高速铁路GPS精测网复测方案技术分析

摘 要：本文以某高铁VIII标CPI精测网为例，介绍了该项目概况、测量高程系统、坐标系，分析了CPI精测网GPS控制网优化设计及工程实施方案，探讨了复测CPI控制网复测精度要求。

关键词：高铁 CPI控制网 复测 GPS

中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0030-01

高速铁路对轨道平顺度提出了更高的要求，也就是对测量工作的精度提出来更高的要求，高速铁路从勘探设计、施工到运营维护过程中要经过较长时间，收到外界条件的影响，会造成各级控制点移动，进而或不同程度地影响到线下工程施工与运营维修观测工作，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网，其精度对后续各项工作的顺利开展至关重要。如果控制网点发生变化而未及时发现，若用原来的坐标数据继续放样，就会产生明显的放样误差，给工程质量带来影响。因此，定期开展精美控制网的复测是保证控制网精度的必要工作。控制网经过复测后可以根据其位移量进行稳定性分析。

1 项目概况

该高铁专线设计时速350 km的双向电气化高速铁路，是我国《中长期铁路网规划》中重要组成部分，属于国家的重大交通工程，线路全长806 km，以VIII标CPI控制点为例，该标段全长54.734 km，表头位置与中铁某局承建的高铁站前VII表衔接，标尾与中铁某局城建的MGZQ-1标衔接。

2 复测平面坐标和高程系统

鉴于本标段的地形较为复杂，为满足综合长度变形小于1/100000的规范要求，设计单位结合工程实际情况，选择了具有测区高程抵偿面的任意带高斯投影直角坐标洗，工程独立坐标系的详细参数见表1。

高程系统为1985国家高程基准，椭球参数为WGS-84椭球参数，均与原设计标准相同。

3 已有测量成果及评价和利用

CPI控制网复测前首先通知各施工工区进行标石的完好性检查与统计，对于点位的通视情况、外观以及周围是否有新建高大建筑物及发射塔进行实地踏勘，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、二等水准共桩CPI控制网复测的作业方法、精度指标、使用仪器均按《高速铁路工程测量规范》中二等GPS网精度标准进行。

4 精测网复测方案

4.1 CPI精测网复测原则

我国《高速铁路工程测量规范》中对CP0、CPI、CPII和线路水准基点各级控制网复测均作了详细规范，目的为了保证高铁工程测量的技术规范的统一性，满足勘测、施工及运营维护所有阶段的测量要求，具体原则为：

（1）技术方案的编写。

（2）复测方法必须与设计单位的原测方法一致。

（3）复测施工前期首要任务是现场检查所有标石的完好程度，若有丢失或者破坏的控制点，应对其进行同精度扩展补设。

（4）按照复测成果检查所有控制点间的相对位置的位移、点位精度是否满足要求，若超限应当及时查明原因，会同监理方进行确认。

4.2 复测网复测方案与精度要求

为使本次复测的控制网成果与原建网的控制网成果在精度上具有可比性，基础平面控制网CPI复测采用高铁二等GPS控制网精度要求。为与相邻标段衔接，需联测相邻标段两个CPI平面控制点。CPI GPS测量控制网的主要技术指标，应当满足表2的规定。

CPI GPS外业基础测量应当满足表2的规定。

4.3 CPI精测网复测实施

研究案例中CPI控制网平面复测采用GPS静态测量的方法。本次平面控制网复测采用了标称精度为±（5 mm+1×10-6D）的Trimble公司的双频测量型GPS接收机，其中6台型号均为R8。本次复测CPI控制网形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，形成大地四边形。

通过联测经稳定性分析稳定的CPI作为平差约束点，得到平差后复测成果，便于与原测成果进行分析、比较。复测网观测执行的具体步骤为以下几种。

（1）作业前按要求进行仪器检校。（2）观测严格按照执行调度计划，按规定时间进行同步观测作业。（3）使用两组6台GPS接收机进行作业，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。（4）CPI控制网与相邻标段共用控制CPI桩联测，按CPI的测量精度进行，组成大地四边形。（5）CPI同步观测时段数为2，每时段观测大于等于90 min。（6）作业过程中，天线安置严格整平对中，天线标志线指向正北。（7）卫星高度角设定为≥15°；数据采样间隔设定为15 s；同步观测有效卫星总数≥5颗。（8）每时段观测前后分别量取天线高，误差小于2 mm，取两次平均值作为最终结果。（9）作业中使用对讲机，离GPS接收机10 m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。（10）观测过程中按规定填写观测手簿，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了详细记录。

5 结语

本次复测CPI控制网形成大地四边形组成的带状网，采用CPI点作为联结边，并以边联式进行构网。CPI控制网联测至相邻标段CPI控制点上，形成大地四边形。以6台R8型GPS接收机为工具，严格按照二等GPS静态控制测量的精度要求和外业测量细则，完成野外数据采集工作。由于笔者能力和所研究标段CPI控制网复测数据有限，未能对CPI控制点做稳定性分析，将在下一步研究中进行深入分析研究。

参考文献

[1] 赵占辉.高尔夫球场建设中的测量方法探讨[J].科技资讯，2014，7（12）：39-40.

[2] 张兵，赵瑞.GPS控制网起算点兼容性分析方法研究与实践[J].测绘科学，2010，35（5）：65-67.

[3] 王惠南.GPS测量原理与应用[M].北京：科学出版社，2003.

[4] 中铁二院工程集团有限公司.TB10601 -2009，J962-2009高速铁路工程测量规范[S].北京：中国铁道出版社.

[5] 李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2005.endprint

摘 要：本文以某高铁VIII标CPI精测网为例，介绍了该项目概况、测量高程系统、坐标系，分析了CPI精测网GPS控制网优化设计及工程实施方案，探讨了复测CPI控制网复测精度要求。

关键词：高铁 CPI控制网 复测 GPS

中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0030-01

高速铁路对轨道平顺度提出了更高的要求，也就是对测量工作的精度提出来更高的要求，高速铁路从勘探设计、施工到运营维护过程中要经过较长时间，收到外界条件的影响，会造成各级控制点移动，进而或不同程度地影响到线下工程施工与运营维修观测工作，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网，其精度对后续各项工作的顺利开展至关重要。如果控制网点发生变化而未及时发现，若用原来的坐标数据继续放样，就会产生明显的放样误差，给工程质量带来影响。因此，定期开展精美控制网的复测是保证控制网精度的必要工作。控制网经过复测后可以根据其位移量进行稳定性分析。

1 项目概况

该高铁专线设计时速350 km的双向电气化高速铁路，是我国《中长期铁路网规划》中重要组成部分，属于国家的重大交通工程，线路全长806 km，以VIII标CPI控制点为例，该标段全长54.734 km，表头位置与中铁某局承建的高铁站前VII表衔接，标尾与中铁某局城建的MGZQ-1标衔接。

2 复测平面坐标和高程系统

鉴于本标段的地形较为复杂，为满足综合长度变形小于1/100000的规范要求，设计单位结合工程实际情况，选择了具有测区高程抵偿面的任意带高斯投影直角坐标洗，工程独立坐标系的详细参数见表1。

高程系统为1985国家高程基准，椭球参数为WGS-84椭球参数，均与原设计标准相同。

3 已有测量成果及评价和利用

CPI控制网复测前首先通知各施工工区进行标石的完好性检查与统计，对于点位的通视情况、外观以及周围是否有新建高大建筑物及发射塔进行实地踏勘，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、二等水准共桩CPI控制网复测的作业方法、精度指标、使用仪器均按《高速铁路工程测量规范》中二等GPS网精度标准进行。

4 精测网复测方案

4.1 CPI精测网复测原则

我国《高速铁路工程测量规范》中对CP0、CPI、CPII和线路水准基点各级控制网复测均作了详细规范，目的为了保证高铁工程测量的技术规范的统一性，满足勘测、施工及运营维护所有阶段的测量要求，具体原则为：

（1）技术方案的编写。

（2）复测方法必须与设计单位的原测方法一致。

（3）复测施工前期首要任务是现场检查所有标石的完好程度，若有丢失或者破坏的控制点，应对其进行同精度扩展补设。

（4）按照复测成果检查所有控制点间的相对位置的位移、点位精度是否满足要求，若超限应当及时查明原因，会同监理方进行确认。

4.2 复测网复测方案与精度要求

为使本次复测的控制网成果与原建网的控制网成果在精度上具有可比性，基础平面控制网CPI复测采用高铁二等GPS控制网精度要求。为与相邻标段衔接，需联测相邻标段两个CPI平面控制点。CPI GPS测量控制网的主要技术指标，应当满足表2的规定。

CPI GPS外业基础测量应当满足表2的规定。

4.3 CPI精测网复测实施

研究案例中CPI控制网平面复测采用GPS静态测量的方法。本次平面控制网复测采用了标称精度为±（5 mm+1×10-6D）的Trimble公司的双频测量型GPS接收机，其中6台型号均为R8。本次复测CPI控制网形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，形成大地四边形。

通过联测经稳定性分析稳定的CPI作为平差约束点，得到平差后复测成果，便于与原测成果进行分析、比较。复测网观测执行的具体步骤为以下几种。

（1）作业前按要求进行仪器检校。（2）观测严格按照执行调度计划，按规定时间进行同步观测作业。（3）使用两组6台GPS接收机进行作业，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。（4）CPI控制网与相邻标段共用控制CPI桩联测，按CPI的测量精度进行，组成大地四边形。（5）CPI同步观测时段数为2，每时段观测大于等于90 min。（6）作业过程中，天线安置严格整平对中，天线标志线指向正北。（7）卫星高度角设定为≥15°；数据采样间隔设定为15 s；同步观测有效卫星总数≥5颗。（8）每时段观测前后分别量取天线高，误差小于2 mm，取两次平均值作为最终结果。（9）作业中使用对讲机，离GPS接收机10 m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。（10）观测过程中按规定填写观测手簿，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了详细记录。

5 结语

本次复测CPI控制网形成大地四边形组成的带状网，采用CPI点作为联结边，并以边联式进行构网。CPI控制网联测至相邻标段CPI控制点上，形成大地四边形。以6台R8型GPS接收机为工具，严格按照二等GPS静态控制测量的精度要求和外业测量细则，完成野外数据采集工作。由于笔者能力和所研究标段CPI控制网复测数据有限，未能对CPI控制点做稳定性分析，将在下一步研究中进行深入分析研究。

参考文献

[1] 赵占辉.高尔夫球场建设中的测量方法探讨[J].科技资讯，2014，7（12）：39-40.

[2] 张兵，赵瑞.GPS控制网起算点兼容性分析方法研究与实践[J].测绘科学，2010，35（5）：65-67.

[3] 王惠南.GPS测量原理与应用[M].北京：科学出版社，2003.

[4] 中铁二院工程集团有限公司.TB10601 -2009，J962-2009高速铁路工程测量规范[S].北京：中国铁道出版社.

[5] 李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2005.endprint

摘 要：本文以某高铁VIII标CPI精测网为例，介绍了该项目概况、测量高程系统、坐标系，分析了CPI精测网GPS控制网优化设计及工程实施方案，探讨了复测CPI控制网复测精度要求。

关键词：高铁 CPI控制网 复测 GPS

中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0030-01

高速铁路对轨道平顺度提出了更高的要求，也就是对测量工作的精度提出来更高的要求，高速铁路从勘探设计、施工到运营维护过程中要经过较长时间，收到外界条件的影响，会造成各级控制点移动，进而或不同程度地影响到线下工程施工与运营维修观测工作，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网，其精度对后续各项工作的顺利开展至关重要。如果控制网点发生变化而未及时发现，若用原来的坐标数据继续放样，就会产生明显的放样误差，给工程质量带来影响。因此，定期开展精美控制网的复测是保证控制网精度的必要工作。控制网经过复测后可以根据其位移量进行稳定性分析。

1 项目概况

该高铁专线设计时速350 km的双向电气化高速铁路，是我国《中长期铁路网规划》中重要组成部分，属于国家的重大交通工程，线路全长806 km，以VIII标CPI控制点为例，该标段全长54.734 km，表头位置与中铁某局承建的高铁站前VII表衔接，标尾与中铁某局城建的MGZQ-1标衔接。

2 复测平面坐标和高程系统

鉴于本标段的地形较为复杂，为满足综合长度变形小于1/100000的规范要求，设计单位结合工程实际情况，选择了具有测区高程抵偿面的任意带高斯投影直角坐标洗，工程独立坐标系的详细参数见表1。

高程系统为1985国家高程基准，椭球参数为WGS-84椭球参数，均与原设计标准相同。

3 已有测量成果及评价和利用

CPI控制网复测前首先通知各施工工区进行标石的完好性检查与统计，对于点位的通视情况、外观以及周围是否有新建高大建筑物及发射塔进行实地踏勘，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、二等水准共桩CPI控制网复测的作业方法、精度指标、使用仪器均按《高速铁路工程测量规范》中二等GPS网精度标准进行。

4 精测网复测方案

4.1 CPI精测网复测原则

我国《高速铁路工程测量规范》中对CP0、CPI、CPII和线路水准基点各级控制网复测均作了详细规范，目的为了保证高铁工程测量的技术规范的统一性，满足勘测、施工及运营维护所有阶段的测量要求，具体原则为：

（1）技术方案的编写。

（2）复测方法必须与设计单位的原测方法一致。

（3）复测施工前期首要任务是现场检查所有标石的完好程度，若有丢失或者破坏的控制点，应对其进行同精度扩展补设。

（4）按照复测成果检查所有控制点间的相对位置的位移、点位精度是否满足要求，若超限应当及时查明原因，会同监理方进行确认。

4.2 复测网复测方案与精度要求

为使本次复测的控制网成果与原建网的控制网成果在精度上具有可比性，基础平面控制网CPI复测采用高铁二等GPS控制网精度要求。为与相邻标段衔接，需联测相邻标段两个CPI平面控制点。CPI GPS测量控制网的主要技术指标，应当满足表2的规定。

CPI GPS外业基础测量应当满足表2的规定。

4.3 CPI精测网复测实施

研究案例中CPI控制网平面复测采用GPS静态测量的方法。本次平面控制网复测采用了标称精度为±（5 mm+1×10-6D）的Trimble公司的双频测量型GPS接收机，其中6台型号均为R8。本次复测CPI控制网形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，形成大地四边形。

通过联测经稳定性分析稳定的CPI作为平差约束点，得到平差后复测成果，便于与原测成果进行分析、比较。复测网观测执行的具体步骤为以下几种。

（1）作业前按要求进行仪器检校。（2）观测严格按照执行调度计划，按规定时间进行同步观测作业。（3）使用两组6台GPS接收机进行作业，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。（4）CPI控制网与相邻标段共用控制CPI桩联测，按CPI的测量精度进行，组成大地四边形。（5）CPI同步观测时段数为2，每时段观测大于等于90 min。（6）作业过程中，天线安置严格整平对中，天线标志线指向正北。（7）卫星高度角设定为≥15°；数据采样间隔设定为15 s；同步观测有效卫星总数≥5颗。（8）每时段观测前后分别量取天线高，误差小于2 mm，取两次平均值作为最终结果。（9）作业中使用对讲机，离GPS接收机10 m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。（10）观测过程中按规定填写观测手簿，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了详细记录。

5 结语

本次复测CPI控制网形成大地四边形组成的带状网，采用CPI点作为联结边，并以边联式进行构网。CPI控制网联测至相邻标段CPI控制点上，形成大地四边形。以6台R8型GPS接收机为工具，严格按照二等GPS静态控制测量的精度要求和外业测量细则，完成野外数据采集工作。由于笔者能力和所研究标段CPI控制网复测数据有限，未能对CPI控制点做稳定性分析，将在下一步研究中进行深入分析研究。

参考文献

[1] 赵占辉.高尔夫球场建设中的测量方法探讨[J].科技资讯，2014，7（12）：39-40.

[2] 张兵，赵瑞.GPS控制网起算点兼容性分析方法研究与实践[J].测绘科学，2010，35（5）：65-67.

[3] 王惠南.GPS测量原理与应用[M].北京：科学出版社，2003.

[4] 中铁二院工程集团有限公司.TB10601 -2009，J962-2009高速铁路工程测量规范[S].北京：中国铁道出版社.

[5] 李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2005.endprint