铁三院CPIII测站平差软件用户手册
CPIII测量作业指导书1
xx股份xx客专xx段项目部CPIII测量作业指导书1工程概况xx标段起讫里程为DKxx～DKxx全长xxkm，主要工程量有xx大桥0.5座，长度为35.355km，该桥上部结构主要为32和24米两种预应力混凝土简支箱梁和32+48+32，40+56+40，40+64+40，60+100+60五种预应力混凝土连续梁，预应力混凝土简支箱梁1042孔；无砟轨道70.709km。
2编制依据《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》《xx铁路客运专线（xx段）CPIII轨道控制网测量技术方案》3工作内容涉及到的主要内容如下：准备工作（1）线下工程沉降和变形评估；（2）CPI、CPII控制网复测；（3）CPII控制网加密。
CPIII控制网测量的具体工作（1）CPⅢ平面控制网测量；（2）CPⅢ高程控制测量。
4CPII控制网加密目的和要求4.1 加密的目的为了满足轨道控制网CPIII的建立和维护，针对桥梁、隧道和特殊路基结构工程的施工控制网，应在CPI或CPII基础上加密。
当加密网的精度不能满足施工测量的精度要求时，应建立更高精度等级的独立控制网。
4.2 CPII加密的要求（1）为满足CPIII测量数据处理的各项限差要求，CPIII测量前，应对CPII 点和二等水准点进行加密，确保沿线可用的CPI或（加密）CPII点间距在600米左右，可用的（加密）线路水准基点在1000米左右。
加密测量采用的方法、使用的仪器和精度应符合相应等级的规定。
所采用仪器经过检定，并在有效检定期内。
（2）加密测量前应检查联测标石的完好性，对丢失和破损比较严重的标石应按原测标准用同精度扩展方法恢复或增补，CPII加密测量时观测两个时段，每个时段不少于60分钟，加密一个CPII点时应联测不少于两个CPI及不少于两个CPII点，且加密点位于所联测CPI/CPII点构成的网形中部。
4.3 GPS加密CPII网的技术要求（1）选点埋石CPII加密点应采用强制对中标，对桥梁部分CPII加密点需上桥，可与CPIII 点共桩，并且沿线路前进方向左右交替埋设于桥梁的固定端正上方防撞墙顶部；必须保证加密CPII点埋设稳定可靠，同时须满足必要的GPS观测条件和与CPIII 点的联测条件，沿线路前进方向左右交替埋设.（2）观测CPII加密点要求同精度网原网要求，观测、数据处理均与原测CPII相同。
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。
CPIII测量
车站内
一般布设与站台内侧或站台上。
预埋件位置
CPIII点号编制原则
CPⅢ平面网测量
采用的仪器设备和自动观测软件 （1）全站仪标称精度必须满足如下要求
水平方向测量精度： ≤±1″ 距离测量精度： ≤±1mm +2ppm （2）全站仪应带目标自动搜索及照准（ATR） 功能，如LeicaTCRP1201+、TCA1800、 TCA2003 （3）CPⅢ平面控制网的自动观测软件应该通过 铁道部有关部门的评审。
如：32+48+32m；40+56+40m；
路基段 CPⅢ布设
路基段 CPⅢ控制点成对布设在接触网基 础上的临时辅助立柱上。
CPⅢ辅助立柱直径 为 25cm，顶面高 于设计轨道面至少 30cm。
隧道段 CPⅢ布设
隧道里一般布置在设计轨道顶面以上 30~50cm 的边墙内衬上，相邻 CPⅢ点对 相距 60m 左右
CPⅢ控制网的维护
CPⅢ控制点比较容易受线下工程稳定性 和施工等的影响，为确保CPⅢ控制点成 果的准确可靠，为后期的轨道板和轨道 精调提供可靠依据，施工单位应根据工 程进展情况应对CPⅢ控制网进行定期和 不定期的复测和维护，以保证CPⅢ控制 网的准确稳定性。
谢谢
CPⅢ平面网换带处衔接
坐标换带处CPⅢ平面网计算时，应分别 采用相邻两个投影带的CPⅠ、CP Ⅱ坐标 进行约束平差，并分别提交相邻投影带 两套CPⅢ平面网的坐标成果。两套坐标 成果都应该满足上面的精度要求。提供 两套坐标的CPIII测段长度不应小于800m。
CPⅢ网高程测量
1 测量设备
CPⅢ网高程测量
CPⅢ网高程测量
2、作业方法 （1）CPⅢ高程控制网应在线下工程竣工且沉降
CPⅢ平面网测量与数据处理作业指导书
CPⅢ平面网测量与数据处理作业指导书1.1CPⅢ平面控制网布设1.1.1 CPⅢ平面网的主要技术要求应符合表1.1-1的规定：表1.1-1 CPⅢ平面网的主要技术要求CPⅢ控制网应采用自由测站边角交会法施测。
CPⅢ平面网应附合于CPⅠ或CPⅡ控制点上，每600m左右应联测一个CPⅠ或CP Ⅱ控制点，采用固定数据平差。
当CPII点位密度和位置不满足CPⅢ联测要求时，应按同精度内插方式加密CPII控制点。
1.1.2自由测站距CPIII控制点距离为一般应小于120 m 左右，最大不超过180m；自由测站距CPⅠ或CPⅡ控制点的距离不宜大于300m。
每个CPⅢ点至少应保证有三个自由测站的方向和距离观测量。
1 一般情况下采用测站间距为120m的CPⅢ平面网型，每个CPⅢ控制点被3个自由测站观测；控制网形见下图1.1-1。
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1.1-1测站间距为120m的CPⅢ平面网构网形式图1.1-1说明：中间点表示自由置镜位置，由中间点引出的色方向线为由此测站须观测的CPⅢ点。
2 因遇施工干扰或观测条件稍差时，CPⅢ平面控制网可采用图1.1-2所示的构网形式，平面观测测站间距应为60m 左右，每个CPⅢ控制点应有4个方向交会。
图1.1-2 测站间距为60m的CPⅢ平面网构网形式1.1.3 CPⅢ控制点测量方法及与上一级控制网的关系：联测高等级控制点CPI、CPII应采用以下联测网型：当采用在自由设站置镜观测CPⅠ、CP Ⅱ控制点时，应在2个或以上连续的自由测站上观测CPⅠ、CP Ⅱ控制点，如图1.1-3。
图1.1-3 自由测站置镜联测高等级点在自由站上测量CPⅢ的同时，将靠近线路的全部CPII 点进行联测，纳入网中。
应确保线路两侧200m范围内可视的CPⅡ控制点密度达到400m～800m，否则应按同精度加密CPⅡ控制点。
每个CPⅢ测量组中需使用同一批棱镜（包含联测CPII 等控制点），并做好棱镜常数等参数的设置工作。
CPIII测量及CPRAII精调系统--N
CPⅢ控制点布设与测量介绍
一 二 三 四 五 六 CPIII控制点介绍 无碴轨道施工测量标志点的布置 观测CPⅢ控制点的测量设备 CPⅢ机载软件的安装 CPⅢ控制点观测流程 CPⅢ控制点成果整理
中 国 高 铁
一 CPIII控制点介绍
CPⅢ：中文为基桩控制网。沿线路布设的三维控制网，平面控制起 闭于基础平面控制网（CPⅠ）或线路控制网（CPⅡ），高程控 制起闭于沿线路布设的二等水准网,一般在线下工程施工完成后 施测，为无碴轨道铺设和运营维护的基准。由中华人民共和国铁 道部提出。 无砟轨道客运专线铁路工程测量平面控制网按分级布网的原则分 三级布设，第一级为基础平面控制网（CPⅠ），第二级为线路 控制网（CPⅡ），第三级为基桩控制网（CPⅢ），主要为铺设 无砟轨道和运营维护提供控制基准。
通讯系统
有线传输
温度范围
操作系统
-10° to +50°C
Windows XP (计算机系统) Windows application Trimble 5600, TPS 1200 ，TPS 2003, TPS 1800
-30°C to +60°C
Windows Mobile 5.0 (设备自带系统) Windows CE .NET application Trimble S6/S8(最新型)
中 国 高 铁
二 无碴轨道施工测量标志点的布置
控制点沿线路两侧约每隔60米布设 固定在接触网支柱、边墙、挡土墙等上面 中 国 高 铁
CPIII测量前的准备工作
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. CPI/CPII数据的整理 现场勘察 CPII复测（GPS) CPII点的增设（GPS) 准备足够CPIII固定锚栓 准备凝固剂 准备电钻 埋设CPIII点
最新CPIII测量具体操作
CPIII测量操作CPIII所有的准备工作完成以后，开始进行外业的数据采集工作，包括平面数据和水准数据采集。
数据采集软件必须是采用经铁道部评审通过的数据处理软件。
蒙河项目采用中铁二院联合西南交通大学开发的“无碴轨道CPIII网测量数据采集及其数据处理系统”软件。
一、平面测量1.软件功能本软件的功能是：高速铁路在轨道铺设前需要测设CPIII网的外业观测数据，软件利用手薄操作全站仪现场测设CPIII的平面网原始观测数据（SUC格式数据），能够做到现场对所测量的观测数据进行检测，并对所有超限数据进行及时补测，保证现场所测量的观测数据的合格率。
完整的操作过程（建网时采用）为：“仪器设站”-“测点学习”-“选点”-“测量”。
2.设置通讯参数2.1手薄通讯设置点击“设置-通讯参数设置”按钮，弹出下图参数设置框。
设置通讯参数如图所示：需要与全站仪中设置相同的通讯参数，否则将不能正常通讯。
若使用有线连接，则串口选择“COM1”，其他通讯参数需要与全站仪的参数设置相同，如上右图所示。
若使用蓝牙无线通讯，则需要在PDA上通过蓝牙搜索到全站仪的蓝牙设备，然后配对建立通讯连接，一般配对密码为“0000”，配对完成后建立蓝牙通讯端口，一般选择“COM8”，设置完毕后退出。
打开软件，进入软件通讯端口设置界面，软件通讯参数中的串口选择蓝牙所指的的串口，其他参数如上图设置即可。
通讯参数设置完毕后点击“确定”按钮即可，若软件中设置过通讯参数，软件将自动保存本次设置，在全站仪中参数不更改的情况下将不需要重新设置。
注：读取气象元素--仅为查看仪器中的气象参数输入是否正确，不具备改变全站仪中气象参数功能，测量的气象设置应在全站仪中进行，仪器输出的测量数据已经是经过气象改化后的距离。
2.2 TPS 1200/TS 30系列全站仪内置蓝牙通讯设置如上图所示：进入仪器系统主界面，选择“配置...”进入到下图界面：如上图所示：选择“接口设置...”进入到下图界面：如上左图：选择“GeoCOM 模式”选项，选择“编辑”按钮，进入到下图界面：在上图界面中，在“端口”中选择“端口3（BT）”，“协议”项为“RS232 GeoCOM”，点击“设备”按钮，进入下图所示：在上图窗口中选择“RS232 GeoCOM”选项，然后点击“新建”选项，进入下图界面。
CPI CPII CPIII测量技术
一般规定→高程控制网技术要求
新建250km /h～350km /h高速铁路工程测量 高程控制网布网技术要求
控制网级别
测量等级Βιβλιοθήκη 点间距线路水准基点测量
二等
≤2km
CPⅢ控制点高程测量
精密水准
50～70m
精密水准测量：测量精度介于二等、三等水准测量之间的等级水准测量，主 要用于CPIII高程测量和轨道施工测量。
一般规定→规范
《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006） 《客运专线轨道几何状态测量仪暂行技术条件》科技基[2008]86号 《高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南》铁建设函[2009]674号 《高速铁路工程静态验收技术规范》TB10760-2013 《高速铁路工程动态验收技术规范》TB10761-2013 《高速铁路运营沉降监测管理办法》（运基线路〔2010〕554号）
《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→精测网复测技术依据
◆复测技术依据
（1）《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）； （2）《铁路工程测量规范》（TB10101-2009）； （3）《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）； （4）《铁路工程卫星定位测量规范》（TB10054-2010）； （5）《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）； （6）《关于加强客运专线轨道工程测量工作的通知》（建工电〔2008〕 55号）； （7） 《关于加快客运专线精密控制测量工作的通知》（工管工电〔2008〕 93号）； （8）《测绘成果质量检查与验收》（GB/T24356-2009）； （9）铁道部以及公司其他有关规范、办法。
CPIII建网学习内容
CPIII平面测量仪器：1. 全站仪TCA2003一台，电池，存储卡（注册码注册在卡里，机卡对号，如不对应，需要重新注册，441926=331112，442035=331162），三角架。
2. 棱镜杆13个，棱镜13个，安装好后尽量不要拆解，注意保护镜面，不要磕碰。
3．温湿计，气压计，测量记录本。
4．测量作业完成后，把当天的数据（卡），测量记录信息整理上报。
外业作业操作：1．开机精平（精平，指旋转仪器后气泡仍然水平），查看仪器高0，棱镜高0，棱镜常数0.5,仪器自身的ppm=0，温度气压要在程序中进行改正。
2．棱镜安好后，进入程序1）Configuration(配置):主要是限差和测回数的配置。
操作：选择DJ05（对应2003F4保存”（save,保存到存储卡）2）Setup(建站) : 主要用于设置测站名等基本测站信息，以及测站的气象信息。
操作：Station Name : 测站名称（按照测站表输入，第二次测可更改C后的数字）Set Number : 测回数目（测回数为3）Direc Number : 方向数（棱镜数目）(按照测站表进行输入)Operator : 操作人（人员缩写）Temperature : 温度（温度计需要适应环境温度）Pressure : 气压（气压计需要适应环境温度）3）Learn Measure (点学习)：主要进行点学习测量。
操作：输入点号，粗瞄，按顺时针方向进行学习4）Measurement (测量)：多测回测角。
操作：学习完成后，进入测量程序，查看气泡，正常后开始测量，第一次回查看有无学点错误。
5）SideShotSurvey(散点测量)注意事项：1）每天开始测量作业前，对仪器进行检查，查看其各项指标值是否正常。
仪器高，棱镜高，棱镜常数，仪器内自身的ppm是否为0。
2）测量作业记录本上记录温度，气压，仪器高量取，当天测量作业完成后，将当天工作情况汇总，记录在记录本上。
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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
用户手册
1
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
用户手册
2
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。
用户手册
3
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。
仪器精度中，测距固定误差和比例误差是检验导线往测和返测平距是否满足
要求的重要指标，计算公式如下：
测距限差=±2×(A+B×D)
式中：A----表示测距固定误差(mm)
B----表示测距比例误差(mm/km)
用户手册
4
D----测距长度(km)
作业人员参数设置
方向观测法限差参数设置
这些参数是内业程序对外业原始测量数据进行再复核的参数指标，程序会根
据这些参数判定外业数据是否合格。
数据取位精度设置
数据取位精度可以根据用户的要求或工程测量规范的要求，以相应的数据取
位输出报表和电子数据。
用户手册
5
天气情况设置
三角高程限差
在进行精密导线测量时，用户需要进行光电测距三角高程测量，程序会根据
三角高程的要求对竖直角进行指标检查，否则就按照方向观测法的要求对竖直
角进行检查。
长度高程改化设置
用户手册
6
2、计算菜单
当用户打开数据后，程序已经完成了数据计算工作，如果用户修改了程序选
定的tpt文件，可以不用重新打开这些文件，只要进行 重新读数据计算 就可以
把计算数据更新。
3、报表输出
输出目录位置
当用户进行各种结果的输出前应该指定结果输出位置。
用户手册
7
输出观测手薄
观测手薄输出后，应装订成册，并和电子文件双重归档。
用户手册
8
注意：观测手薄输出时，程序不检查该站是否被选定，程序将文件信息中打开
的所有内容输出出来。
输出测站平差报告
输出内容如下图
输出的数据是 “测站_rep.txt”平差报告，该文件保存在输出目录位置的
REPORT目录中。
注意：文件信息中没有被选定的测站，程序不
予输出；该文件中距离的平差结果为斜距；测站是按
照tpt文件内部测站名称命名的。
用户手册
9
输出《TSDI_HRSADJ》计算数据
同输出测站平差报告一样，只有被选定的测站才被输出。文件命名为“测站
_calc.txt”的文件，该文件的格式只能被以下程序使用
用户手册
10
输出清华山维导线数据
该功能输出清华山维导线计算的数据，在输出清华山维数据前程序先检查当
前文件信息列表中记录的顺序是否贯通，如果不贯通，程序将给用户提示，并终
止输出。
用户手册
11
程序在输出清华山维数据的过程中自动计算往返观测距离平均值d0，即d0值
是往测和返测距离的平均值，当往返距离大于2*(A+B*D)是，程序提示超限。
程序自动根据斜距和竖直角、仪器高和棱镜高计算高差h0，需要注意的是高
差的地球曲率及大气折光已经在计算高差时改正。
程序默认文件信息记录中第一条记录的置镜点、后视方向和最后一条记录的置
镜点、前视方向为固定点，并以此输出到文件中，其固定点的坐标值是假定的。
注意：在程序输出目录中NASEW_calc.msm文件就是最近一次输出的清华山维
数据，输出数据时程序删除上次的输出结果。
当用户打开了3个以上的测站后，程序检查是否是导线数据，如果是导线数据，
程序自动绘制导线关系示意图，否则程序不绘制任何图形，如果导线的测站在文
件列表中的排序错误，绘图可导致失败。
当用户单击了文件信息中的记录时，程序显示当前测站的各方向关系图。
用户手册
12
输出清华山维网数据
当控制网形式较复杂时，也可以按照清华山维网平差的格式输出数据，文件输
出位置和文件名称和输出清华山维导线数据相同。具体格式如下图：
用户手册
13
分组观测数据平差合并
当一测站上方向数大于6个时，为了减少测量时间长对观测精度的影响，可以将
一测站的方向分成两组观测，分组观测的原则是：两组观测中必须包含2个相同的方
向，其中一个方向必须是其实方向。
使用菜单中的‘打开数据’功能，打开2个分组观测文件，如下图:
再执行‘分组观测数据平差合并’功能，如下图：
用户手册
14
执行该功能后，程序会检查两组观测联测角之差和两组观测同方向距离差是否满
足要求，如下图：
如果两组观测数据各项指标不超限，以上3个对话框就不会出现。
用户手册
15