徠卡全站儀和電子水準儀在高速鐵路CPⅢ控制網復測中的應用

引文格式： 劉士旬. 徠卡全站儀和電子水準儀在高速鐵路CPⅢ控制網復測中的應用[J].測繪通報，2015(2)：133-135.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0061

徠卡全站儀和電子水準儀在高速鐵路CPⅢ控制網復測中的應用

劉士旬

(中鐵六局集團有限公司工程設計院，北京 100036)

ApplicationofLeicaTotalStationandElectronicLevelinCPⅢControl

NetworkRetestofHigh-speedRailway

LIUShixun

摘要：CPⅢ控制網復測質量包含兩方面的內容：一是保證復測的準確性；二是保證復測的可靠性。在合福客運專線六標的CPⅢ控制網復測中，平面網測量使用具有自動目標搜索、自動照準、自動觀測和記錄的智能型全站儀Leica TS30(標稱精度：0.5″，0.6mm+1×10-6D)進行；高程網測量使用Leica DNA03電子水準儀(標稱精度：0.3mm/km)進行。在此次高速鐵路CPⅢ控制網復測過程中，通過采取各種切實可行的措施和方法，保證了復測的質量，完成了測量任務。

關鍵詞：可靠性；重復性；互換性；同精度內插

中圖分類號：P258文獻標識碼：B

一、概述

CPⅢ控制點一般布設于路基專用控制樁、橋梁防撞墻和隧道邊墻內襯上，容易受到線上施工和構筑物沉降變形的影響。為確保CPⅢ控制點成果準確可靠，應根據工程進展情況對CPⅢ控制網進行定期的復測和維護。

高速鐵路CPⅢ控制網共需復測兩次：第一次復測為軌道板道床施工前；第二次復測為軌道精調和工程靜態驗收前。CPⅢ控制網的復測內容包括CPⅢ平面控制網復測和CPⅢ高程控制網復測兩部分。

二、復測原則

CPⅢ控制網復測的總體原則是：采用與建網相同的技術要求和作業方法進行；在各區段測量完成，平差合格后對CPⅢ點復測與原測成果的坐標進行比較(較差應≤±3.0mm)，對相鄰點的復測與原測坐標增量進行比較(較差應≤±2.0mm)；超限時應結合線下工程結構和沉降評估結論分析判斷超限原因，確認復測成果無誤后，采用同精度內插的方式更新成果。

三、CPⅢ控制網復測中采取的各種措施

1. 選用高精度的測量儀器

CPⅢ控制網復測盡量選用標稱精度高的儀器進行。平面網測量可使用瑞士徠卡公司生產的智能型全站儀如LeicaTS30(標稱精度：0.5″，0.6mm+1×10-6D)、LeicaTCA2003(標稱精度：0.5″，1mm+1×10-6D)、LeicaTCRP1201+(標稱精度：0.5″，1mm+1.5×1×10-6D)；高程網測量則使用LeicaDNA03電子水準儀(標稱精度：0.3mm/km)。如圖1所示。

圖1

這些儀器都是經過實踐檢驗的高精度、高穩定性的儀器，能夠保證測量數據的精度和可靠性，更好地避免測量中的粗差，保證復測與建網成果的一致性。

2. 對預埋標具進行細致檢查

復測前派專人對CPⅡ加密點、二等水準點及CPⅢ點預埋標具進行細致檢查，對被破壞的點位應及時在原位置附近恢復，并做好詳細記錄，保證現場點位的唯一性、完好性，保證測量桿插入后和預埋件能緊密貼合。這是保證CPⅢ控制網復測效率和精度的有效手段之一。

3. 對 CPⅡ及水準加密網數據進行復核

CPⅡ及水準加密網數據是CPⅢ控制網復測成敗的關鍵。在使用這些數據進行約束前一定要保證其準確性。使用SYADJ軟件對內符合精度高、可靠的CPⅢ控制網測量數據通過約束CPⅢ點反算出CPⅡ加密點的坐標和水準加密點的高程，并進行檢核；對于采用GPS測量方法測定的CPⅡ加密點，還可使用全站儀進行邊角關系檢核。

4. 對棱鏡桿和水準桿進行檢驗

使用合格的棱鏡桿和水準桿是保證點位測量精度和點位互換性的前提。將重復性和互換性超過0.4mm的棱鏡桿、超過0.2mm的水準桿去除。

5. 對 CPⅡ加密點基座和棱鏡進行檢驗

CPⅢ控制網復測最好使用建網時所用的CPⅡ加密點基座和棱鏡。若不具備條件，也要與建網單位使用的CPⅡ加密點基座和棱鏡進行檢驗、比對、改正。對與建網時高度不一致的基座進行加工處理，保證CPⅡ加密點棱鏡中心與建網時一致；對與建網時常數不一致的棱鏡在使用時輸入棱鏡常數，保證測距與建網時一致。只有這樣才能更好地消除復測與建網的系統誤差，與建網的成果符合。

6. 建立試驗段

CPⅢ控制網復測工作開始后首先選取3km作為試驗段。一方面對參加測量的人員進行培訓，使相關人員盡快熟悉和掌握所從事的測量工種與任務；另一方面對測量的數據及時進行平差處理、成果比對，發現并消除復測中存在的問題，排除復測中存在的系統誤差。

7. 嚴格執行測量標準

CPⅢ控制網復測時要嚴格執行建網時的技術要求甚至要高于建網要求。只有這樣才能獲取合格的數據，保證測量成果的準確性，通過消除系統誤差達到與建網數據的高度符合。在CPⅢ控制網的測量中做到以下幾個要點：不要勉強進行測量，數據采集困難時不能保證精度；確保全站儀或水準儀視線不受遮擋；確保棱鏡桿或水準桿安裝到位；確保全站儀或水準儀穩定；每天測量工作開始前對測量儀器進行必要的檢校。

8. 坐標更新后進一步檢核

復測成果與建網成果比對后，對于較差超限，成果需要更新的點位要核對預埋標具檢查記錄，并再次到現場對預埋標具進行檢查。若點位確實破壞、損毀，則在報告中加以說明；若點位沒有明顯痕跡，測量桿插入后和預埋件能緊密貼合，則使用全站儀利用新、舊坐標分別進行自由設站檢查坐標不符值情況，確保更新成果的真實、可靠。

四、工程應用

合福客運專線六標施工里程為DK212+276.35～DK249+236.5，全部采用CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道施工。本次CPⅢ控制網的復測分4個段落進行，現在以DK240+860.000～DK249+236.500段CPⅢ控制網復測為例來說明復測情況。

1. 準備工作

對該區段的預埋標具進行細致檢查，發現共有20個點的標具出現不同程度的損毀，其中2個點的標具嚴重破壞，須進行重埋。

本區段的CPⅡ加密網和二等水準加密網經過復測采用原成果。使用CPⅢ測量數據反算檢核，也沒有發現變化，用原成果進行約束。

2. CPⅢ控制網復測情況

CPⅢ平面網測量使用LeicaTS30全站儀配合測量手簿進行，采用自由設站邊角交會法；高程網測量使用LeicaDNA03電子水準儀進行，采用矩形環單程水準網法。

本區段CPⅢ平面網共觀測CPⅢ控制點298個，聯測CPⅡ加密控制點20個。其自由網平差和搭接前約束網平差的各項精度指標均滿足規范要求(見表1)。本區段CPⅢ高程控制網共觀測CPⅢ控制點302個，聯測二等水準加密點6個，構成150個閉合環，各項精度指標均滿足規范要求(見表2)。

表1　平面網平差后技術指標統計表

表2　高程網平差后技術指標統計表　 mm

CPⅢ點復測與原測成果的坐標較差超限點共有20個，相鄰點的復測與原測坐標增量較差超限的邊共有44條，經核對預埋標具檢查記錄和再次現場核查發現超限點均為施工現場施工導致的破壞或毀損的點，其余均滿足限差要求，根據相關規定要求，本區段CPⅢ點控制網的超限點采用復測成果，其余點采用建網成果。

3. CPⅢ控制網復測結論

本測區CPⅢ控制網布設、觀測、數據處理和平差符合《高速鐵路工程測量規范》(TB10601—2009)等相關規范規定要求，可以使用本次復測的坐標成果進行軌道精調施工。

五、結束語

CPⅢ控制網復測的質量直接關系到無砟軌道道床施工和軌道精調的精度和效率。從本文復測過程來看，選擇合適的測量儀器(如徠卡公司生產的高精度測量機器人和電子水準儀)，通過采取一定措施和方法，可以保證測量點位的穩定可靠、保證起算數據的可靠、保證測量數據的準確，消除與建網的系統誤差，能夠保證CPⅢ控制網復測成果質量滿足下一工序施工的需要。

參考文獻：

[1]中華人民共和國鐵道部.TB10601—2009高速鐵路工程測量規范[S].北京：中國鐵道出版社，2009.

[2]國家測繪局.GB12897—2007 國家一、二等水準測量規范[S].北京：中國標準出版社，2007.

[3]中華人民共和國質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB/T18314—2009全球定位系統(GPS)測量規范[S].北京：中國標準出版社，2009.

(本專欄由徠卡測量系統和本刊編輯部共同主辦)