北京轨道交通房北线地面控制网复测实施

［作者简介］ 付晨（１９９３—），男，山东德州人，硕士研究生，工程师，从事工程测量等相关工作。
Ｅｍａｉｌ：８４９９８９９６１＠ｑｑ．ｃｏｍ
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北京测绘
第 ３５卷 第 ６期
根据现 场 观 测 情 况，具 体 外 业 时 段 统 计 如 表 １所示。
表 １ 实际观测时段统计
时段名 第一时段 第二时段 第三时段 第四时段 第五时段
±８
注：ｎ为导线的角度个数。
编号 １ ２ ３ ４ ５ ６
表 ５ 分段附合、闭合导线精度指标统计表
分段附合、闭合导线
导线长度 ／ｋｍ
ＦＢＧ０１ＦＢＧ０２～ＦＢＧ０２ＦＢＧ０３
１．５
ＦＢＧ０１ＦＢＧ０２～ＦＢＧ０５ＦＢＧ０６
３．６
ＦＢＧ０６ＦＢＧ０５～ＦＢＧ０９ＦＢＧ１０
４．３
ＦＢＧ１０ＦＢＧ０９～ＦＢＧ１３ＦＧＢ１４
第 ３５卷 第 ６期 ２０２１年 ６月
北京测绘 ＢｅｉｊｉｎｇＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇ
Ｖｏｌ．３５ Ｎｏ．６ Ｊｕｎｅ２０２１
引文格式：付晨，郭润志，张新伟，等．北京轨道交通房北线地面控制网复测实施［Ｊ］．北京测绘，２０２１，３５（６）：８０５８０９．
Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｍａｔ：ＦＵＣｈｅｎ，ＧＵＯＲｕｎｚｈｉ，ＺＨＡＮＧＸｉｎｗｅｉ，ｅｔａｌ．ＴｈｅＲｅｔｅｓｔｏｆＧｒｏｕｎｄＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔｗｏｒｋｏｆＢｅｉＪｉｎｇＲａｉｌＴｒａｎ ｓｉｔＦａｎｇＢｅｉＬｉｎｅ［Ｊ］．ＢｅｉｊｉｎｇＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇ，２０２１，３５（６）：８０５８０９． ＤＯＩ：１０．１９５８０／ｊ．ｃｎｋｉ．１００７３０００．２０２１．０６．０２１
图 ２ 两期 ＧＰＳ点坐标差值对比图
第 ３５卷 第 ６期
付晨，郭润志，张新伟，等．北京轨道交通房北线地面控制网复测实施
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３ 导线控制网测量
３．１ 网形设计 本次精密导线网复测是以之前控制网为基 础，根据实际情况进行适当调整。由于城市建设 的发展，原网中部分点位被破坏。导线网中被破 坏的导线点，我们在原点位附近补充了新测点。 精密导线网如图 ３所示。
站点名 ＦＢＧ０１ ＦＢＧ０２ ＦＢＧ０３ ＦＢＧ０４ ＦＢＧ０５ ＦＢＧ０６ ＦＢＧ０７ ＦＢＧ０８ ＦＢＧ０９ ＦＢＧ１０ ＦＢＧ１１ ＦＢＧ１２ ＦＢＧ１３ ＦＢＧ１４ ＦＢＧ１５ ＦＢＧ１６
表 ３ 点位中误差统计表
单位：ｍ
中误差 Ｘ 中误差 Ｙ 点位中误差
０．０００９ ０．０００９
０．００２７
２ 卫星定位控制网测量
站与既有 １０号线换乘，丰益桥南站与在建 １６号 线换乘，并在丰益桥南站预留远期延伸条件。房 北线将于 ２０２０年底顺利开通，加强了房山与中心 城区的交通联系，更好地带动沿线地区的发展建 设，同时也为“决战脱贫攻坚”，“十三五”规划收 官的 ２０２０年奠定坚实的基建基础。
２．１ 网形设计 此次控制测量按照设计要求，沿规划线路观 测 ＧＰＳ控 制 点 １６个 （图 １），编 号 为 ＦＢＧ０１～ ＦＢＧ１６。其中英文字母“ＦＢ”表示轨道交通房北线 工程，“Ｇ”表示 ＧＰＳ。外业数据采集工作采用 ７台 Ｌｅｉｃａ全球导航卫星系统（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌ
北京轨道交通房北线地面控制网复测实施
付 晨 郭润志 张新伟 金 奎 刘俊明 赵 硕
（北京市地质工程勘察院，北京 １０００００）
［摘 要］ 地面控制网的定期复测工作对于城市轨道交通建设非常重要，结合北京市轨道交通房山线 北延工程地面控制网的工程实例，介绍了首级卫星定位控制网、精密导线网、高程控制网的实施方案和技术 要求，得到了最新的复测成果。通过两期复测成果的对比，对控制点的使用和更新提出合理建议。
１ 测量坐标系统及起算控制点
１．１ 采用的坐标系统
ｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ，ＧＮＳＳ）双 频 双 星 接 收 机 作 业，共 架 设 １６个待定点，３个已知点。
本工程测量使用的平面、高程系统为北京地
方坐标系和北京地方高程系。
１．２ 起算控制点选取
本次复 测 起 算 点 均 与 初 测 一 致。 房 北 线 沿
导线网 两 期 测 量 的 点 位 较 差 的 允 许 值 （限
差）取二倍点位较差中误差，即
Ｐ限 ＝２ｍΔＰ
（２）
而
槡 ｍΔＰ ＝ ｍ２Ｐ１＋ｍ２Ｐ２
（３）
式中，ΔＰ限 为点位较差的限差；ｍΔＰ为二倍点位较
差中误差；ｍｐ１导 线 原 测 网 中 最 弱 点 的 点 位 中 误
差；ｍｐ２为导线复测网中相应点的点位中误差。
２．４．２ 二维约束平差 在二维约束平差前对已知点进行可靠性检 验，对参与 约 束 平 差 的 已 知 点 进 行 分 析 和 筛 选， 选择北天堂（Ｎ０６１）、新发地桥东（Ｎ０５２）、正阳桥 东（Ｎ０６３）三个已知控制点作为起算点进行二维 约束平差及精度评定，并输出北京地方坐标系的 坐标以及相关的中误差精度信息［８］。 二维无约束平差结果见表 ３。通过表 ３中的 数据，可以看出，本次 ＧＰＳ测量最大点位误差为 ４．９ｍｍ，符 合 《城 市 轨 道 交 通 工 程 测 量 规 范》 ３２２要求。
交通工程测量规范》（ＧＢ５０３０８—２０１７）中的相关规
定执行，测量的主要技术指标如表 ６所示。
图 ４ 地面高程控制点点位布设图
表 ６ 城市轨道交通水准测量主要技术要求
等级 一等
每千米高差中数中误差 ／ｍｍ 偶然中误差 ＭΔ 全中误差 ＭＷ
±１
±２
环线或附合水准 水准仪 线路最大长度 ／ｋｍ 等级 水准尺 观测次数
４００
铟瓦尺或 往返测 ＤＳ１
条码尺 各一次
往返较差、附合或 环线闭合差 ／ｍｍ
两期导线网控制点的点位较差的限差为
ΔＰ≤ΔＰ限
（４）
按相关规范及计算取 ｍＰ１ ＝ ｍＰ２ ＝±１５ｍｍ，
代入公式计算得 ｍΔＰ ＝±２１．２ｍｍ，ΔＰ限 ＝４２．４ｍｍ。
ＦＢＤ０４ＦＢＤ０５，ＦＢＤ０７ＦＢＤ１２由于道路翻修遭到
破坏，其余各点两期测量坐标较差绝对值均小于
等于 １５ｍｍ，满足规范要求。
图 ３ 房山线北延导线控制复测网
３．２ 技术要求 精密导线测量按《城市轨道交通工程测量规 范》（ＧＢ／Ｔ５０３０８—２０１７）精密导线的技术要求作 业，其测量主要技术指标如表 ４所示。
３．３ 数据处理
内业数据处理，采用清华山维平差软件进行 严密平差。精密导线网整体平差后，最大点位误差 ±２ｍｍ，最大点间误差 ±０．８ｍｍ，最大边长比例误 差 １／２５８０４９，均满足规范要求。全网共形成 ６段
２０１５轨 道 建 设 网 中 线 路，该 线 与 房 山 线、９号 线
水准点以Ⅰ京良 ６新，（４）１２９，（４）９５新３个
贯通。线路全长约 ５．２ｋｍ，设置樊羊路、四环路、 北京一、二等水准点作为起算点。
首 经 贸、丰 益 桥 南 ４ 座 车 站，平 均 站 间 距 约 １．５ｋｍ，其中首经贸、丰益桥南为换乘站，首经贸
线有菜户营（Ｎ０５３）、北天堂（Ｎ０６１）、新发地桥东
（Ｎ０５２）、正阳 桥 东 （Ｎ０６３）四 个 由 北 京 市 测 绘 设
计研究院提供的 Ｃ级全球定位系统（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉ ｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ＧＰＳ）已知控制点。经现 场 踏 勘，
图 １ 房山线北延卫星定位控制复测网
［收稿日期］ ２０２００９１５
差 ／ｍｍ 差 ／ｍｍ
２ ±１２ ±１０ １／１０００００ ≤５０ ≤２５
２．３ 基线处理 观测数据的处理采用 ＬＥＩＣＡＧｅｏｏｆｆｉｃｅ７．０软 件，本次 ＧＰＳ基线向量的解算采用多站、多时段 自动处理的方法进行［１］。同一级别的 ＧＰＳ网，根 据基线长度不同，采用不同的数据处理模型。为 了提高精 度 和 可 靠 性，基 于 数 据 质 量 情 况，所 有 基线均采 用 双 差 相 位 观 测 值 和 双 差 固 定 解［２３］。 ＧＰＳ控制网 外 业 观 测 的 全 部 数 据 经 同 步 环 闭 合 差、异步环 闭 合 差 及 复 测 基 线 较 差 三 项 检 核，并 满足《城市轨道交通工程测量规范》（ＧＢ５０３０８— ２０１７）规定的各项要求［４５］。 ２．４ 平差计算 ２．４．１ 三维无约束平差 在各项质量检核符合要求后，以所有独立基 线组成闭合图形，以三维基线向量及其相应方差 协方差阵作为观测信息，以 １个点的 ＷＧＳ８４系 的三维坐标作为起算依据，在 ＷＧＳ８４坐标系中 进行三维无约束平差。第 １次网平差往往不能 完全符合要求，根据软件特性，选取合适的权，再 次进行平差，以达到合格的目的 。 ［６７］
０．０００８ ０．０００９
０．００２４
０．０００７ ０．０００７
０．００２０
０．０００９ ０．０００９
０．００２４
０．００１０ ０．００１１
０．００２９
０．００１３ ０．００１６
０．００３８
０．０００７ ０．０００６
０．００１９
０．０００９ ０．００１０
０．００２７
２．５ 复测结果 本期卫星定位控制网复测各项技术要求与 上期卫星定位控制网相同，将两期卫星定位控制 点成果数据进行比较（图 ２），除新做点外，其余各 点均在限差范围（±１５ｍｍ）内，各标段仍使用原 卫星控制网控制成果。
３．５
ＦＢＧ１４ＦＢＧ１３～ＦＢＧ１３ＦＧＢ１５
１．４
ＦＢＤ２５～ＦＢＤ２５
１．４
方位角闭合差 ／（″） １．０ １３．０ １４．８ ３．５ ０．９ ２．０
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北京测绘
第 ３５卷 第 ６期
４ 高程控制网测量
４．１ 网形设计
本次轨道交通房山北延线工程地面高程控
制网复测是在上次地面高程控制网基础上，以北
０．００１３ ０．００１４
０．００４５
０．００１４ ０．００１５
０．００４６
０．００１５ ０．００１６
０．００４９
０．００１５ ０．００１６
ห้องสมุดไป่ตู้
０．００４８
０．００１４ ０．００１４
０．００４１
０．００１１ ０．００１２
０．００３３
０．０００９ ０．０００９
０．００２５
０．００１０ ０．００１１
０．００２８
［关键词］ 复测；卫星定位控制网；精密导线网；高程控制网 ［中图分类号］ Ｐ２５８ ［文献标识码］ Ａ ［文章编号］ １００７３０００（２０２１）０６０８０５０５
０ 引言
除了菜户营（Ｎ０５３）因道路施工被破坏外，其余三 个控制点 均 保 存 完 好，控 制 点 等 级、精 度 和 密 度
北京 轨 道 交 通 房 山 线 北 延 工 程 为 北 京 市 满足 ＧＰＳ控制网和精密水准网的布网要求。
京市Ⅰ、Ⅱ 等 水 准 点 “（４）１２９”、“（４）９５新 ”、
“Ⅰ京良 ６新”为起算控制点，构成整体水准网，
分区分段构成附合水准路线，同时为方便施工测
量使用，中间联测了大部分北京轨道交通房山线 北延地面精密导线点［９１０］。地面高程控制点点位
布设见图 ４。
４．２ 技术要求
地面高程控制测量外业施测严格按《城市轨道
附、闭合导线，各分段导线精度指标见表 ５。 ３．４ 复测成果 两期导 线 网 最 大 的 点 位 较 差 ΔＰ按 式 （１）
计算：
ΔＰ＝槡（Ｘ２ －Ｘ１）＋（Ｙ２ －Ｙ１）２
（１）
式中，ΔＰ为 两 期 导 线 网 最 大 的 点 位 较 差；Ｘ１、Ｙ１
为导线原测网中最弱点的坐标，点位较差最大的
为最 弱 点；Ｘ２、Ｙ２ 为 导 线 复 测 网 中 相 应 点 的 坐标。
测站点号
时长 ／ｈ
ＮＯ６１、ＮＯ６３、ＮＯ５２、ＦＢＧ０１、
ＦＢＧ１１、ＦＢＧ１５
４
ＦＢＧ０１、ＦＢＧ０５、ＦＢＧ０７、ＦＢＧ０８、ＦＢＧ１０、 ２
ＦＢＧ１５、ＦＢＧ１６
ＦＢＧ０９、ＦＢＧ１０、ＦＢＧ１２、ＦＢＧ１３、
ＦＢＧ１４、ＦＢＧ１５
２
ＦＢＧ０５、ＦＢＧ０６、ＦＢＧ０８、ＦＢＧ１０、
２
ＦＢＧ１１、ＦＢＧ１２
ＦＢＧ０１、ＦＢＧ０２、ＦＢＧ０３、ＦＢＧ０５、 ２
ＦＢＧ０４、ＦＢＧ０６
２．２ 技术要求 卫星定位控制网技术指标参照 Ｃ级，如表 ２ 所示。
表 ２ 卫星定位控制主要技术指标
平均 最弱点的 相邻点的 最弱边
相对点位
边长 ／点位中误 中误差 ／ 的相对
ｋｍ 差 ／ｍｍ
中误差
ｍｍ
与现有城 不同线路 市控制点 控网重合 的坐标较 点坐标较
表 ４ 精密导线测量主要技术要求
平均 闭合环或附合 每边测距 测距相对 测角中 Ⅰ级全站 方位角 全长相 相邻点的相对 边长 ／ｍ 导线总长度 ／ｋｍ 中误差 ／ｍｍ 中误差 误差 ／（″） 仪测回数 闭合差 ／（″）对闭合差 点位中误差 ／ｍｍ
３５０
３
±３ １／８００００ ±２．５
４
±５槡ｎ １／３５０００