CPI复测网的平差处理

CPIII平面控制测量方法及程序

第6章 CPIII控制网数据处理当前我国客运专线的建设多采用无碴轨道技术，由于设计速度高，为保证列车在高速运行时的安全性，以及乘客的舒适度，高速客运专线的轨道必须具有高平顺性和高稳定性。

除轨道结构的合理尺寸、良好的材质和制造工艺外，轨道的高精度铺设是实现轨道初始高平顺性的关键。

而高精度CPIII控制网是无碴轨道施工的保证，并为日后运营维护提供控制基准。

6.1 CPIII控制网基础知识CPIII控制网是沿线路布设控制无碴轨道施工的三维施工控制网，起闭于上一级的基础平面控制网（CPI）或线路控制网（CPII）。

CPIII控制网点对称布设于线路两侧，每对间距约为15m左右，控制点间的纵向间距以50～60m为宜；CPIII平面网采用自由测站后方交会进行施测，其原始观测值为测站到测点的平距与方向，每两测站间有4对公共观测点，由此构成了一个控制网点间具有强相关性、精度分布较为均匀的边角交会网。

由于采用了全新的构网方式，需要发展相应的严密数据处理方法来对CPIII平面网观测数据进行处理。

6.1.1 CPIII相关概念（1）工程独立坐标系：为满足铁路工程建设要求采用的以任意中央子午线和高程投影面进行投影而建立的平面直角坐标系。

（2）基础框架平面控制网CP0：为满足线路平面控制测量起闭联测的要求，沿线路每50km左右建立的卫星定位测量控制网，作为全线勘测设计、施工、运营维护的坐标基准。

（3）基础平面控制网CPⅠ：在基础框架平面控制网（CP0）或国家高等级平面控制网的基础上，沿线路走向布设，按GPS静态相对定位原理建立，为线路平面控制网起闭的基准。

在勘测阶段按静态GPS相对定位原理建立。

点间距为4km左右，测量精度为GPS B级网。

（4）线路平面控制网CPⅡ：在基础平面控制网（CPⅠ）上沿线路附近布设，为勘测、施工阶段的线路平面控制和轨道控制网起闭的基准。

可用GPS静态相对定位原理测量或常规导线网测量，在勘测阶段建立。

高铁CPI GPS网复测数据处理及控制点稳定性分析

高铁CPI GPS网复测数据处理及控制点稳定性分析张健雄;张在岩【摘要】以新建合肥至福州铁路安徽段HFZQ-8标CPI GPS复测数据为基础,介绍了高铁客运专线首级施工控制网CPI平面复测技术和方法,并采用严密平差方法对其采集的GPS原始数据进行平差处理,获取各控制点的3维约束平差坐标,求出转换到相应的中央子午线和投影面大地高坐标系统中的二维坐标,与设计单位提供的平面坐标成果比对,比较其绝对坐标差和相邻点间坐标差之差的相对精度两项参数,对测区所有CPI控制点进行稳定性分析,得出复测结论与成果使用说明.确保了平面复测精度及工程质量,对类似工程项目具有较高的参考价值.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(033)005【总页数】8页(P604-610,615)【关键词】CPI复测;基线解算;精度分析;3维约束平差;稳定性分析【作者】张健雄;张在岩【作者单位】河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南焦作454000;河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】U238;P258高速铁路对轨道的平顺度提出了很高的要求，同时对测量工作的精度和质量也提出了更严格的要求.高速铁路从勘测设计、施工到运营维护过程中要经过多年时间，由于受到外界多种因素的影响，会造成各级控制点不同程度的移动和变形，进而会不同程度地影响到线下工程在施工与运营维护阶段的观测工作.而CPI作为高速铁路的精密控制网是施工和轨道精调的测量控制基准网，其精度和稳定性对后续各项工作的开展至关重要.如网点发生变化而未被及时发现，后续施工仍按过去数据继续进行放样，就会产生错误，造成工程质量事故[1].因此定期开展精密控制网的复测是保证控制网精度、控制点是否稳定可靠的必要工作.CPI控制网复测后根据其位移量进行稳定因性分析[2]，为修改设计、精密施工测量和CPⅡ的测量工作提供正确的测量基准数据.新建合肥至福州铁路安徽段站前HFZQ-8标位于黄山市歙县、徽州区、休宁县、屯溪区境内.线路北起歙县桂林镇，线路里程桩号为DK288+440，标段终点DK343+180，全长54.740 km.标头位置与中铁十一局承建的Ⅶ标衔接，标尾与中铁十一局承建的MGZQ-1标衔接.本次复测采用与设计单位首测相同的WGS-84坐标系统.为了满足投影变形小于10 mm/km要求，平面坐标系采用高斯投影，东坐标和北坐标的加常数分别为500 km和0.中央子午线、投影面大地高分段见表1.CPI控制网复测前，通知各施工工区进行标石的完好性检查与统计，其中CPI495，CPI567-2已破坏，其余控制点保存完好，完好CPI控制桩点共20个.其中CPI494为与CP0(Ⅱ等水准)共桩.此次CPI控制网采用GPS静态测量的方法进行平面复测.采用美国天宝公司的双频GPS接收机6台，其标称精度为±(5+1×10-6D) mm，型号为R8.为使复测成果与原建网成果在精度上具有可比性，该 CPI复测采用高铁二等GPS控制网精度要求进行施测[3-4].为了与相邻标段衔接，必需联测相邻标段至少两个CPI平面控制点.CPI测量控制网的主要技术指标，应符合表2规定.CPI的 GPS测量作业的基本技术要求，应符合表3的要求.本次复测CPI控制网构成大地四边形组成的带状网，以CPI点作为联结边，采用边联式构网.CPI控制网联测至相邻标段CPI控制点上，构成大地四边形.小里程方向联测相邻标段CPI点为CPI487，CPI488；大里程方向联测相邻标段CPI点为CPI569，CPI570.联测方式如图1所示.为确保证所测控制点成果具有较高的可靠性和点位精度的均匀性，CPI复测采用6台Trimble R8型GPS接收机同时观测的作业模式，每个时段具有5条独立基线边，用以提高GPS观测网形的图形强度.这样全网各时段全部以边连接方式构网，形成了由大地四边形和三角形构成的带状网.在进行GPS控制网基点复测和数据处理时采用的计算参数和原设计单位一致，从而保证数据结果具有可比性[5].本次复测网基线解算采用广播星历，在TGO 1.63商用软件中，按静态相对定位，采用多基线向量的双差固定解求解模式解算基线.外业观测结束后，以大地四边形作为基本构网图形对观测基线进行处理和质量分析，检查基线质量是否符合要求.删除工作状态不佳的卫星数据，删除残差过大且有明显系统误差的时间段，同一时段观测数据总剔除率不得大于10%.解算全部基线并进行精度分析后，把基线文件导入GPS工程测量控制网通用平差软件Cosa GPSV5.21中进行平差处理，并得出平差报告及复测结果.4.1 基线向量环闭合差基线向量环闭合差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基线向量后，以三角形作为构环图形，组成同步基线环，计算该环坐标分量闭合差.向量环闭合差应符合式(1)规定式中：n为闭合环边数(n=3);σ为GPS基线向量弦长中误差(σ=mm)；d为实际环平均边长， km.CPI控制网复测基线向量环闭合差均满足限差要求，限于篇幅，本文不再赘述.4.2 基线较差同一基线不同时段重复观测基线较差应满足式(2)的规定式中：σ为基线弦长标准差,mm.CPI控制网重复基线均满足限差要求，如表4所示.重复观测基线较差dS最大基线见表5.从表4和表5中可以看出：重复基线较差检验合格，基线解算结果正确可靠，可进行后续基线网平差计算.4.3 无约束平差基线向量改正数绝对值由于GPS基线向量中已包含了WGS-84坐标系中尺度和3维坐标轴的指向信息，以此为观测值作GPS网平差的误差方程秩亏数仅为3.因此，只要固定GPS网位置基准点上的3维坐标，即增加3个位置基准条件，就能获得网中各点的3维坐标的最小二乘解.常规GPS测量中3维无约束平差一般选取控制网中一个长时间单点定位获得的WGS-84坐标作为参考点，通过GPS 基线向量提供网的方位基准和尺度基准，推算其它点的WGS-84 坐标，然后确定整个网的WGS-84坐标[6].无约束平差中基线向量各分量的改正数绝对值应满足式(3)规定，即式(3)中σ计算与式(1)同.由于CP0(Ⅱ等水准)与CPI494为同一控制点，因此，首先以该点作为起算点对所复测的GPS网在WGS-84坐标系中进行3维无约束平差，分析、判断观测值中是否存在异常观测值，平差后的点位误差大小及其均匀性是否合适.从无约束平差结果分析，未发现粗差观测值，3维基线向量改正数较小且服从正态分布，边长中误差分布正常，最弱边相对中误差为1/22.6万，最弱点点位中误差为±1.5 mm.表明复测网内符合精度较高，符合要求，可供后续约束平差使用[7].4.4 CPI控制网3维约束点相对稳定性分析工程实践中，起算点兼容性检查主要有5种方法：单位权方差假设检验法、附合路线坐标闭合差检验法、约束平差分析法(检查点法)、尺度参数分析法、实测基线比较法[8-9].此次复测首先选用实测基线比较法对整网中分布均匀的3点进行兼容性及稳定性分析.经分析比较：CP487，CPI494，CPI570点位稳定、可靠，可作为CPI约束平差使用(表6).选择边长相对中误差满足要求的CPI487，CPI494，CPI570点作为约束点，获取各点的3维约束平差成果坐标，然后转换到相应的中央子午线和投影面大地高坐标系统中的二维坐标与设计单位提交的平面成果坐标、相邻点间坐标差之差进行比对，进行相对稳定性分析.获得控制点复测成果后，应对控制点进行稳定性分析.控制网的稳定性分析是了解控制点稳定性的有效手段，对保证工程建设质量十分重要.此外，由于测量误差的存在，必将观测误差传递到控制点成果中，使两(多)期观测成果存在差异[10].因此控制点稳定性分析的目的有以下几个方面：判断控制网是否稳定，分析控制点位移真实情况，提高施工放样精度、及时纠正放样错误，保证高铁轨道的平顺性[11].即将点位坐标变化量和相邻点间坐标差之差的相对精度作为评定CPI平面控制点稳定性的重要指标.5.1 原设计值复测值与较差统计复测CPI控制网的平差，采用COSA GPS5.21后处理软件.以CPI487，CPI494，CPI570 3个点为平面约束点，先获得各控制点的空间直角坐标，然后投影至相应的独立坐标系投影带中得到各平面控制点的工程独立坐标.比较复测坐标和设计单位原坐标、统计坐标较差分量绝对值及绝对位移分布情况.从图2可以看出，X分量最大点位较差为8.2 mm(CPI569)，Y分量最大点位较差为14.1 mm(CPI567).所有CPI平面控制点复测值与原测值较差均满足《规范》[6]限差≤±20 mm的要求.在此基础上统计控制点坐标位移较差结果如表7和图3所示.5.2 相邻点间坐标差之差的相对精度统计相邻点间坐标差之差的相对精度计算式为式中(Xj-Xi)F-(Xj-Xi)Y；Yi)F-(Yj-Yi)Y；为相邻点间二维平面距离或三维空间距离，m；ΔXij，ΔYij为相邻点间二维坐标差之差，m；ΔZij为相邻点间Z方向坐标差之差.当只统计二维坐标差之差的相对精度时，该值为0， m.但相邻点间坐标差之差的相对精度的限差要求为不大于1/13万.在WGS-84椭球中，不同经度中央子午线和不同大地高情况下，CPI相邻点间坐标差之差的相对精度统计如表8所示.由表8分析可知，该标段51条相邻边中的相邻点间坐标差之差的相对精度有45条满足1/(1.3×105)差要求，CPI487～ CPI488，CPI566～CPI567，CPI566～CPI567-1，CPI567～CPI567-1，CPI567～CPI567-3，CPI567-1～CPI567-3，6条边超限.CPI487～ CPI488距离643.172 m ，CPI566～CPI567距离341.045 m，CPI564～CPI565距离463.884 m 和CPI567-1～CPI567-3距离615.697 m 4条边距离由于设计方设计边长未能满足规范中的CPI点间距≥800 m的要求，因此，认为相对精度超限属观测误差.所以在做稳定性分析之前先对超限的CPI566～CPI567，CPI566～CPI567-1，CPI567～CPI567-1，CPI567～CPI567-3，CPI567-1～CPI567-3进行二次复测，在CPI566，CPI567，CPI567-1，CPI567-3，CPI569，CPI570设站进行同步观测，精度指标见平差报告.二次复测与一次复测坐标比较如表9所示.根据《高速铁路工程测量规范》可知，表9中二次复测结果的平面坐标较差均在限差范围内，证明复测的可靠性很高，因此本次CPI复测数据可用做该标段平面控制点稳定性分析.通过对CPI精密工程控制测量平面网复测数据分析，说明本次测量方案可行，观测、数据处理方法正确，测量成果各项精度指标均满足《高速铁路工程测量规范》(TB10601—2009)相关规定，平面坐标可供勘测设计、建设施工、运营管理等各方面应用.具体结论和建议如下.(1)由表9可知，CPI平面控制点设计坐标与复测坐标较差均小于20 mm，X坐标分量的最大较差为8.2 mm(CPI569)，Y坐标分量最大较差为14.1 mm(CPI567).(2)由表8可知，CPI566～CPI567为最弱边，边长为341.045 m，不能满足高铁规范中CPI点间距≥800 m的要求，经过二次复测后可以得出复测具有很高的一致性，因此，可认为CPI点未发生显著性位移变化，建议仍采用原设计坐标. (3)认为首先利用CP0控制点作为固定点进行CPI控制网的3维约束平差，计算CPI控制点的空间直角坐标，在通过分带投影的方法计算CPI控制点的平面直角坐标.这样可以克服利用CP0控制点的平面坐标作为固定点进行CPI控制网的二维约束平差所带来的边长变形.(4)由于在高速铁路整个建设周期中，控制点常常会发生位移，因此，应经常对所使用的控制点进行检测.其中，利用坐标比较和相邻点坐标差之差相对精度相结合的方法是较为方便和实用的方法.(5)由于测量过程总存在误差，因此，检测结果与所使用的成果总会存在一定的差异，只有当该差异达到一定的程度，确认该控制点已发生位移时，才能使用新的成果，否则，应采用原来成果.E-mail：*****************【相关文献】[1] 刘权威,夏志朴.大型施工测量控制网复测的优化[J].测绘通报,1994(4):15-17.[2] 张方仁,于正林.平差基准点的稳定性分析与判别[J].测绘通报,1994 (5):3-8.[3] 中国国家标准化管理委员会.GB/T 18314—2009全球定位系统(GPS)[S].北京：中国标准出版社，2009.[4] 郭建华.WGS-8平差坐标在GPS测量中的应用[J].测绘通报,2011(5):62-64.[5] 王建华,刘明辉.GPS控制网约束平差基准网的选择[J].华北水利水电学院学报,2011，32(1):100-103.[6] 中华人民共和国铁道部.TB 10601—2009高速铁路工程测量规范[S].北京：中国铁道出版社，2009.[7] 李迎春.GPS变形监测网数据处理及联合平差的研究[D].南京：河海大学，2006.[8] 傅晓明,沈云中.工程GPS网平差起算点坐标的误差分析[J].测绘通报,2002(9): 54-56.[9] 邢继红.GPS 网起始数据的误差分析[J].地理空间信息,2008,4(4): 13-15.[10] 王岩,岳建平,周保兴,等.工程控制网点位稳定性分析方法的研究[J].测绘通报,2004(8):12-14.[11] 苏京平.控制网的稳定性分析[J].城市勘测,2000(4):14-16.。

CPIII测量技术应用

举例如下：表1
点编号
含义
数字代码
在里程内点的位置
0356301
表示线路里程DK356范围内线路前进方向左侧的CPⅢ第1号点，“3”代表“CPⅢ”
0356301
（轨道左侧）奇数
1、3、5、7、9、11等
0356302
表示线路里程DK1356范围内线路前进方向右侧的CPⅢ第1号点，“3”代表“CPⅢ”
0356302
（轨道右侧）偶数
2、4、6、8、10、12等
自由设站点编号按“Z035601，Z035602…”沿线路里程增加方向编号。“Z”表示设站点，“0356”表示里程，“01”、“02”表示该里程的设站号。
3.
CPⅢ平面控制网测量的全站仪，应具有自动目标照准和程序控制自动测量的功能，其标称精度应满足：方向测量中误差不大于±1″，距离测量中误差不大于±（1mm+2ppm）。用于CPⅢ高程控制网测量的水准仪，标称精度应满足每公里水准测量往返测高差中数测量的中误差不低于±1.0mm/km。
CPⅢ平面网区段的两端必须起止在上一级控制网点（CPⅠ或CPⅡ）上，而且应保证有连续的三个自由设站与上一级控制网点联测。
CPⅢ高程网要满足区段中联测的上一级水准点的数量不得少于3个而且CPⅢ高程网区段的两端必须起止在上一级水准点上。
CPⅢ平面网区段之间衔接时重复观测不应少于6对CPⅢ点，且区段接头不应位于车站内。前后区段重复点独立平差值应≤±3mm。满足该条件后，后一区段CPⅢ网平差，应采取本区段联测的CPI、CPII控制点及重叠前一区段连续的1-3对CPⅢ点作为约束点进行平差计算。
测站（自由站点）
CPⅢ控制点
向CPⅢ点进行的测量（方向、角度和距离）
图3 与CPⅠ、CPⅡ控制点联测示意图

高速铁路CPIII轨道精调控制网数据处理

X
0 k
xk X 0 Yk0 yk Y j0 y j j x j

2

2
L jk v jk S a
0 jk

X 0 jk
S0 jk
x
k
x j
Y y
0 jk
S0 jk
k
y j
X 0 jk
S0 jk
0 1
1 0
0
X
Y m
1 0 X m 0
平差原理与方法
ˆ N SST x

1
BT Pl
X X cos Y Y K sin
sin X 0 cos Y0
系数(左a右b) 196.1662 -5910.96 218.2172 -2046.29 154.6571 -1234.9 223.2173 -1224.69 405.2238 -2017.06 1720.497 -5615.88 285.45 6582.389 -154.822 2133.23 -117.26 1269.521 -189.082 1260.563 -358.755 2110.595 -1659.44 6443.215
将上式用泰勒公式展开取常数项和一次项得：
ˆ jk
0 '' Y jk 0 2 jk
0 jk

0 '' Y jk
S
0 2 jk
x j
'' X 0 jk
S
S0 jk
0 2 jk
y j
0 '' Y jk

cpIII测量小探讨

武广客运专线高速铁路测量技术总结一、客运专线测量控制网概述1、客运专线铁路精密工程测量客运专线铁路精密工程测量是相对于传统的铁路工程测量而言，为了保证客运专线铁路非常高的平顺性，轨道测量精度要达到毫米级。

其测量方法、测量精度与传统的铁路工程测量完全不同。

我们把适合于客运专线铁路工程测量的技术体系称为客运专线铁路精密工程测量。

由于客运专线铁路速度高（200km/h～350km/h），为了达到在高速行驶条件下，旅客列车的安全性和舒适性，要求客运专线铁路必须具有非常高的平顺性和精确的几何线性参数，精度要保持在毫米级的范围以内。

从表中对比可知，为了适应客运专线铁路高速行车对平顺性、舒适性的要求，客运专线铁路轨道必须具有较高的平顺度标准，对于时速200km/h以上无碴和有碴铁路轨道平顺度均制定了较高的精度标准。

对于无碴轨道，轨道施工完成后基本不再具备调整的可能性，由于施工误差、线路运营以及线下基础沉降所引起的轨道变形只能依靠扣件进行微量的调整。

客运专线扣件技术条件中规定扣件的轨距调整量为±10mm，高低调整量－4、＋26mm，因此用于施工误差的调整量非常小，这就要求对施工精度有着较有碴轨道更严格的要求。

要实现客运专线铁路的轨道的高平顺性，除了对线下工程和轨道工程的设计施工等有特殊的要求外，必须建立一套与之相适应的精密工程测量体系。

纵观世界各国铁路客运专线铁路建设，都建立有一个满足施工、运营维护的需要的精密测量控制网。

精密工程测量体系应包括勘测、施工、运营维护测量控制网。

二、传统的铁路工程测量方法及其不足之处由于过去我国铁路建设的速度目标值较低，对轨道平顺性的要求不高，在勘测、施工中没有要求建立一套适应于勘测、施工、运营维护的完整的控制测量系统。

各级控制网测量的精度指标主要是根据满足线下工程的施工控制要求而制定，没有考虑轨道施工和运营对测量控制网的精度要求，其测量作业模式和流程如下：1）初测：平面控制测量---初测导线：坐标系统：1954北京坐标系；测角中误差12.5（25″√n），导线全长相对闭合差：光电测距1/6000，钢尺丈量1/2000。

CPIII平面控制测量方法及程序

第6章 CPIII控制网数据处理当前我国客运专线的建设多采用无碴轨道技术，由于设计速度高，为保证列车在高速运行时的安全性，以及乘客的舒适度，高速客运专线的轨道必须具有高平顺性和高稳定性。

除轨道结构的合理尺寸、良好的材质和制造工艺外，轨道的高精度铺设是实现轨道初始高平顺性的关键。

而高精度CPIII控制网是无碴轨道施工的保证，并为日后运营维护提供控制基准。

6.1 CPIII控制网基础知识CPIII控制网是沿线路布设控制无碴轨道施工的三维施工控制网，起闭于上一级的基础平面控制网（CPI）或线路控制网（CPII）。

CPIII控制网点对称布设于线路两侧，每对间距约为15m左右，控制点间的纵向间距以50～60m为宜；CPIII平面网采用自由测站后方交会进行施测，其原始观测值为测站到测点的平距与方向，每两测站间有4对公共观测点，由此构成了一个控制网点间具有强相关性、精度分布较为均匀的边角交会网。

由于采用了全新的构网方式，需要发展相应的严密数据处理方法来对CPIII平面网观测数据进行处理。

6.1.1 CPIII相关概念（1）工程独立坐标系：为满足铁路工程建设要求采用的以任意中央子午线和高程投影面进行投影而建立的平面直角坐标系。

（2）基础框架平面控制网CP0：为满足线路平面控制测量起闭联测的要求，沿线路每50km左右建立的卫星定位测量控制网，作为全线勘测设计、施工、运营维护的坐标基准。

（3）基础平面控制网CPⅠ：在基础框架平面控制网（CP0）或国家高等级平面控制网的基础上，沿线路走向布设，按GPS静态相对定位原理建立，为线路平面控制网起闭的基准。

在勘测阶段按静态GPS相对定位原理建立。

点间距为4km左右，测量精度为GPS B级网。

（4）线路平面控制网CPⅡ：在基础平面控制网（CPⅠ）上沿线路附近布设，为勘测、施工阶段的线路平面控制和轨道控制网起闭的基准。

可用GPS静态相对定位原理测量或常规导线网测量，在勘测阶段建立。

探讨高速铁路CPIII控制网测量方法及数据处理

探讨高速铁路CPIII控制网测量方法及数据处理目前，国内传统的铁路工程测量技术在测控精度方面远未达到这点要求。

全新的工程测量技术和测量方法将在这方面发挥至关重要的作用。

本文主要探讨在无砟轨道平面控制测量中的观测方法，引入GPIII 控制网，采用自由设站的方式进行观测。

以及在进行平面控制网数据处理时，通过程序设计进行数据处理时的关键技术探讨。

标签：CPIII；平面控制；数据处理；关键技术前言高速铁路客运列车的行驶速度一般在250～350km/h，就目前的铁路客运系统来说，这已是一个相当快的行进速度。

乘客的人身安全以及乘坐时的舒适度主要取决于高速铁路是否平顺、稳定。

因此，必须将高速铁路集合线性参数的精度误差控制在毫米级的范围内。

普通铁路的控制测量基本上都是以导线测量为主，具有外业观测量小、内业计算简单、网型比较灵活自由，受控制点点间距长度影响小的特点，但是其精度无法满足无砟轨道施工控制测量和轨道精调的要求。

在实际的无砟轨道铁路工程测量中，引入了GPIII 控制网，其平面观测主要采用自由设站的方式。

1、CPIII 平面控制网布设和测量方法采用自由设站测量方式是通过测量机器人自动照准目标来完成的，主要测量方法如下：（1）在相距60 米左右的一对接触网柱上建立一对永久标记点，就是我们所说的CPIII 控制点。

（2）对CPIII 控制点的测量在局部系统内按组进行，采用后方交会方法，最大的测量范围距离约150 米。

（3）每组两个方向各测量3×2 个CPIII 控制点（共计6 对12 个），其中3 对 6 个CPIII 控制点为重合测量点，从而使得每个CPIII 控制点被测量三次，如图1 所示。

（4）每组测量中如遇测站与CPI 或CPII 控制点通视，须与CPI 或CPII 控制点进行连接测量。

（5）当测站点与CPII 控制点间不能通视时，应考虑增加辅助点。

2 CPIII 平面控制网数据处理关键技术高速铁路CPIII 数据处理通过计算机程序设计完成。

《CPIII平差软件》课件

《CPIII平差软件》
CPⅢ DMS和CPⅢ DAS具有的主要特点
13、 CPⅢ DMS和CPⅢ DAS软件基于.Net (Compact) Framework环境下，采用了GUI+、COM组件开发技术，实现了友好的人机对话操作界面，易于学习和使用，实现了通俗易懂的软件系统设计目标。经过测试，中国的一个测量技术员，经过1至2天的培训，就能独立地操作我们研制的CPⅢ DMS和CPⅢ DAS。由于习惯、语言和其他方面的原因，国外的同类软件的培训，需要多个工作日，而且大多数人培训后还无法独立操作和使用。
《CPIII平差软件》
CPⅢ数据平差计算软件CPⅢDAS的主要功能
CPⅢ DAS主窗体参见下图:
《CPIII平差软件》
CPⅢ DMS和CPⅢ DAS具有的主要特点
1、CPⅢ DMS数据采集软件，在消化和吸收国外同类软件作业模式的基础上，真正实现了自由设站的作业模式。在外业观测中，并不要求现场计算测点和测站的坐标，没有国外软件需要在CPII、CPI间布设导线或进行后方交会测量，计算测站概略坐标的作业过程。在测量作业过程中，除 CPII、CPI点距离线路过远时需要引测临时控制点外，其它无特殊情况下，作业过程中遇到近距离的CPII和CPI点就进行联测，否则就仅观测CPⅢ点。推荐尽可能多地联测线路两侧的CPII或者是CPI控制点。
点位的目标学习；
《CPIII平差软件》
CPⅢ数据采集软件CPⅢDMS的主要功能 4、按观测参数进行多测回方向和距离的全圆观测，
观测成果自动保存到SD卡上；
《CPIII平差软件》
CPⅢ数据采集软件CPⅢDMS的主要功能 5、在自动观测过程中，严格按设定限差检查观测成
果是否合格。如果超限，则实时提示，并由操作人员决定是否重测。 • CPIII控制网数据采集软件的主要功能框图如下：

铁三院CPIII测站平差软件用户手册

客运专线CPIII一体化测量系统铁三院CPIII测站平差软件（V2.5 版）铁道第三勘测设计院集团有限公司The Third Railway Survey And Design Institute Group Corporation目录一、软件的安装 (1)二、程序的主界面 (1)三、程序的菜单 (1)1、文件菜单 (1)打开数据 (2)参数设置 (3)2、计算菜单 (6)3、报表输出 (6)输出目录位置 (6)输出观测手薄 (7)输出测站平差报告 (8)输出《TSDI_HRSADJ》计算数据 (9)输出清华山维导线数据 (10)输出清华山维网数据 (12)分组观测数据平差合并 (13)一、软件的安装操作系统：Windows 2K/XP/2003支持软件：office2003、AutoCAD2004及以下版本。

该程序是绿色不需要安装的程序，只要将程序拷贝到硬盘就可以运行。

二、程序的主界面三、程序的菜单1、文件菜单打开数据用户打开数据的方法有两种，一个是直接双击tpt文件（像打开word文件一样），另一个是使用程序菜单里的打开数据功能。

当用户需要批量处理测站文件时，可以一次打开多个文件进行处理，当用户需要输出清华山维格式的导线数据（msm）文件时，尽量将整个计算段落的数据一次都选全。

当用户打开数据后，程序立即对tpt文件进行格式和数据进行容错检查，防止系统出现异常，当打开的tpt文件中存在错误时，程序将立即用记事本程序打开出错的文件，并提示错误类型，只有通过了程序错误检查的文件才能进行下一步的计算和输出。

注意：用户在第一次使用该程序或需要修改参数时，应先进行参数设置然后再打开数据。

注意：外业文件tpt尽量是一个测站一个文件。

参数设置控制等级参数设置控制等级参数设置中测角中误差是进行分组观测平差的重要指标，请正确选定控制等级，程序会根据工程测量规范的要求给出相应的测角中误差。

分组观测联测角之差的限差=2m√2式中m----表示测角中误差(“)仪器精度参数设置仪器精度中，仪器测角精度直接和方向观测限差中的参数是关联的，程序会根据仪器不同的测角精度按照工程测量规范的要求给出相应的测回数、归零限差、2C互差、方向互差等参数。

高铁CPI控制点复测精度与稳定性分析

摘要：高铁ｃＰＩ控制网点是高铁测量首级控制网，点位置精度和稳定性分析都对高铁建设质量至关重要，针对某高铁施工路段的ｃＰＩ控制网点复测数据进行精度分析与稳定性分析，复测的结果可靠，点位稳定，可以作为后续施工的控制点使用。关键词：ＧＰＳ；控制网；精度分析；高铁
源。
ｓ一相邻点间二维平面距离或三维空间距离，单位米；相邻点间ｚ方向坐标差之差，当只统计二维坐标差之差的相对精度时，该值为零，单位米。表２ＣＰＩ相邻点间坐标差之差的相对精度统计表
ＷＧＳ．８４椭球，中央子午线１ｌ８。００００，投影面大地高起点终点３００ｍ是否
１ＣＰＩ控制网平差及精度分析原则
本次复测ＣＰＩ控制网的平差采用严密平差方法：首先对所需的基线解进行选择，形成的基线向量文件；在随后的平差过程中，固定ＣＰＩ４９４点的ＷＧＳ一８４坐标，进行ＣＰＩ的ＧＰＳ基线向量网的空间三维无约束平差，从而得到无约束平差后的各ＣＰＩ点的ＷＧＳ一８４三维空间直角坐标，检查ＧＰＳ基线向量网本身的内符合精度，获取各点的ＷＧＳ一８４高斯平面直角坐标及相应的精度信息［１］［２］。选择边长相对中误差满足要求的ＣＰ１４８７、ＣＰＩ４９４、ＣＰ１５７０点作为约束点，获取各点的三维约束平差成果坐标，然后转换到相应的中央子午线和投影面大地高坐标系统中的二位坐标与设计单位提交的平面成果坐标、相邻点间坐标差之差进行比对，进行稳定性分析。ＣＰＩ的ＧＰＳ控制网采用武汉大学的ＣＯＳＡＧＰＳ５．２ｌ后处理软件进行平差处理［３３。三维约束平差计算后的ＣＰＩ基线网精度：基线向量边长相对中误差最大的ＣＰＩ５６６一ｃＰＩ５６７达到了１／１３８４１，最小的是ＣＰＩ４９０－ＣＰＩ４８７达到了１／１００００００；点位平面坐标中误差为１．４３。

CPI控制网复测实施介绍课件

教学应用
介绍CPI控制网复测的基本原理和方法
01
演示CPI控制网复测的实际操作步骤
02
讲解CPI控制网复测在工程实践中的应用案例
03
探讨CPI控制网复测在工程实践中的优缺点和改进方向
04
精度分析
精度改进措施：提出提高精度的措施，如改进观测方法、优化数据处理等
04
精度影响因素：分析影响精度的因素，如环境、天气等
03
误差来源：分析误差的来源，如仪器误差、观测误差等
02
控制网精度：复测结果与原始控制网精度的比较
01
误差来源分析
仪器误差：仪器精度、稳定性、校准等因素
观测误差：观测者技能、经验、环境等因素
确定复测范围：根据项目需求，确定需要复测的控制网范围。准备复测设备：准备所需的测量仪器、工具和设备，如全站仪、GPS等。现场踏勘：对复测现场进行实地勘察，了解现场地形地貌、障碍物等情况。制定复测方案：根据现场踏勘结果，制定详细的复测方案，包括复测方法、技术要求、质量控制等。实施复测：按照复测方案，对控制网进行复测，获取复测数据。数据处理：对复测数据进行处理，包括数据整理、平差计算、精度评定等。成果提交：将复测成果提交给相关部门，供项目使用。
演讲人
01.
02.
03.
04.
目录
CPI控制网复测概述
CPI控制网复测实施
CPI控制网复测结果分析
CPI控制网复测应用
1
CPI控制网复测概述
复测目的
提高测量精度
01
验证原控制网的可靠性
02
发现并纠正原控制网的误差
03
为后续工程建设提供更精确的测量数据
04
复测方法Βιβλιοθήκη 确定复测范围：根据实际需要确定复测区域

CPI、CPII控制网复测方案

CPⅠ、CPⅡ及加密控制点复测方案XXXXXXXXXX项目经理部二〇一〇年三月一、工程概况二、测设说明工程控制测量平面控制网按技术设计要求分为两级：CPI和CPII，分别按CPI铁路GPS B级网和CPII铁路GPS C级网技术要求复测，高程控制网全线按二等水准测量技术要求复测，CPI点位15个、CPII点位49个，及加密控制点105个，复测里程为DKXXX～DKXXX。

三、测设依据(1)《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；(2)《铁路工程测量规范》(TB10101-2009报批稿)（参考）；(3)《铁路工程卫星定位测量规范》2009(报批稿)（参考）；(4)《国家一、二等水准测量规范》GB/T12879-2006；(5)设计院交付的平面和高程成果资料。

四、主要技术指标各级平面控制网布网要求各级GPS 测量作业的基本技术要求控制点的定位精度要求（mm）各级高程控制测量等级及布点要求各等级水准测量精度要求（mm）各等级水准观测主要技术要求五、时间安排复测于2010年3月15日开始， 2010年3月18日完成本里程段CPI平面控制网复测；2010年3月31日完成本里程段CPII、加密控制点平面复测。

同时，设1个组进行CPI、CPII二等水准复测，2010年3月31日完成本里程段CPI、CPII平二等水准复测。

六、组织措施复测工作由项目部总工程师负责，工程部、测量队具体落实。

七、人员安排CPI、CPII及加密控制点平面坐标GPS复测设1个组，由精测队6人组成，队长负责该组测量工作；二等水准复测由4人组成，分1组同时进行；同时精测队队长负责全部CPI、CPII平面和高程的测量工作。

●平面GPS复测人员（6人）●二等水准复测人员（4人）八、仪器设备本次平面测量全部采用GPS测量，共投入GPS设备6台套，Trimble 5800双频接收机接收机4台、Trimble R4双频接收机2台（标称精度5mm＋1pmm），接收机均在检定有效期内。

浅谈客运专线CPI、CPII平面复测技术

ｏｓｅｅＣＰＩＣＰＩｎｅｆＰａｓｎｇｒ，ＩＬｉ
ＬＵＪｎｐｎ，ＷＡＮＧｉｎｈａＩｉ — ｉｇＴａ－ｕ
（ｏｎ．ｏ，ＬｄｏＣＣＳｃｎａｂｒｎｉｅｒｇＣ．ｔ．ｈｎｑｎ００２ｈｎ）Ｎ．ＥｇＣ．ｔ．ｆＣｅｏｄＨｒｏｇｅｉｏ，Ｌｄ，Ｃｏｇｉｇ４０４，Ｃｉ２ＣＥｎｎａ
ＧＳ平面复测主要技术要求见表１Ｐ。
表１ＧＳ平面复测主要技术要求Ｐ
项目Ｂ级Ｃ级
球，中央子午线１１１０，投影面大地高１２ｏ５０” ０ｍ，控制点
平均高程为１．ｍ，控制点之间的高差不大。８
ｏｌｃｄｏｇａｄｔｗｓｎｌｅｎｕｅｔｒｃｉｆｅｓＩｐｏｉｅｆｒｃｓｏｓｉｒｒｊｔ．ｆｏｅｔｒｉｌａａａｚｄｔｅｓｒｅｐｅｉｏｏｔｔｔｒｖｓｅｅｎｅｆｍｌｏｅｓｃｌｅｉｎａａｙｏｈｓｎｒｅ．ｄｒｅｒｉａｐｅＫｅｒｓｈｎｈｉＨｎｚｏａｗｙＰｓｅｇｒＰ；ＣＩ；ｒｔｔｄｕｔｅｔｙｗｏｄ：ＳａｇａａｇｈｕＲｉａａｓｎｅ；ＣＩＰＩｅｓ；ａｊｓｎ－ｌｅｍ
（中交二航局第二工程有限公司，重庆４０４００２）
摘
要：结合沪杭铁路客运专线ＨＨＱ３段施工实践，主要介绍客运专线首级施工控制网ＣＩＰＩ面复测技Ｚ一标Ｐ、ＣＩ平

铁路CPIII测量技术方案书

新建XXX铁路HSSG-3标段CPⅢ控制网测量与评估技术方案编制：审核：批准：2016年12月目录1 概述 02 技术依据 03 测量范围及内容 03.1测量范围 (1)3.2测量内容 (1)3.3CPⅢ控制点测量准备工作 (1)4 精测网复测 (2)4.1坐标系统 (2)4.2CPⅠ、CPⅡ控制网复测 (2)4.3线路水准基点复测 (4)5 加密测量技术方案 (6)5.1选点埋标 (6)5.2加密点的编号 (7)5.3CPⅡ加密测量及数据处理 (7)5.4线路水准基点的加密及数据处理 (12)6 CPⅢ点的埋标与布设 (15)6.1CPⅢ标志 (15)6.2CPⅢ点和自由设站编号 (16)6.3CPⅢ点的布设 (17)6.3.1 桥梁段CPⅢ点的布设 (18)6.3.2 路基段CPⅢ点的布设 (18)6.3.3 隧道段CPⅢ点的布设 (19)6.3.4 车站段CPⅢ点的布设 (19)7 CPⅢ网测量与数据处理 (19)7.1CPⅢ网形 (19)7.2联测CPI和CPⅡ点 (20)7.3CPⅢ网平面测量 (21)7.3.1 仪器设备要求 (21)7.3.2 仪器检验和校正 (21)7.3.3 观测要求 (22)7.3.4 主要技术指标 (23)7.3.5 CPⅢ网分段与测段衔接 (24)7.3.6 外业记录 (25)7.3.7 内业数据处理 (25)7.4CPⅢ网高程测量 (28)7.4.1 联测网形 (28)7.4.2 主要技术要求 (28)7.4.3 内业数据处理 (30)7.4.4 CPⅢ高程区段接边处理 (30)8 CPⅢ网的复测与维护 (31)8.1CPⅢ网复测 (31)8.2复测精度指标 (31)8.2.1 平面 (31)8.2.2 高程 (32)8.2.3 成果选用 (33)8.2.4 成果报告要求 (34)8.3CPⅢ网维护 (34)9 CPⅢ网测量评估 (36)9.1建设、评估、施工、监理各方职责或要求或工作内容 (36)9.2评估流程 (37).............................................................................................. 错误！未定义书签。

CPI、CPII控制网复测方案

CPⅠ、CPⅡ及加密控制点复测方案XXXXXXXXXX项目经理部二〇一〇年三月一、工程概况二、测设说明工程控制测量平面控制网按技术设计要求分为两级：CPI和CPII，分别按CPI铁路GPS B级网和CPII铁路GPS C级网技术要求复测，高程控制网全线按二等水准测量技术要求复测，CPI点位15个、CPII点位49个，及加密控制点105个，复测里程为DKXXX～DKXXX。

三、测设依据(1)《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；(2)《铁路工程测量规范》(TB10101-2009报批稿)（参考）；(3)《铁路工程卫星定位测量规范》2009(报批稿)（参考）；(4)《国家一、二等水准测量规范》GB/T12879-2006；(5)设计院交付的平面和高程成果资料。

四、主要技术指标各级平面控制网布网要求各级GPS 测量作业的基本技术要求控制点的定位精度要求（mm）各级高程控制测量等级及布点要求各等级水准测量精度要求（mm）各等级水准观测主要技术要求五、时间安排复测于2010年3月15日开始， 2010年3月18日完成本里程段CPI平面控制网复测；2010年3月31日完成本里程段CPII、加密控制点平面复测。

同时，设1个组进行CPI、CPII二等水准复测，2010年3月31日完成本里程段CPI、CPII平二等水准复测。

六、组织措施复测工作由项目部总工程师负责，工程部、测量队具体落实。

七、人员安排CPI、CPII及加密控制点平面坐标GPS复测设1个组，由精测队6人组成，队长负责该组测量工作；二等水准复测由4人组成，分1组同时进行；同时精测队队长负责全部CPI、CPII平面和高程的测量工作。

●平面GPS复测人员（6人）●二等水准复测人员（4人）八、仪器设备本次平面测量全部采用GPS测量，共投入GPS设备6台套，Trimble 5800双频接收机接收机4台、Trimble R4双频接收机2台（标称精度5mm＋1pmm），接收机均在检定有效期内。

CPI、CPII、CPIII测量技术

一般规定→CPIII平面测量精度
CPⅢ平面水平方向观测技术要求
测回数 2 3
控制网名称
仪器等级
0.5″ 1″
半测回归零差
6″ 6″
不同测回同一方向 2C互差
9″ 9″
同一方向归零后方向值较差
6″ 6″
CPⅢ平面网
CPⅢ平面网距离观测技术要求
控制网名称
CPⅢ平面网
测回
≥2
半测回间距离较差
5.7.4 2 CPIII建网前，CP0、CPI、CPII和线路水准基点应复测一次。
《关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知》（铁建设〔2009〕20号）
一般规定→精测网复测
◆静态验收前精测网复测《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）
5.7.4 3 工程静态验收前，CP0、CPI、CPII、CPIII及线路水准基点复测一次。
CPⅠ
GPS
GPS
二等
三等
10
8
点间距≥800m
CPⅡ
导线
CPⅢ 自由测站边角交会
三等
－－
400～800m
50～70m 一对点
8
1
附合导线网
一般规定→高程控制网分级
高程控制网分两级布设：线路水准基点控制网，为了满足线下工程施工的要求，需建立全线统一的高程控制基准，即线路水准基点。为高速铁路工程勘测设计、施工提供高程基准。轨道控制网（CPⅢ），在轨道施工和营运维护阶段，线路水准基点的密度不能满足轨道施工和营运维护的要求，因此在线路水准基点控制网基础上建立第二级永久性的轨道高程控制网CPⅢ。为高速铁路轨道施工、维护提供高程基准。
一般规定→CPI/CPII/水准基点复测报告

CPIII平差软件使用说明

CPIII平差软件使用说明CPIII数据处理系统（使用说明）一．安装说明1.安装硬件狗驱动。

点击狗驱动文件夹下的DogInst.exe文件，在弹出对话框中选择“安装驱动”，即可完成驱动程序的安装。

2.安装软件。

插上硬件狗，然后打开setup文件夹，双击setup.exe文件，按照提示操作即可完成软件的安装。

3.安装完成后需要手动在C盘根目录下新建一个名为“mytemp”文件夹，然后在D盘根目录下新建一个名为“项目管理中心”的文件夹即可，安装过程完成。

二．使用说明1.插上硬件狗，双击CPIIIMAIN.EXE执行文件，启动主程序。

如图2.1.组侧为工具栏，控制平差流程，右侧为项目管理栏，对项目进行管理。

图2.12.新建项目。

点击该工具条即新建一个项目，给该项目命名并确定后，程序将自动在D:/项目管理中心目录下新建一个以该项目名为文件名的文件夹，而后所有对该项目的操作都在该项目下进行，生成文件都保存在该文件夹下。

3.添加观测值。

点击该工具条即显示出查找路径对话框，查找观测原始数据路径，找到数据后点击确定即可将观测数据添加到项目中。

如图2.2图2.24.添加控制点。

点击该工具条即显示查找路径对话框，查找控制点数据，点击确定即可将控制点坐标数据添加到项目中。

（注意：已知点数据文件格式为.txt格式，文本内容顺序为：点名，X坐标，Y 坐标。

如图1.3）图2.35.观测边角计算。

点击该工具条对观测文件进行边角关系计算，生成的边角关系文件保存在右侧：项目管理中心/其他格式下科傻格式，点右键用记事本打开即可查看。

（提示：CPII导线平面数据也可用此方法，生成科傻格式后可用科傻平差）三．数据分析1.录入点号检错。

点击该工具条对导入数据的点号进行检查，可显示每个点被观测几次，分别在哪几站被观测，放便查找有点号输入错误的。

如图3.1图3.12.观测点位错误检查。

点击该工具条程序检查原始数据中有无在某一站中有无观测时测错点的情况，若存在，则如图3.2图3.23.误差超限检查。

平面控制网CPI、CPII施工复测

（1）观测值的误差分布是否合理，检验误差是否存在粗差。若有粗差，则剔除该观测值，重新进行平差和检查，直至参加平差的观测值无粗差为止。
（2）控制网方位角中误差、距离相对中误差、最弱点中误差应满足表4.1.1中相应等级规定的精度指标。
8.3.3无约束平差结束后，应提供各控制点在WGS-84下的三维坐标，基线矢量及其改正数和其精度信息。
表1.7-2导线测量的精度及主要技术指标
控制网级别
附合长度（km）
边长（m）
测距中误差（mm）
测角中误差（″）
相邻点位中误差（mm）
导线全长相对闭合差限差
方位角闭合差限差（″）
对应导线等级
CPⅡ
≤4
800～1000
5
2.5
14
1/40000
四等
CPⅡ加密
≤4
300～500
4
2.5
7
1/40000
四等
数据处理83831在基线的质量检验符合要求后应根据控制网技术设计方案以所有独立基线构成控制网以三维基线向量及其相应的方差协方差阵作为观测信息以一个点的wgs84的三维坐标为起算数据进行无约束平差
平面控制网
1
1.1工程开工前，施工单位应会同设计单位参加由业主组织并有监理单位参与的控制桩和测量成果资料交接工作。
1.4线下工程开工前或至迟在结构工程施工前应完成CPⅠ、CPⅡ控制点的复测工作。
1.5基础平面控制网CPⅠ应采用GPS测量。线路控制网CPⅡ宜优先选用GPS测量，也可采用常规导线测量。
CPⅠ控制网和复测工作一般宜单独进行。当接收机数量较多时，也可和CPII的复测同时进行，但应分别处理数据。因为精度等级不一样，CPII需要附合到CPI控制点上。