)控制網(wǎng)為起算基準(zhǔn)。,精測(cè)網(wǎng)--包括平面和高程控制網(wǎng)。平面控制網(wǎng)分四級(jí)布設(shè)，第一級(jí)為框架控制網(wǎng)（CP0），第二級(jí)為基礎(chǔ)控制網(wǎng)（CPⅠ），第三級(jí)為線路控制網(wǎng)（CPⅡ），第四級(jí)為軌道控制網(wǎng)（CPⅢ）；高程控制網(wǎng)分二級(jí)布設(shè)，第一級(jí)為線路水準(zhǔn)基點(diǎn)控制網(wǎng)，第二級(jí)為CPIII高程控制網(wǎng)。框架平面控制網(wǎng)CP0---沿線路每50km布置一個(gè)CPO點(diǎn)，為GPS三維控制網(wǎng)，作為高速鐵路三網(wǎng)合一的平面坐標(biāo)基準(zhǔn)。CPO網(wǎng)最弱邊的相對(duì)中誤差≤1/1000000，必須采用精密星歷進(jìn)行基線的解算。,基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)CPⅠ--在基礎(chǔ)框架平面控制網(wǎng)（CP0）或國(guó)家高等級(jí)平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，沿線路走向布設(shè)，按GPS靜態(tài)相對(duì)定位原理建立，為線路平面控制網(wǎng)和軌道控制網(wǎng)CPⅢ起閉的基準(zhǔn)。CPI網(wǎng)點(diǎn)間距為4km，為GPS二等二維網(wǎng)，基線邊方向中誤差≤1.3″，最弱邊相對(duì)中誤差≤1/180000。,線路平面控制網(wǎng)CPⅡ--在基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPⅠ）上沿線路附近布設(shè)，為勘測(cè)、施工階段的線路平面測(cè)量和軌道控制網(wǎng)CPIII測(cè)量提供平面起閉基準(zhǔn)。CPII網(wǎng)點(diǎn)間距為400~800m，為GPS三等二維網(wǎng)（規(guī)范規(guī)定也可采用導(dǎo)線方法建網(wǎng)，但我認(rèn)為必須是符合在CPI上的導(dǎo)線網(wǎng)才行），基線邊方向中誤差≤1.7″，最弱邊相對(duì)中誤差≤1/100000。,軌道控制網(wǎng)CPⅢ--沿線路布設(shè)的三維控制網(wǎng)，平面起閉于基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPⅠ）或線路平面控制網(wǎng)（CPⅡ），高程起閉于線路水準(zhǔn)基點(diǎn)。一般在線下工程施工完成后施測(cè)，為無(wú)砟軌道鋪設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供基準(zhǔn)。CPIII網(wǎng)為智能型全站儀自由測(cè)站邊角交會(huì)的三維控制網(wǎng)，其點(diǎn)間距為縱向60m左右一對(duì)控制點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)的橫向間距為10~20m，CPIII的精度要求很高，要求相鄰點(diǎn)位的相對(duì)中誤差≤1mm。CPIII的網(wǎng)形、測(cè)量方法、控制點(diǎn)數(shù)量、控制網(wǎng)的使用和精度要求，06年前在我國(guó)都是聞所未聞的。,CPⅢ控制網(wǎng)區(qū)段----CPⅢ控制網(wǎng)獨(dú)立平差計(jì)算的控制網(wǎng)長(zhǎng)度。一條高速鐵路的CPⅢ控制網(wǎng)可分區(qū)段進(jìn)行平差計(jì)算。每一CPⅢ控制網(wǎng)的區(qū)段長(zhǎng)度不應(yīng)短于4km。CPⅢ棱鏡組件----軌道控制網(wǎng)CPIII控制點(diǎn)精確定位觀測(cè)的強(qiáng)制對(duì)中測(cè)量標(biāo)志，一般由預(yù)埋件、高程測(cè)量適配器、棱鏡連接適配件和反射棱鏡組成。CPⅢ平面網(wǎng)的縱橫向閉合差----CPⅢ點(diǎn)間沿線路方向和垂直線路方向的長(zhǎng)度閉合差，可用于評(píng)定CPIII平面網(wǎng)的外業(yè)觀測(cè)精度、探測(cè)CPIII網(wǎng)中觀測(cè)值的粗差等。,精密水準(zhǔn)測(cè)量--客運(yùn)專線鐵路無(wú)碴軌道工程測(cè)量中，用于測(cè)量CPIII網(wǎng)高程的等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量，其精度介于二等、三等水準(zhǔn)測(cè)量之間，高差中數(shù)偶然中誤差和全中誤差分別為2mm/km和4mm/km。自由測(cè)站邊角交會(huì)--在線路中線附近架設(shè)全站儀，測(cè)量線路兩側(cè)多對(duì)軌道控制網(wǎng)CPIII點(diǎn)的方向和距離，并聯(lián)測(cè)就近的CPI或CPII，以獲取軌道控制網(wǎng)CPIII平面坐標(biāo)的測(cè)量方法。自由設(shè)站--在線路中線附近架設(shè)全站儀，測(cè)量線路兩側(cè)多對(duì)軌道控制網(wǎng)CPIII點(diǎn)的方向和距離，以確定儀器中心點(diǎn)的平面和高程位置。常用在無(wú)砟軌道板和長(zhǎng)鋼軌的粗調(diào)和精調(diào)以及配合軌檢儀進(jìn)行軌道檢測(cè)。,各級(jí)控制網(wǎng)GPS設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求,各級(jí)控制網(wǎng)導(dǎo)線設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求,各級(jí)控制網(wǎng)高程網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求,CPⅡ點(diǎn)埋設(shè),橋梁段,隧道段,CPIII控制網(wǎng)相鄰測(cè)站形成的橫向閉合環(huán),,,,,CPIII控制網(wǎng)相隔測(cè)站形成的橫向閉合環(huán),,,CPIII控制網(wǎng)相鄰測(cè)站形成的縱向閉合環(huán),,,,CPIII控制網(wǎng)相隔測(cè)站形成的縱向閉合環(huán),,,高斯投影及其長(zhǎng)度變形,高斯投影變形的量值,距離的高程改化及其長(zhǎng)度變形,,距離高程改化引起的長(zhǎng)度變形,目前為達(dá)到投影長(zhǎng)度變形值不大于10mm/km所存在的問題,1.抵償面不是軌道面，會(huì)造成施工出來(lái)的結(jié)構(gòu)物與設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)物不完全一致；2.帶寬狹小，頻繁的換帶計(jì)算給設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)不便，也損失精測(cè)網(wǎng)CPI的精度；3.里程是平面里程，而不是線路的坡面里程；4.10mm/km是系統(tǒng)誤差，用這樣的CPI和CPII約束CPIII，將較大地降低CPIII的實(shí)際測(cè)量精度，同時(shí)導(dǎo)致CPIII網(wǎng)的置平平差計(jì)算無(wú)法實(shí)現(xiàn)；5.因此研究小變形、無(wú)換帶計(jì)算、投影面為軌道面的CPI數(shù)據(jù)處理方法非常有必要。,CPIII平面控制網(wǎng)的測(cè)量網(wǎng)形（1）,每個(gè)CPIII測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)均有三個(gè)測(cè)站點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行方向、斜距和豎直角觀測(cè)。,CPIII平面控制網(wǎng)的測(cè)量網(wǎng)形（2）,測(cè)站間距為120m時(shí)，CPⅢ平面控制網(wǎng)測(cè)量網(wǎng)形示意圖如下圖所示。,,CPIII平面控制網(wǎng)的測(cè)量網(wǎng)形（3）,測(cè)站間距為60m時(shí)，CPⅢ平面控制網(wǎng)測(cè)量網(wǎng)形示意圖如下圖所示。,,CPIII平面控制網(wǎng)的測(cè)量網(wǎng)形（4）,采用測(cè)站間距120m的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)形測(cè)量過(guò)程中如某CPⅢ點(diǎn)由于障礙物被擋，可以考慮采用由測(cè)站間距120m轉(zhuǎn)測(cè)站間距60m的測(cè)量網(wǎng)形，如下圖所示。,,CPIII平面控制網(wǎng)的測(cè)量網(wǎng)形（5）,在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，如果CPⅠ或者CPⅡ點(diǎn)離線路較遠(yuǎn)，可以在線路外合適位置設(shè)置輔助點(diǎn)，在輔助點(diǎn)上架設(shè)儀器，觀測(cè)臨近的CPⅢ點(diǎn)和CPⅠ或者CPⅡ點(diǎn)。此時(shí)其測(cè)量網(wǎng)形示意圖如下圖所示。,,德國(guó)CPIII專用測(cè)量標(biāo)志（不包括棱鏡的價(jià)格為4000元）,連接件,預(yù)埋件,棱鏡適配器,棱鏡,西南交通大學(xué)研制的CPIII測(cè)量標(biāo)志（不包括棱鏡的每套價(jià)格為150元）,保護(hù)蓋（左）與預(yù)埋件（右）,LeicaGRP121棱鏡配套使用的棱鏡桿,高程桿,西南交通大學(xué)CPIII測(cè)量標(biāo)志的使用方法（1）,1：安裝筒已經(jīng)安裝到墻面后的實(shí)物照片,西南交通大學(xué)CPIII測(cè)量標(biāo)志的使用方法（2）,2：棱鏡連接桿安裝到安裝筒后的實(shí)物照片,3：完整的CPIII點(diǎn)平面測(cè)量標(biāo)志安裝照片,西南交通大學(xué)CPIII測(cè)量標(biāo)志的使用方法（3）,5：水準(zhǔn)尺在水準(zhǔn)測(cè)量桿上立尺的實(shí)物照片,4：水準(zhǔn)測(cè)量桿安裝到安裝筒后的實(shí)物照片,CPIII測(cè)量的專用棱鏡—Leica公司的精密棱鏡,CPIII平面控制網(wǎng)的特點(diǎn)（1）,控制點(diǎn)數(shù)量眾多。沿線路方向通常每公里有16對(duì)即32個(gè)控制點(diǎn)；精度要求高。每個(gè)控制點(diǎn)與相鄰5個(gè)控制點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差均要求小于1mm；控制的范圍長(zhǎng)。線路有多長(zhǎng)，控制網(wǎng)的長(zhǎng)度就有多長(zhǎng)；是一個(gè)平面和高程位置共點(diǎn)的三維控制網(wǎng)。目前CPⅢ三維網(wǎng)平面和高程是分開測(cè)量后合并形成共點(diǎn)的三維網(wǎng)，但其使用時(shí)卻是平面和高程同時(shí)使用；控制點(diǎn)位置、CPⅢ測(cè)量標(biāo)志，較傳統(tǒng)控制測(cè)量有很大不同。控制點(diǎn)通常設(shè)置在接觸網(wǎng)桿上（路基部分）、防撞墻上（橋梁部分）和圍巖上（隧道部分）CPⅢ測(cè)量標(biāo)志通常由永久性的預(yù)埋件、平面測(cè)量桿、高程測(cè)量桿和精密棱鏡組成；,CPIII平面控制網(wǎng)的特點(diǎn)（2）,CPⅢ平面網(wǎng)是一個(gè)邊角控制網(wǎng)，但其測(cè)量方法較傳統(tǒng)邊角網(wǎng)測(cè)量有很大差異。傳統(tǒng)的邊角網(wǎng)測(cè)量?jī)x器都是架設(shè)在控制點(diǎn)上進(jìn)行觀測(cè)，距離必須進(jìn)行往返觀測(cè)，但CPⅢ平面網(wǎng)卻采用自由設(shè)站進(jìn)行邊角交會(huì)測(cè)量，而其距離只能進(jìn)行單程觀測(cè)；CPⅢ控制網(wǎng)測(cè)量的儀器均采用高精度和自動(dòng)化程度高的電子測(cè)量?jī)x器。其平面網(wǎng)測(cè)量要求全站儀具有電子驅(qū)動(dòng)、目標(biāo)自動(dòng)搜索和操作系統(tǒng)功能的測(cè)量機(jī)器人（如LeicaTCA2003和TCRA1201、TrimbleS6和S8系列全站儀等）；高程測(cè)量一律采用電子水準(zhǔn)儀（如TrimbleDiNi12、LeicaDNA03等）；測(cè)站和測(cè)點(diǎn)均強(qiáng)制對(duì)中，測(cè)點(diǎn)標(biāo)志要求具有互換性和重復(fù)安裝性，X、Y、Z三維互換性和重復(fù)安裝性誤差要求小于0.3mm；,CPIII平面控制網(wǎng)的特點(diǎn)（3）,圖形規(guī)則對(duì)稱，多余觀測(cè)數(shù)多，可靠性強(qiáng)；是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的帶狀控制網(wǎng)，其縱向精度高、橫向精度略差?？刂凭W(wǎng)的使用較傳統(tǒng)方法有很大不同。首先是采用自由測(cè)站后方邊角交會(huì)測(cè)量的方式確定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后用三維極坐標(biāo)測(cè)量的方式進(jìn)行無(wú)砟軌道板和長(zhǎng)鋼軌的粗調(diào)、精調(diào)和精測(cè)以及軌道的維護(hù)管理等。CPIII的三維坐標(biāo)點(diǎn)，是一個(gè)虛擬的控制點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的位置是CPIII目標(biāo)組件中棱鏡的幾何中心。水準(zhǔn)尺是無(wú)法立在CPIII高程所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)上進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。,CPIII測(cè)量標(biāo)志的埋設(shè)位置---路基上（1）,,CPIII測(cè)量標(biāo)志的埋設(shè)位置---橋梁上（2）,CPIII測(cè)量標(biāo)志的埋設(shè)位置---隧道中（3）,太中銀鐵路CPIII0158316測(cè)量標(biāo)志嚴(yán)禁破壞,點(diǎn)號(hào)標(biāo)牌制作點(diǎn)號(hào)標(biāo)志字號(hào)應(yīng)采用統(tǒng)一規(guī)格字模，字高為6cm的正楷字體刻繪。點(diǎn)號(hào)銘牌白色抹底規(guī)格為40cm30cm，紅色油漆應(yīng)注明工程線名簡(jiǎn)稱，CPⅢ編號(hào)，嚴(yán)禁破壞，每行居中排列，如下圖所示。嚴(yán)禁采用手寫標(biāo)識(shí)。,CPⅢ標(biāo)識(shí)牌,南廣鐵路CPIII0158316測(cè)量標(biāo)志嚴(yán)禁破壞,南廣鐵路CPIII0158316測(cè)量標(biāo)志嚴(yán)禁破壞,CPⅢ點(diǎn)編號(hào)原則里程增大方向軌道左側(cè)的標(biāo)記點(diǎn)，末位編號(hào)為奇數(shù)，里程增大方向軌道右側(cè)的標(biāo)記點(diǎn)，末位編號(hào)為偶數(shù)。丟失或破壞后補(bǔ)埋點(diǎn)，新點(diǎn)號(hào)在原點(diǎn)號(hào)末位加“B”以示區(qū)別。,點(diǎn)位流水號(hào),,,,CPIII,連續(xù)里程,CPIII平面控制網(wǎng)的平差計(jì)算方法,1.CPIII平面控制網(wǎng)的自由網(wǎng)平差，觀察水平方向和距離觀測(cè)值改正數(shù)、驗(yàn)后單位權(quán)中誤差的大小，這些指標(biāo)反映CPIII網(wǎng)實(shí)際的測(cè)量精度；2.CPIII平面控制網(wǎng)的約束平差，約束點(diǎn)為自由測(cè)站聯(lián)測(cè)的CPI或CPII點(diǎn)，這是目前各單位普遍采用的CPIII網(wǎng)平差方法；3.CPIII平面控制網(wǎng)的置平平差，就是把CPIII自由網(wǎng)與聯(lián)測(cè)的CPI、CPII點(diǎn)，在不改變CPIII網(wǎng)尺度的前提下，很好地套合在一起，使自由測(cè)站聯(lián)測(cè)的CPI、CPII點(diǎn)，與原CPI、CPII點(diǎn)的殘差最小。這是德國(guó)的CPIII數(shù)據(jù)處理方法，在我國(guó)不適用，原因是CPI、CPII有長(zhǎng)度變形，而CPIII沒有，因此無(wú)法完全套合。置平實(shí)質(zhì)上是CPI、CPII與CPIII自由網(wǎng)的三參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。,什么是軌道精細(xì)調(diào)整？,軌道精細(xì)調(diào)整分就位、粗調(diào)和精調(diào)。也就是首先確定線路中線位置，再進(jìn)行軌面高程、線間距等粗調(diào)，最后進(jìn)行軌距、軌向、高低、水平（超高）及相關(guān)變化率精調(diào)。施工單位在無(wú)砟軌道混凝土澆筑或乳化瀝青水泥砂漿墊層灌注前，復(fù)核檢查確認(rèn)軌道幾何尺寸，確認(rèn)無(wú)誤后方可澆注混凝土或?yàn)r青砂漿；長(zhǎng)軌鋪設(shè)后應(yīng)立即進(jìn)行軌道幾何尺寸測(cè)量，按實(shí)施方案進(jìn)行軌道精調(diào)。,無(wú)砟軌道精調(diào)中作業(yè)中全站儀后方交會(huì)示意圖,,后方交會(huì)注意事項(xiàng)1、兩點(diǎn)測(cè)邊后方交會(huì)，一般交會(huì)角應(yīng)控制在30～150之間。2、只測(cè)角度可能出現(xiàn)危險(xiǎn)圓，角度和距離同測(cè)不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)圓。3、未知點(diǎn)盡量選在已知三角形內(nèi)。,邊角后方交會(huì)后方交會(huì)就是僅在待定點(diǎn)P上設(shè)站，觀測(cè)至少兩個(gè)已知點(diǎn)，得到觀測(cè)角及距離，從而計(jì)算待定點(diǎn)P的坐標(biāo)。由于這種方法只架設(shè)一次儀器，故在工程測(cè)量放樣中經(jīng)常用到。已知A（XA，YA）B（XB，YF），P點(diǎn)為未知點(diǎn)，在P點(diǎn)架設(shè)全站儀，測(cè)得P點(diǎn)至A，B點(diǎn)的距離分別為a，b,角度為β，γ，PA與PB兩方向的水平夾角為α，則由A，B兩點(diǎn)的坐標(biāo)反算可得AB直線坐標(biāo)方位角為:,,,角度后方交會(huì)待定點(diǎn)P安置經(jīng)緯儀，觀測(cè)水平角α,β,γ,檢查角θ危險(xiǎn)圓——不在一直線上3點(diǎn)A，B，C構(gòu)成的圓P點(diǎn)位于危險(xiǎn)圓上時(shí)，無(wú)法確定選P點(diǎn)時(shí)，應(yīng)避免使P點(diǎn)位于危險(xiǎn)圓上,待定點(diǎn)P坐標(biāo)式中系數(shù)值,高速鐵路高程控制網(wǎng)的布設(shè),高速鐵路的高程控制測(cè)量分為勘測(cè)高程控制測(cè)量、水準(zhǔn)基點(diǎn)高程測(cè)量、CPⅢ控制點(diǎn)高程測(cè)量。各級(jí)高程控制測(cè)量等級(jí)及布點(diǎn)要求應(yīng)按下表的要求執(zhí)行。高程控制網(wǎng)級(jí)別測(cè)量等級(jí)點(diǎn)間距勘測(cè)高程控制測(cè)量二等或四等≤2km水準(zhǔn)基點(diǎn)高程控制測(cè)量二等水準(zhǔn)測(cè)量≤2km深埋水準(zhǔn)高程控制測(cè)量二等水準(zhǔn)測(cè)量≤20km基巖水準(zhǔn)高程控制測(cè)量二等水準(zhǔn)測(cè)量≤100kmCPIII高程控制測(cè)量精密水準(zhǔn)測(cè)量≤70m,困難地區(qū)二等高程控制網(wǎng)的布設(shè),目前，由于在山區(qū)和跨江、河地區(qū)二等水準(zhǔn)測(cè)量困難或根本無(wú)法實(shí)施，所以高速鐵路的高程控制先建立四等的勘測(cè)高程控制網(wǎng)，待條件成熟后或線下工程完成后，再施測(cè)二等高程控制網(wǎng)。這樣做的缺點(diǎn)一是重復(fù)測(cè)量，二是線下和線上工作的高程基準(zhǔn)不一致。通過(guò)中鐵咨詢和西南交大的合作研究，已經(jīng)掌握在山區(qū)和跨江、河地區(qū)，采用測(cè)量機(jī)器人進(jìn)行二等高程控制測(cè)量的核心技術(shù)，這樣在線路方案穩(wěn)定后，就可施測(cè)線路水準(zhǔn)基點(diǎn)高程測(cè)量，而不需要先進(jìn)行勘測(cè)高程測(cè)量。,CPIII高程控制網(wǎng)的測(cè)量網(wǎng)形（1）---矩形法,CPⅢ高程網(wǎng)測(cè)量方法形成的四邊形閉合環(huán)（圖中空心箭頭組成的圖形）為規(guī)則的矩形，因此簡(jiǎn)稱此方法為矩形法。矩形法CPⅢ高程網(wǎng)測(cè)量可只進(jìn)行單程觀測(cè)。,,矩形法CPIII高程網(wǎng)形成的閉合網(wǎng)形情況,矩形法水準(zhǔn)測(cè)量閉合環(huán)的情況如下圖所示。其中，箭頭方向?yàn)楦卟顐鬟f方向。由圖可知，每相鄰兩對(duì)CPⅢ點(diǎn)均構(gòu)成獨(dú)立的矩形閉合環(huán)，方便形成閉合差檢核，可靠性高。,,矩形法CPIII高程網(wǎng)測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn),1.矩形法CPⅢ高程網(wǎng)測(cè)量只涉及后視和前視，符合我國(guó)傳統(tǒng)水準(zhǔn)測(cè)量習(xí)慣，并且有相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范指導(dǎo)。2.各對(duì)CPⅢ點(diǎn)均在相鄰的兩個(gè)矩形閉合環(huán)中形成高差閉合差檢核條件，因此該方法探測(cè)粗差的能力強(qiáng)、可靠性高。3.該方法所測(cè)的各測(cè)段高差均為獨(dú)立觀測(cè)值，便于控制網(wǎng)的嚴(yán)密平差計(jì)算。4.由于只進(jìn)行單程測(cè)量，跑尺人所走距離較德國(guó)中視法大大減少，因此該方法觀測(cè)效率較德國(guó)中視法高。,CPIII高程控制網(wǎng)的測(cè)量網(wǎng)形（2）---德國(guó)方法,德國(guó)中視法CPⅢ高程網(wǎng)觀測(cè)采用往返觀測(cè)的方式進(jìn)行，其水準(zhǔn)路線如下圖所示。,,往測(cè)返測(cè),德國(guó)方法CPIII高程網(wǎng)形成的閉合網(wǎng)形情況,德國(guó)中視法往返測(cè)高差及其所形成的閉合環(huán)情況如下圖所示。其中單箭頭為往測(cè)高差，雙箭頭為返測(cè)高差，箭頭方向?yàn)楦卟畹膫鬟f方向。,,德國(guó)方法CPIII高程網(wǎng)測(cè)量方法的缺點(diǎn),1.我國(guó)的一等到四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范，均沒有使用中視法高程控制測(cè)量的先例。這種方法常用于線路的縱、橫斷面測(cè)量和地形圖的碎部測(cè)量，屬于較低精度的高程測(cè)量，因此德國(guó)中視法不符合我國(guó)傳統(tǒng)高程控制測(cè)量的習(xí)慣，因而也沒有相應(yīng)的規(guī)范指導(dǎo)其測(cè)量作業(yè)。2.德國(guó)方法雖然進(jìn)行了獨(dú)立的往返觀測(cè)，但僅在CPⅢ點(diǎn)對(duì)的一條對(duì)角線上形成對(duì)向觀測(cè)，其他CPⅢ點(diǎn)間高差卻仍是單向高差，這樣各CPⅢ點(diǎn)間的高差精度顯然是不均勻的；而且所形成的閉合環(huán)中既有對(duì)向觀測(cè)的高差又有單向觀測(cè)的高差，這樣同一個(gè)環(huán)中各高差觀測(cè)值的精度也是不均勻的。,3.中視法測(cè)量相當(dāng)于是一個(gè)后視多個(gè)前視，如果后視出現(xiàn)問題就會(huì)導(dǎo)致多個(gè)測(cè)段高差也出現(xiàn)問題；此外由于是一后視多前視，這樣同一個(gè)測(cè)站的多個(gè)高差觀測(cè)值就不是獨(dú)立觀測(cè)值，而是相關(guān)觀測(cè)值，其權(quán)陣應(yīng)為非對(duì)角陣，給其后的網(wǎng)嚴(yán)密平差計(jì)算提出了新的要求。4.測(cè)量效率低、成本高。,CPIII高程網(wǎng)建網(wǎng)測(cè)量的最新方法—基于自由測(cè)站觀測(cè)值的CPIII三角高程網(wǎng),根據(jù)CPⅢ平面網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)和特點(diǎn)可知，由CPⅢ平面網(wǎng)中的測(cè)站到目標(biāo)點(diǎn)的斜距和測(cè)站到目標(biāo)點(diǎn)的豎直角觀測(cè)值，可以按照三角高程測(cè)量的原理，計(jì)算出自由測(cè)站點(diǎn)到CPⅢ目標(biāo)點(diǎn)的高差，而且各自由測(cè)站到各CPⅢ點(diǎn)的這些高差可以組成CPⅢ三角高程網(wǎng)；也可以由自由測(cè)站到各CPⅢ點(diǎn)的這些高差，計(jì)算相鄰CPⅢ點(diǎn)間的高差，再組成CPⅢ三角高程網(wǎng)，最后進(jìn)行CPIII三角高程網(wǎng)的平差計(jì)算。,CPIII三角高程網(wǎng)的原理,用測(cè)站點(diǎn)到各CPⅢ點(diǎn)間的高差，進(jìn)一步計(jì)算出相鄰兩CPⅢ點(diǎn)間的高差，然后再組成CPⅢ三角高程網(wǎng)。根據(jù)一個(gè)自由測(cè)站的觀測(cè)值，可計(jì)算出的相鄰CPⅢ點(diǎn)間的三角高差有16個(gè)，單個(gè)自由測(cè)站形成的三角高程網(wǎng)情況見下圖所示。,CPIII三角高程網(wǎng)的原理,多個(gè)自由測(cè)站形成的CPⅢ三角高程網(wǎng)圖形見下圖所示。由于每個(gè)CPⅢ點(diǎn)都有三個(gè)測(cè)站對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)，因此用測(cè)站點(diǎn)與CPⅢ點(diǎn)間的高差，計(jì)算得到的相鄰兩CPⅢ點(diǎn)間高差，存在同名高差，即每?jī)蓚€(gè)相鄰CPⅢ點(diǎn)間均有兩個(gè)或三個(gè)高差觀測(cè)值。,CPIII三角高程網(wǎng)的精度,水準(zhǔn)網(wǎng)與三角高程網(wǎng)的平差成果比較統(tǒng)計(jì)表,（1）代表水準(zhǔn)網(wǎng)平差成果；（2）代表三角高程網(wǎng)一期平差成果；（3）代表三角高程網(wǎng)二期平差成果；,CPIII三角高程網(wǎng)的精度,水準(zhǔn)網(wǎng)與三角高程網(wǎng)的驗(yàn)前驗(yàn)后精度統(tǒng)計(jì)表,CPIII三角高程網(wǎng)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn),1.基于CPⅢ平面網(wǎng)的自由測(cè)站觀測(cè)值，構(gòu)建CPⅢ三角高程網(wǎng)，是完全是可行的，其平差成果可以取代CPⅢ水準(zhǔn)網(wǎng)，作為CPⅢ高程網(wǎng)的高程成果；2.按照我們建議的CPⅢ測(cè)量精度指標(biāo)，進(jìn)行自由測(cè)站的外業(yè)測(cè)量和CPⅢ三角高程網(wǎng)的內(nèi)業(yè)平差計(jì)算，其成果精度可以滿足CPⅢ高程網(wǎng)的要求；3.基于CPⅢ平面網(wǎng)自由測(cè)站觀測(cè)值的CPⅢ三角高程網(wǎng)，可以不再進(jìn)行單獨(dú)的外業(yè)測(cè)量，又能取代CPⅢ水準(zhǔn)網(wǎng)，因此減少了CPⅢ網(wǎng)水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)工作，對(duì)提高工效、減少CPⅢ網(wǎng)建網(wǎng)測(cè)量的成本，具有非常重要的意義，經(jīng)濟(jì)效益顯著；4.利用CPⅢ平面網(wǎng)自由測(cè)站觀測(cè)值構(gòu)建CPⅢ三角高程網(wǎng)的技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外是首創(chuàng)，是一項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術(shù)，本課題的研究成果具有較大的社會(huì)效益；,CPIII平面控制網(wǎng)的測(cè)量?jī)x器---帶馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)目標(biāo)照準(zhǔn)ATR功能和操作系統(tǒng)的智能型全站儀,智能型全站儀的特點(diǎn)---激光對(duì)中（1）,智能型全站儀的特點(diǎn)---電子氣泡（2）,智能型全站儀的特點(diǎn)---無(wú)棱鏡測(cè)距（3）,智能型全站儀的特點(diǎn)---導(dǎo)向光裝置（4）,智能型全站儀的特點(diǎn)---馬達(dá)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)照準(zhǔn)功能（5）,智能型全站儀的特點(diǎn)---鎖定跟蹤測(cè)量Tracking（6）,智能型全站儀的特點(diǎn)---遙控測(cè)量（6）,智能型全站儀的特點(diǎn)---遙控測(cè)量（6）,智能型全站儀的特點(diǎn)---自動(dòng)調(diào)焦（7）,Topcon公司在其GTS-600系列里推出了自動(dòng)調(diào)焦功能，操作員只需將望遠(yuǎn)鏡上的瞄準(zhǔn)鏡大致對(duì)準(zhǔn)棱鏡，按下目鏡旁邊的AF(AutoFocus)鍵，儀器就會(huì)主動(dòng)尋找目標(biāo)點(diǎn)并自動(dòng)調(diào)焦到目標(biāo)棱鏡上，省去手工調(diào)焦時(shí)間，提高作業(yè)效率。,智能型全站儀的特點(diǎn)---操作系統(tǒng)（8）,全站儀從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)就是一臺(tái)帶有多種傳感器的計(jì)算機(jī)，具有觀測(cè)、記錄、計(jì)算、傳輸?shù)哪芰?。為了進(jìn)一步增強(qiáng)全站儀的功能，提高全站儀使用的方便性，新型全站儀中開始嵌入操作系統(tǒng)。目前較多采用的是MS-DOS操作系統(tǒng)，如Topcon、Nikon、Zeiss等全站儀的中高端產(chǎn)品，最新的Topcon-700系列采用了WindowsCE，而Leica的1200系列則采用了Vax嵌入式操作系統(tǒng)。MS-DOS的特點(diǎn)是界面簡(jiǎn)單，運(yùn)行速度較快；而WindowsCE是Windows操作系統(tǒng)的簡(jiǎn)化版，支持真彩色圖形顯示和多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)配件(如藍(lán)牙設(shè)備等)，與通用計(jì)算機(jī)的兼容性強(qiáng)，易于自行開發(fā)適用的機(jī)載軟件。,CPIII高程控制網(wǎng)的測(cè)量?jī)x器---電子水準(zhǔn)儀（1）,美國(guó)天寶公司的DINI系統(tǒng)電子水準(zhǔn)儀,瑞士徠卡公司的DNA系統(tǒng)電子水準(zhǔn)儀,CPIII高程控制網(wǎng)的測(cè)量?jī)x器---條碼水準(zhǔn)尺（4）,結(jié)束,