控制基桩网测设方法 【技术领域】
本发明涉及无砟轨道铁路，尤其涉及到一种无砟轨道控制基桩网的测设方法。
背景技术
客运专线轨道的高平顺性是实现列车高速运行的最基本条件，实现和保持高精度的轨道几何状态是客运专线建设的关键技术。为了保证轨道的高平顺性，线路必须满足轨道内、外部几何尺寸精度的要求。无砟轨道控制基桩网的测设直接关系着线下工程施工精度和上部轨道施工精度，合格完善的控制网是无砟轨道各环节施工精度的前提，为此，研发了一种测设无砟轨道控制基桩网的方法。
【发明内容】
基于上述实践的需要，本发明提供了一种控制基桩网测设方法，能保证客运专线无砟轨道的高平顺性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种控制基桩网测设方法，包括以下步骤：
第一步，CPIII控制基桩导线测量：
在线下工程基本完工后，将CPIII导线附合于CPI或CPII控制点上，并满足：附合长度≤1km，边长为150～200m，测距中误差≤3mm，测角中误差≤4″，相邻点位坐标中误差≤5mm，导线全长相对闭合差限差≤1/20000，方位角闭合差限差≤其中n表示测回数，对应导线等级为五等；CPIII导线控制点的定位精度应满足：可重复性测量精度为6mm，相对点位精度为5mm；
采用标称精度不大于1″、测距精度不大于2mm+2ppm的全站仪施测；按如下要求进行水平角测量：测量水平方向：4测回；测站至CPIII标记点间的距离：4测回；方向观测各项限差满足：等级为DJ1级的全站仪测回数≥2，半测回归零差≤6″，2C较差≤9″，同一方向各测回间较差≤6″；等级为DJ2级的全站仪测回数≥4，半测回归零差≤8″，2C较差≤13″，同一方向各测回间较差≤9″；观测最后结果按等权进行测站平差；每个方向点观测4个全测回，距离的观测可与水平角观测同步进行，并由全站仪自动进行，读数至0.1毫米，距离测量各项限差满足：等级为I级的电磁波测距仪测距中误差应＜5mm，同一测回各次读数互差≤5mm，测回间读数较差≤7mm，往返测平距较差≤2mD；等级为II级的电磁波测距仪测距中误差≤10mm，同一测回各次读数互差≤10mm，测回间读数较差≤15mm，往返测平距较差≤2mD；仪器标称精度mD＝(a+b×D)，式中：a为仪器标称精度中的固定误差，单位mm，b为比例误差系数，单位mm/km，D为测距边长度，单位km；
在方位角闭合差及导线全长相对闭合差满足要求后，采用严密平差法进行计算，求出CPIII导线点最接近真值的坐标；
第二步，CPIII控制基桩后方交会测量：
CPIII控制基桩导线测量完毕后，在导线测设的控制基桩基础上，采用后方交会的方法进行加密测量：每个测站以2×6个CPIII点和2个设站点为测量目标，除起始端外，每个CPIII点应保证测量2次，每次测量前后记录每个测站的温度、气压以及CPIII目标点的棱镜高；测量成果采用独立自由网平差，然后在CP I或CP II中置平；CPIII控制点的定位精度应满足：可重复性测量精度为5mm，相对点位精度为1mm；
与CPI和CP II联测：平面测量根据需要分段进行，并与测量范围内的CP II点联测；在与CPI点联测时，须确保与其它控制点的兼容性；每个测站均记录温度、气压以及CPI、CP II目标点的棱镜高；当线路有长短链时，应注意区分重复里程及标记的编号；具体要求如下：
①与上一级控制点联测，使用尽量多的自由设站点观测，方向和距离测量4个测回；
②如果从自由测站上到高等级控制点不能直接通视，须采用C级GPS技术或四等导线加密CPII控制点；
③为了保证相邻CPIII网段的联接精度，相邻CPIII网段需设置重合区域，每个重合区域至少要有4对CPIII点，后续CPIII网以先建控制点为已知点，并采用固定数据平差，每段CPIII网不小于4公里；
在CPIII控制点满足各项限差要求后应永久固定，控制点标识要清晰、齐全，绘制布设平面示意图和控制点表，并书面记录控制点的位置、里程、外移距；整理和保存所有测量数据，并将手工校验的修正参数记录在案；
采用专业软件对CPIII平面控制网的平面数据进行处理，当处理结果不能满足所要求的精度指标时，应进行返工测量；
第三步，CPIII控制点高程测量：
每一测段至少与3个二等水准点进行联测，形成检核；联测时，采用二等水准测量施测；往返水准路线均观测轨道2侧的CPIII导线网控制点和观测墩，每一测站设站在观测目标的重心附近，采用顺时针的观测顺序；CPIII控制点高程测量按《客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定》中的二等水准测量的要求施测，在CPIII平面测量完成后进行，并起闭于二等水准基点：采用满足精度要求的电子水准仪进行精密水准测量，配套铟瓦尺；导线网为平面与高程共网设置，在进行CPIII导线网平面测量时，同时进行高程测量，其测量精度按国家二等水准测量进行，应满足：每千米水准测量偶然中误差MΔ≤2.0mm，每千米水准测量全中误差MW≤4.0mm，检测已测段高差之差小于往返测不符值≤附合路线或环线闭合差≤左右路线高差不符值≤L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km；
精密水准测量还应满足：每千米高差全中误差≤4mm，路线长度为2km，与已知点联测、附合或环线的观测次数均为往返，往返较差或闭合差≤结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于各项规定标准的0.7倍；
采用铟瓦尺进行精密水准观测，并满足视距≤60m，前后视距差≤2.0m，测段的前后视距累积差≤4.0m，视线高度为下丝读数≥0.3m。
在所述附合或置平时相邻段应有足够的重叠，重叠长度应大于1km。
所述电子水准仪每千米水准测量高差中误差≤±0.3mm，每千米往返测闭合差中误差≤±0.5mm。
各种仪器设备应在鉴定期内，有效期最多为一年，每天使用前，需根据仪器自带的软件对仪器进行检验和校准。
本发明的积极效果是：线路满足轨道内、外部几何尺寸精度的要求，且有利于满足线下工程的施工精度和上部轨道施工精度要求，更好地保证了客运专线轨道的高平顺性。
【具体实施方式】
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目地的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
一种控制基桩网测设方法，包括如下步骤：
第一步，CPIII导线测量
CPIII导线测量在线下工程基本完工后进行；将CPIII导线附合于CPI或CPII控制点上，CPIII导线测量的主要技术要求应满足：附合长度≤1km，边长以150～200m为宜，测距中误差≤3mm，测角中误差≤4″，相邻点位坐标中误差≤5mm，导线全长相对闭合差限差≤1/20000，方位角闭合差限差≤其中n表示测回数，对应导线等级为五等；CPIII导线控制点的定位精度要求应满足：可重复性测量精度为6mm，相对点位精度为5mm。
CPIII导线测量应满足下列要求：
(1)导线测量应起闭于CPI、CPII控制点上，采用标称精度不低于1″、2mm+2ppm的全站仪施测。
(2)导线测量水平角观测技术要求应满足：等级为DJ1级的全站仪测回数≥2，半测回归零差≤6″，2C较差≤9″，同一方向各测回间较差≤6″；等级为DJ2级的全站仪测回数≥4，半测回归零差≤8″，2C较差≤13″，同一方向各测回间较差≤9″。
(3)导线边长测量，读数至毫米，距离和竖直角往返各观测2测回。各项限差应满足：等级为I级的电磁波测距仪测距中误差应＜5mm，同一测回各次读数互差≤5mm，测回间读数较差≤7mm，往返测平距较差≤2mD；等级为II级的电磁波测距仪测距中误差≤10mm，同一测回各次读数互差≤10mm，测回间读数较差≤15mm，往返测平距较差≤2mD；
mD＝(a+b×D)，为仪器标称精度，式中：
a为仪器标称精度中的固定误差(mm)
b为比例误差系数(mm/km)
D为测距边长度(km)
电磁波测距仪的测距精度划分标准为：测距长度为1km时，
等级为I级：|mD|≤5mm
等级为II级：5mm＜|mD|≤10mm
(4)CPIII导线应在方位角闭合差及导线全长相对闭合差满足要求后，采用严密平差法进行计算，求出CPIII导线点的最似然估值，也就是计算最接近真值的坐标。
第二步，CPIII控制基桩后方交会测量
CPIII控制基桩导线测量完毕后，在导线测设的控制基桩基础上，采用后方交会的方法进行加密测量，测量成果采用独立自由网平差，然后在CP I或CP II中置平。分段附合或置平时相邻段应有足够的重叠，重叠长度应大于1km。CPIII控制点的定位精度应满足：可重复性测量精度为5mm，相对点位精度为1nm。
CPIII控制基桩后方交会测量应满足：
(1)CPIII控制点满足各项限差要求后应永久固定。控制点标识要清晰、齐全、便于使用，并绘制布设平面示意图和控制点表，做好点之记记录表格中要求记录的测点的信息，描述其位置、里程、外移距。
(2)对于测量数据的整理和保存，必须保证数据信息能够从测量一直到评估验收和存档都完整一致，手工校验的修正参数，必须记录在案。
(3)CPIII平面控制网的平面数据采用专业软件进行处理，处理结果不能满足所要求的精度指标时，应进行返工测量。
第三步，CPIII控制点高程测量
CPIII控制点水准测量应按精密水准测量的要求施测。CPIII控制点高程测量工作应在CPIII平面测量完成后进行，并起闭于二等水准基点，且一个测段内包含的二等水准基准点不能少于3个。
精密水准测量采用满足精度要求的电子水准仪(电子水准仪每千米水准测量高差中误差不应大于±0.3mm，每千米往返测闭合差中误差不大于±0.5mm)，配套铟瓦尺。使用仪器设备应在鉴定期内，有效期最多为一年，每天使用该仪器之前，根据仪器自带的软件对仪器进行检验和校准。
(1)精密水准测量精度要求应满足：每千米水准测量偶然中误差MΔ≤2.0mm，每千米水准测量全中误差MW≤4.0mm，检测已测段高差之差应小于往返测不符值不大于附合路线或环线闭合差不大于左右路线高差不符值不大于L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。
(2)精密水准测量的主要技术标准应满足：每千米高差全中误差不应大于4mm，路线长度为2km，水准尺为铟瓦尺，与已知点联测、附合或环线的观测次数均为往返，往返较差或闭合差不大于结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于各项规定标准的0.7倍；L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。
(3)精密水准观测应符合以下要求：水准尺类型为铟瓦尺，视距≤60m，前后视距差≤2.0m，测段的前后视距累积差≤4.0m，视线高度为下丝读数≥0.3m。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。