高速铁路轨道精密测量技术
简述高速铁路施工测量工作内容及流程
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②控制网建立：布设精密控制网(CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ)，进行复测与加密，为施工提供精准的坐标基准。
③地形测量：利用GPS、全站仪等设备进行地形图测绘，为线路设计、土方计算提供依据。
④施工放样：依据控制点，对桥梁、隧道、路基、轨道等关键结构进行三维空间放样，指导现场施工。
⑤沉降观测：设置沉降观测点，定期监测地基与结构沉降，评估稳定性，指导调整施工工艺。
⑥轨道控制：铺设CPⅢ控制网，精细控制轨道几何尺寸，确保轨道平顺性与行车安全。
⑦安装测量：对接触网、信号设备进行精密测量，确保安装精度，满足高速运行要求。
⑧监测与调整：施工全程实施动态监测，根据测量数据及时调整施工偏差，保证工程质量。
⑨资料整理：记录测量数据，绘制测量成果图，编写测量报告，为工程质量验收及后期运维提供依据。
⑩竣工验收：参与竣工测量，验证工程是否满足设计标准，提交最终测量资料，完成项目验收。
论高速铁路精密工程测量“三网合一”
论高速铁路精密工程测量“三网合一”随着科技的发展和国家的重视，我国高速铁路技术取得了骄人的成就，高速铁路精密工程测量作为告诉铁路中的重要组成部分，起着非常重要的作用。
因此，对高速铁路精密工程测量“三网合一”进行探讨是非常有必要的。
标签：高速铁路;精密工程;测量;“三网合一”一、前言文章对高速铁路精密工程测量“三网合一”的测量体系进行介绍，对高速铁路精密工程测量的内容和目的进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对我国高铁精密工程测量“三网合一”的具体应用研究进行探讨，具有一定的借鉴意义。
二、高速铁路精密工程测量“三网合一”的测量体系高速铁路工程测量的平面、高程控制网，按施测阶段、施测目的及功能不同分为了勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网。
我们把高速铁路工程测量这三个阶段的控制网，简称“三网”。
其中，勘测控制网包括：CPI控制网、CPII控制网、二等水准基点控制网。
施工控制网包括：CPI控制网、CPⅡ控制网、水准基点控制网、CPII控制网。
运营维护控制网包括：CPⅡ控制网、水准基点控制网、CP11I控制网、加密维护基标。
高速铁路精密工程测量所采用的体系就是将以上三个阶段的控制网合为一体，从而更好的实现铁路的精密工程测量工作。
三、高速铁路精密工程测量的内容和目的1.高速铁路精密工程测量的内容。
就我国目前高速铁路建设的现状来看，无论是铁路勘测的设计、施工，还是最后的验收和维护，都离不开精密工程的测量。
可以说，该项工作贯穿于高速铁路建设的整个过程中，对工程的建设具有重要意义。
其测量的内容也包括了多个方面，比如说对高速铁路平面高程控制的测量、对轨道施工的测量以及对铁路运行维护的测量等。
这些测量内容都是确保高速铁路整体质量的重要依据，因此，相关工作人员必须对其给予高度的重视。
2.高速铁路精密工程测量的目的。
高速铁路建设过程中所涉及的任何工作环节，其目的都是一致的，那就是从根本上提高工程建设的整体质量，确保铁路高速、安全的行驶，高速铁路精密工程测量也不例外，作为高速铁路建设过程中的一项重要工作，其主要是根据工程的实际情况，对各级平面高层控制网进行合理设计，从而在精密测量网的控制下，实现工程建设中各个环节的有效实施，最终将高速铁路建设的目的顺利实现。
高速铁路无砟轨道测量与调整
安伯格技术公司
轨道几何参数测量：平面位置基准
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轨道几何参数测量：轨面高程基准
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轨道几何参数测量：轨向与高低
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轨道几何参数测量：长短波不平顺
30米弦
每隔5米检核
300米弦 每隔150米检核
安伯格技术公司
轨道几何参数测量：验收标准
测量参数 轨距 水平 /超高 轨向高低 短波不平顺 长波不平顺 平面位置 (区间轨道) 轨面高程 (区间轨道) 平面位置 (道岔) 轨面高程 (道岔) 轨距变化率 扭曲 MOR（仅供参考） +/- 1 +/- 1 2mm, 10m弦 2mm/8α, 基线长48α 10mm/ 240α, 基线长480α +/- 10 +/- 10 +/- 2 0/-5 1mm/3m 2mm/6.25m DB +/- 2 +/- 2 2mm/5m, 30m弦 10mm/150m, 300m弦 +/- 10 +/- 10 +/- 10 +/- 10 1mm/1.5m(BWG道岔) 2mm/2.5m
轨道静态几何参数测量方法
安伯格技术公司
无砟轨道几何参数
轨道几何参数可分为绝对几何参数和相对几何参数 绝对几何参数是指轨道实测中线坐标、轨面高 程及其与设计坐标和高程的偏差；偏差越小， 定位精度越高。 相对几何参数是指轨距、水平（超高）及其偏 差和变化率，轨向和高低偏差及长短波不平顺 等；数值越小轨道越平顺。
曲线设计超高值
轨枕编码方法
安伯格技术公司
GRPwin软件：平曲线
首先输入起点里程，然后选择曲线要素类型，并输入每一曲 线要素的起点坐标、缓和曲线长度或圆曲线半径（右转曲线 半径为正值）；长短链处需分为两段设计中线
轨道控制测量
3、1980西安大地坐标系（C80）
1978年，我国决定重新对全国天文大地网新大地坐标系统中进行，这个坐标系统就是1980年西安大地 坐标系统。
4、2000国家大地坐标系
是我国当前最新的国家大地坐标系。国家大地坐标系的定义包括坐标系的原点 、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的四个基本参数的定义。2000国家大地坐 标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。
网中是否有多余观测，影响到网的精度和可靠性。
（一） 优化设计分类
3. 二类设计
是指在图形已经确定的控制网中，寻求观测值的最优权矩阵， 并把它变成观测纲要。
测量控制网的观测值，主要有测角和测边两类，它们对控制网精度、可靠 性等质量指标有着不同的影响。
测角在网中的作用主要是对方位（横向）的控制，却有较大的尺度误
（一） 优化设计分类
4. 三类设计
指的是旧有控制网的改造方案设计问题。通常采用增 加一定数量的附加观测值来改造旧有网，如测角网中加测 一部分边长观测值，以改善旧有网的质量。一般是以改善 控制网的精度和灵敏度为目标的优化设计问题。
总之，网的优化设计一般应该满足以下要求：
（1）精确性 ― 网中各元素要达到或高于预定的精度； （2）可靠性 ― 网中应具有一定数量的多余观测，构成几何 条件，使控制网具有较高的自检功能，避免粗差出现； （3）经济性——用最小的时间、人力、物力等实现网的精 度和可靠性要求。
轨轨道道控控制制测测量量技技术术
德国睿铁公司执行副总裁巴哈曼先生曾说过：
“要成功地建设无砟轨道，就必须有一套完整、高 效且非常精确的测量系统，否则必定失败。”
高速铁路列车运行安全性和舒适性要求以高质量的轨
道几何线形为基础，以高速铁路建设中的施工测量技术为立 足点，为保证高速铁路轨道具有高的平顺性，需要应用精密 控制测量技术。
高速铁路无砟轨道测量和调整
0
1
2
GRP
试算表
高程 平面
-6
调整前
-4 -5
-3
-2
轨枕号 3 6 9
12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90 93 96 99 102 105 108 111 114
-1
0
1
➢ 沪宁/沪杭长轨精调/道岔精调及联调联试
各工程局/GRP1000×50；上海局/GRP1000×8
➢ 成灌城际长轨精调与联调联试
中铁2局/8局/成都局 / GRP1000×6
➢ 京沪高铁轨道精调及联调联试 各工程局×120
共计300余台GRP1000在中国高铁 建设及运营维护中得到应用！
高速铁路无砟轨道测量和
➢ 长轨精调可分为静态调整和动态调整两个阶段
------王志坚，刘彬
高速铁路无砟轨道测量和 调整
轨道精调：静态调整与动态调整
➢ 静态调整是在联调联试之前根据轨道静态测量 数据对轨道进行全面、系统地分析优化和调整 ，将轨道绝对几何参数和相对几何参数调整到 验标以内，使轨道满足高速联调联试条件；
➢ 轨道动态调整是在联调联试期间根据轨道动态 检测情况对轨道局部缺陷进行修复，针对相对 几何参数进行微调，对轨道线型进一步优化， 使轮轨关系匹配良好，进一步提高高速行车的 安全性、平稳性和乘座舒适度，使轨道平顺性 全面达到高速行车条件。
高速铁路无砟轨道测量和 调整
轨道几何参数测量：平面位置和高程
使用全站仪实测得轨检小车上棱镜的三维坐标，然后结合标定的轨检 小车几何参数、小车的定向参数、水平传感器所测横向倾角及实测轨距， 即可换算出对应里程处的实测平面位置和轨面高程，继而与该里程处的设 计平面位置和轨面高程进行比较，得到其偏差，用于指导轨道调整
高速铁路轨道精调
四、我国高速铁路扣件类型
WJ-7型扣件——无挡肩/轨道板 WJ-8型扣件——有挡肩/轨道板 SFC型扣件 ——无挡肩/轨道板 300型扣件 ——有挡肩/轨道板 Ⅴ型扣件——有挡肩/轨枕
② 导曲线下股高于上股的限值：18号及以上道岔作业验收为0mm，经常 保养为2 mm，临时补修为3 mm。
③轨距偏差不含构造轨距加宽量。
长弦测量作业验收容许偏差管理值
项目 高低 方向
基线长（m） 300 30 300 30
测点间距（m）
容许偏差（mm）
150
≤10
5
≤2
150
≤10
5
≤2
注：当弦长为30m时，相距5m的任意两测点实际矢度差与设计矢度差的 偏差不得大于2mm；当弦长为300m时，相距150m的任意两测点实际矢 度差与设计矢度差的偏差不得大于10mm。
2.相对几何参数是指轨距、水平（超高）及其偏差和变化率，轨向 和高低偏差。偏差越小，轨道越平顺。
相对几何参数控制除了轨距、水平、高低、轨向、三角坑等轨道几 何尺寸外，还包括变化率、线型和长短波不平顺等是轨道状态表述的基 本元素，也是轨道状态控制的关键元素。
二、轨道不平顺
1.轨道不平顺的分类
①五大不平顺：扭曲、高低、水平、轨距、方向。 ②复合不平顺：在轨道同一位置，垂向和横向不平顺共存形成的双 向不平顺。 ③曲线头尾：曲线圆缓点区、缓直点区、超高、正矢、轨距顺坡起 点、终点不一致或不匹配形成的几何偏差。 ④周期性不平顺：多波连续，基频波的波长相同，幅值具有随机性。 尤其是方向连续三波以上不平顺，对晃车和舒适性影响很大。
哈大高速铁路轨道平面控制网精密测量研究
Ｃ 删Ｉ 糕 Ｉ
方法、技术要求等全面 了解后 ，方能独立作业。 ３ ． ２ 平面 观测 宜 安排 在 夜 间 或 阴 天 进 行 。 夜 间 观 测 时应 注 意 视 线 方 向 ｌ 不 能有 强 光直 射 ，且 测 站 附 近 不 能 有 震 动 干 扰 。 ３ ． ３测量 前 ，应 预先 将 仪 器 、 气 压 表 、 温 度 计 打 开 ， 使 测量 仪 器 与 外 界 环 境 相 适应 ，经 过 一段 时 问 詹 再 进 行 观 测 。 ３ ． ４进 行 Ｃ Ｐ Ｉ Ｉ Ｉ 观 测 前 首 先 要 配 置 全 站 仪 ，刘 全 站仪 进 行 自动 检校 ， 开 启 自动 照准 功 能 、 精测距模式 、 补 偿 器 ，正确 设 置棱 镜 常数 和 气 象参 数： 按 照 规 范要 求 设 置 观 测 限 差 ； 进 行 测 站 设 置 后 开 始 学 习测 量 ， 学 习测 量 过 程 巾应 正 确 输 入 各 Ｃ Ｐ Ｉ Ｉ Ｉ点 号 ； 自动 进 行 第 一测 回 测 量 时 ， 观 测 人 员 需对备 Ｃ Ｐ Ｉ Ｉ Ｉ点测 凝 是 否正 确 进 行 确 认， 检 查 各 点 呼输 入 的正 确 性 。 ３ ． ５棱镜 杆 与预 埋 件 应 完全 套 合 连 接 ，并 确 保 棱 镜 正 对 全 站仪 。观 测 人员 须 待 棱镜 正确 安 置 后方 可 ： 进行 测 量 。 ３ ． ６测量 开 始 后 ，应 在 现 场 认真 填 写 Ｃ Ｐ Ｉ Ｉ Ｉ平 面 网 自由 测站 的 外业 测 量 记 录 ， 不 允许 事 后 补填 。外 业 记 录 内容 包 括 ： 天气 状 况 、温 度 、湿 度 、
高速铁路的养护维修—高铁精密测量控制网
CPⅢ标志 X Y H
CPⅢ棱镜组建安装精度要求
重复性安装误差（mm） ±0.4 ±0.4 ±0.2
互换性安装误差（mm） ±0.4 ±0.4 ±0.2
注：重复性安装是指同一套测量标志在同一点重复安装 互换性安装是指不同套测量标志在同一点重复安装
CPⅢ控制网基本知识
三、CPⅢ点编号
3
数不少于2个，且均匀分布；
4 每个点上的独立基线不少于3条，采用精密星历解算基线。
平面控制网
二、基础平面控制网（ CPⅠ）
11
在线路初测阶段建立，利用静态GPS建网；
21
点间距约4Km，由三角形或大地四边形构成带状网，附合在CP0网上；
31
全线（段）一次布网，统一测量，整体平差。
平面控制网
三、线路控制网 （CPⅡ）
平面控制网
一、框架控制网（ CP0）
解决全线坐标基准问题，高速铁路框架控制网具有系统性和完整性，一条线
1
的CP0采用整网平差数据处理；
2 在线路初测前布网和测量，利用静态GPS技术建网；
平面控制网
一、框架控制网（ CP0）
CP0点间距50公里为宜，应与IGS参考站或国家A、B级GPS点联测，联测点
CPⅢ控制网基本知识
一、CPⅢ测量标志
路基地段CPⅢ宜布置在接触网杆上，或者设 置在专门的混凝土立柱上。
CPⅢ控制网基本知识
一、CPⅢ测量标志
桥梁上CPⅢ一般布设在桥梁固定支座端上方防护墙上。
CPⅢ控制网基本知识
一、CPⅢ测量标志
隧道内CPⅢ一般布设在电缆槽顶面30-50cm的边墙衬砌上。
CPⅢ控制网基本知识
CPⅢ控制网复测
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高速铁路轨道精密测量技术
摘要：在我国高速铁路迅猛发展的今天，传统的相对测量模式与
方法已经满足不了我国高速铁路建设和运营维护的高精度需要。精
密工程测量成为了我国高铁高质量建设和后期平稳运营的首要保
障。本文针对具体精密测量方法予以阐述和分析。
关键词：高铁轨道 精密测量 方法
中图分类号： u213.2 文献标识码： a 文章编号：
1概述与基本原理
高速铁路轨道技术参数直接影响着旅客运行列车的安全性与舒
适度，通过具体的轨道内外部几何尺寸（如轨道间距、轨向、水平
度、扭曲度与设计高程及中线的偏差等）来保证轨道自身整体的高
平顺性，一般情况下精度要求达到±1mm～2mm。因此对高速铁路进
行精密测量，并保持高精度是建设高速铁路的关键技术之一。
2平面控制网
高速铁路工程测量的控制网按施测阶段、施测目的及功能分为勘
测控制网、施工控制网、运营维护控制网。平面控制网应在框架控
制网cp0基础上分cpⅰ、cpⅱ、cpⅲ三级布设。
⑴gps框架网cp0按照每50到100公里的基本范围沿铁路两侧进
行设置，根据国家a/b级gps标准施测，高铁无碴轨道无砟轨道平
面控制网在gps基站网基础上进行分级。
⑵cpⅰ布设测量，平面控制网cpⅰ应附合到cp0控制网上，按照
铁路b级gps标准沿线路小于4km布设点或点对一个，具体设备采
用双频gps接收机，以静态方式进行两个时段（每时段1.5h）的观
测测量，使用广播星历解算基线，基线边方向中误差:1.3秒，最弱
边相对中误差：1/170000。
⑶cpⅱ布设测量，平面控制网cpⅱ应附合到cpⅰ控制网上，按
照铁路c级gps标准沿线沿线路在间距800～1000m内测量，部分
受限路段最小不低于600m，同样采用双频gps接收机以双时段（60
分钟）静态观测测量，使用广播星历解算基线，基线边方向中误
差:1.7秒，最弱边相对中误差：1/100000。
⑷cpⅲ布设测量，轨道控制网cpⅲ应附合到cpⅱ控制网上，是
为了保证轨道施工控制的线路位置与线下工程施工的线路位置一
致。cpⅲ控制网是高速铁路测量最基本的控制网，一般沿线路每侧
隔60米左右布置一个点对，结合全站仪以自由设站边角交会的测
量方法综合提高整个控制网的测量精度，实际观测时全程采用1秒
级全站仪观测4个测回，0.5秒级全站仪观测3个测回，达到0.1cm
的相对点位精度和0.3cm的可重复性测量精度。
⑸控制网的复测，统一平面与高程控制网先后测量所采取的技术
标准、测量精度以及作业方法是非常必要的，复测时选取相同的设
备和仪器进行精密复核，周期为每年进行一次全面复测，部分自然
地质特殊状况的地区应根据其变化度有计划的实施复测。
3轨道精调测量
轨道精调测量应在长钢轨应力放散并锁定后，采用全站仪自由设
站方式配合轨道几何状态测量仪进行。调整原则：“先轨向、后轨
距，先高低、后水平”，优先保证参考轨的平顺性，另外一股钢轨
通过轨距和水平（可利用轨道尺）向参考轨靠齐。
⑴测量方法，首先需将cpⅲ精测网资料、轨道线型参数等预先输
入到手簿机载软件中，并提前设定好测量环境（温度、气压等），
以便系统对测量环境误差进行修正；然后在测量现场，手动照准2
个cpⅲ坐标并采集数据，后全站仪自动照准其余6个cpⅲ坐标。
建站过程中需剔除误差较大的cpⅲ坐标，但须同时保留至少6个
cpⅲ坐标,以保证精度；再次，校准、标定测量小车，全站仪瞄准
并跟踪测量小车，获取小车所在位置的中线观测数据，同时采集小
车所在位置的里程、高程、水平、轨距等数据，并保存测量数据。
⑵调整量的计算。将轨道状态测量的采集数据导入长轨精调软
件，根据：“先轨向，后轨距”，“先高低，后水平”，“先整体，后
局部”的原则进行调整。对计算的调整量进行核对优化后形成正式
“调整量表”，用于指导现场调整。
⑶现场调整。现场调整对照调整量表，按“先高低，后水平；先
方向，后轨距”的原则进行精调施工。每个作业面为提高工作效率
宜分为两个调整小组，一组高程，一组轨向。
4突破实际测量中的局限
在高速铁路开通运营后，由于受到地表沉降、施工影响、设备装
置损坏等原因的影响，cpⅲ精测网会受到很大的破坏，控制网坐标
高程会失准，对消灭铁路现场病害产生严重的影响，重新进行完整
的测量很多路段无法正常进行，根据实际经验总结，运营后建站中
误差均在1.5mm以上，一般隧道内精测网数据受影响很小，但按照
规范依然存在，精测软件输出的模拟图形中会出现很明显的错台，
而且是在方向与高低中均有存在，然而通过查阅动检车振幅图对应
地段来看同样路段中错台并不存在，如果完全按照测量软件中导出
的数据进行处理，相邻测站搭接地段的数据将无法得到最为准确的
处理，不能较为科学的反应现场的实际情况，对现场的晃车病害也
不能得到有效地整治。针对搭接路段第二站测量，需对前一站的后
10根枕木进行重测，通过大量数据研究分析，重测部分高低与方向
偏差，同枕差值一般为0.5mm以内的定值，这样在消除站间错台的
需要下，将两站测量数据在同一基准上拟合再处理即可，如下：
1、2两站导出数据录入同一张excel表格中，将搭接重测的10
根枕数据置于同行，然后对2站数据向1站进行拟合，方向偏差值
加上1、2站间10根枕偏差均值，后赋予2站作为新的方向偏差值，
高低偏差值处理同上。这样1、2站实际上采用了相同的基准，特
别注意3站进行处理数据时需要模拟到与1、2站相同的基准之上
（即需要在经过处理的2站数据的基础上，对搭接区的10根枕的
数据进行处理，以保证每一站均能够模拟到同一个基准之上）。新
图形在搭接地段仍然能够保持线型的平顺变化，这对我们处理数据
时保持线型的整体平顺、控制线路的成波平顺性尤为重要。
5结束语
本文主要介绍了高速铁路施工建设过程中，在控制测量、施工测
量中的工作原理及方法，我们要牢牢把握高速铁路轨道精密测量技
术这个有力的武器，形成适合高速铁路运营需求的检测手段和作业
模式，为我国高速铁路实现安全、畅通运营贡献自己的力量。
参考文献
[1]席浩、武斌忠、乔世雄、廉杰.高速铁路工程施工测量技术研
究与应用.中国水利水电出版社.2012-06
[2]王桔林.高等职业教育高速铁路系列教材:高速铁路精测控制
网及无砟轨道板精调测量技术.中国铁道出版社.2011-09
[3]中华人民共和国铁道部.tbl0601-2009高速铁路工程测量规
范[s].北京:中国铁道出版社,2009.