高速铁路精测控制网的布设和测量
高速铁路精密工程测量
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如何理解测量的精度
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由于精度的含义较多，而且随着测量技术的 发展又在不断地提高，那么，有什么精度要求 的测量才能称之为精密工程测量很难给出一个 确切的定义。 这里我们给出以下定义：凡是采用一般的、 通用的测量仪器和方法不能满足工程对测量或 测设精度要求的测量，统称精密工程测量。
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三、传统的铁路工程测量的方法
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铁路速度目标值低，对平顺性要求不高，勘测设计、施工和运营养护维修 没有要求建立统一的坐标基准（控制网不唯一，各自一体），没有“三网合 一”的概念 各级控制网测量精度指标主要考虑线下工程施工要求制定，没有考虑过轨 道施工和运营对测量控制网的要求 作业模式和流程一般是：初测、定测、线下工程施工测量、铺轨测量 高斯投影变形和高程投影变形大。北京54和西安80坐标系统一般采用3度带 投影，不利于GPS RTK、全站仪进行勘测和施工放样。高程投影变形在高 原地区和线路高差大的地方投影变形大。 测量精度要求低，平面一般五等导线精度，高程测量采用五等水准，多属 于普通工程测量的范畴。经常出现曲线偏角超限问题，施工单位只有已改变 曲线要素的方法进行施工 施工交桩一般也是只交中桩，不给施工单位交导线点和GPS控制点，施工 单位也不用坐标法施工
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演 绎 诚 信 之 本 追 求 卓 越 之 路
高速铁路精密工程测量
铁道第三勘察设计院集团公司 2010年7月
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目 录
一、精密工程测量的概念及常用的设备 二、高速铁路建精测网的必要性 三、传统的铁路工程测量的方法 四、高速铁路精密工程测量的特点 五、高速铁路精密工程测量的内容和方法 六、一体化测量系统简介
隧道施工控制点布网及测量方案
***隧道施工控制点布网及测量方案一、测量依据1、《高速铁路工程测量规范》；2、设计院提供的平面控制网点及水准网点的内业资料；3、对设计院提供的平面控制网点及水准网点的现场踏勘；4、***隧道设计图纸。
二、工程概况**客运专线**隧道位于****，为双线铁路隧道。
隧道穿越**市北中低山区，线路起讫里程DK49+659.21~ DK52+167.77，全长2508.56m，其中里程DK49+659.21~ DK49+679、DK52+167.77~ DK52+155.77段为明衬段。
洞身最大埋深约157m，最小埋深约13m。
纵坡为-15.7‰。
隧道施工测量进洞导线为四等导线，高程为4等水准测量。
三、施工工序流程1、重要测量工作及仪器配置①平面控制测量②高程控制测量③放样洞内开挖断面、钢支撑定位④放样衬砌断面⑤贯通测量复测及控制测量使用测量仪器表2、测量人员配备及分工作业队工程部设测量班，架子队设测量组，综合素质能达成独立胜任隧道工程的控制测量和隧道放样的水平。
作业队测量班设测量班长1人，由具有专业资质的测量人员担任，普通测量人员5人，由通过培训的测量人员担任。
架子队测量组设组长1人，有具有专业资质的测量人员担任，普通测量人员2人，由通过培训的测量人员担任。
见下表：作业队测量班和架子队测量组实行班（组）长负责，测量班负责对隧道施工测量工作进行指导，测量组为隧道施工及时提供定位和服务。
平面测量和导线点的布控由作业队测量班完毕，并按开挖进度情况进行复检，作业队测量班长负责测量组测量过程的监督和测量成果的复核，随时做到监控测量，测量组在测量时加强自检自核。
四、重要测量工作及内容1、洞口平面控制测设为满足施工需要，隧道洞外控制测量采用GPS结合CP1控制点对施工控制点进行加密，加密点位在选点、加密、平差等各工序均满足规范规定。
如下表：隧道平面控制测量的任务重要是保证隧道的精度和对的的贯通，并定出施工中线。
选点是把图上设计的点位贯彻到实地，并根据具体情况进行修改。
高速铁路精密控制测量平面网的复测——以津秦客专为例
５ 占２ ．％ｌ ５ Ｃ Ｉ Ｐ Ｎ 量 作业 的基本 技 术要 求满 足二 差 的 点 有 １ 个 ， ５ ８ 第 二 段 共 比较 ６ ＰＩ Ｇ Ｓ ｔ ］
个点 ， 标 分 量较 差 超 过 １ ｒｍ限差 的 点 有 坐 ０ ａ
ｌ个 ， １ ．％； １ 占 ６ ９ 第三 段共 比较４ 个 点 ， １ 坐标分
Ｃ Ｉ 制 网 约束 网平 差 后 ， 较 此 次复 Ｐ控 比
２ 坐 数 ≥ １ ｝ 据 采 样 间 隔 （） ５ Ｐ Ｐ ～２ 数 ｓ＝ｌ ； ＤＯ 或 第 四 段 共 比较 ３ 个 点 ， 标 分 量 较 差 超 过
测 坐 标 与 ２ １ 年 第 二 次 复 测 成 果 的相 邻 点 ００
方式 、 线 高 复 核后 进 行 基 线 解 算 。 线 向 天 基
本次 复测 的总 体 原 则是 ： 网形 、 同 同精 量 解 算 采 用 广 播 星 历 和 商 用软 件 ， 证 数 求 ， ２ ５ 保 占 ０． ％。 度分 级 复 测 ， 测时 对 遭 到破 坏 、 失 的 点 据的 一致 性 ， 复 丢 统一应 用商 用软件 Ｌ Ｏ ．进 Ｇ ７ ０ 测 ， 复 测 坐 标 精 度 不满 足《 对 高速 铁 路 工 程 学 测 量 系的ＴＧ Ｐ 软 件 计 算 。 Ｃ Ｉｃ Ｉ ＰＳ 对 Ｐ 、 ＰＩ 析， 正平面点的坐标成果 ， 修 使全 线 各 级 平 标 ： 基 线 较 差 ” “ “ 、 最小 独 立 环 闭合 差 ” “ 、 无 面 控 制 网保 持 完 整 。 据 现 场 核查 ， 多 个 约 束 平 差 基 线 向量 各 分 量 改 正 数 的 绝 对 ４ 结语及建议 根 有 点 由于 道 路 扩 建 或者 铁 路施 工导 致 点 位 破 值 ” “ 、 相邻 点相 对 点位 中误 差 ” “ 线 边方 、基
高速铁路轨道控制网CP芋平面测量技术探讨
李云 龙 （ 中 铁一 局集团第 五工程有限 公司）
摘要 ： 本文通过 Ｃ ＰⅢ轨 道控制 网测量 之前 的工作准备 、 ＣＰ Ｉ Ｉ Ｉ 控 基 等地段 进行 Ｃ Ｐ ｌ ｌ 的控 制 网加 密 的时候 ，可 以采 用 ＧＰ Ｓ 制 点 的布 设 、 测量 仪 器 的 要 求 、 Ｃ Ｐ Ｉ Ｉ Ｉ 平面测量精 度、 Ｃ Ｐ ｍ轨 道 控 制 在原 来 的精 密平 面 控 制 网 的基 础 上按 照 相 同精 度 的扩 展
在 我 国 经济 飞速 发展 的今 天 ， 高速 铁路 已经 蔓 延 向全
个 隧 道 贯通 之后 ， 采 用导 线 测 量 的 方法进 行 加 密 ， 测 量 时
国东 南 西北 ， 人们 对 于快 速 出行和 舒 适安 全 的要求 也 十分 道洞内 Ｃ Ｐ ｌ ｌ 控 制 网平差 成 果是 否会 对 隧道 的建筑 界 限造 关注 。 列 车快 速行 驶 的过程 中旅客 乘坐舒 适 度 以及 安 全性 成侵 限 ， 若造 成侵 限 ， 则应 对 Ｃ Ｐ ｌ Ｉ 控 制 网误差 进行 调 整 或 的高 低 ， 已经是 用来 进行 铁轨 平 顺度衡 量 的～ 个 非常 重要 对隧道 设计 线路 中线进 行调 整。 的指标 ，而轨 道控 制 网 Ｃ ＰⅢ测量 为无砟 轨道 铺设 的 高平 ２ Ｃ Ｐ川控制点 的布 设 顺性 起着 至 关重 要 的作 用。轨 道控 制 网 Ｃ ＰⅢ是一 个 沿着 ２ ． １ 布设 ＣＰⅢ控 制点 需要 用到 的元器 件 轨道 线路 两 侧布 设 的三维 控制 网 ， 起 闭于 基础 平面 控 制 网 这 些 元器 件 主 要就 是 采 用 的 经过 工 厂 精 密加 工 的 元 （ Ｃ Ｐ Ｉ） 或 线 路控 制 网（ Ｃ Ｐ Ｉ Ｉ ） ， 一 般在 线 下 工程 施 工完 成 器件 ， 而且 在进 行加 工 的时 候是 需要 采 用数控 机 床来 完 成 后进 行施 测 ， 为轨道 施工 和运 营维 护 的基准 。 的。ＣＰ ｌ ｌ Ｉ 点 的测 量标 志 应 由预埋 套 筒 、 棱镜 杆 、 水 准 测 量 高速 铁 路工 程测 量 的平面 、 高程控 制 网 ， 按 施 测 阶段 、 杆 和预 埋 件保护 盖 组成 ， 且 应采 用具 有抗 锈蚀 和抗 腐 蚀 不 施 测 目的及 功 能 可 分为 勘 测控 制 网 、 施 工控 制 网、 运 营控 锈钢 的合金 材料 进 行加 工。 所 以在采 购 Ｃ ＰⅢ测 量标 志 的 制 网。为 了保 证勘 测 、 施工、 运营 维护 各阶段 平面 测量 成果 时候 应 该 要达 到 下面 的一 些相 关要 求 才行 ， 能够 永 久 保 的一致性 ， 应 该做 到三 网合 一。 存、 体积较小、 结 构 简单 、 不会变形、 价格 适中、 可 强 制 对 为 了保 证轨 道控 制 网 Ｃ Ｐ Ｉ Ｉ Ｉ 测 量 的 可靠 性 和 准确 性 ， 中 ，互换 性和 重 复安 装 性误 差 ， Ｘ 、 Ｙ误 差 要 求 小 于 ４ － 在 进行 轨道 控制 网 Ｃ ＰⅢ正 式测 量 之前 ，应 采用水 准 仪和 ０ ． ４ ｍｍ， Ｈ误差 要求 小于 ４ － ０ ． ２ ｍｍ。 ＧＰ Ｓ全 球定 位 系统 对管 段 内二等 水准 网、 ＣＰ ｌ 以 及 ＣＰ ｌ ｌ ２ ． ２ 具体 布 设 ＣＰⅢ控 制点 控 制 网进行 全 面复 测 ， 并采 用复 测合 格 的精 测 网对破 坏 的 ＣＰⅢ控 制点 应 沿线 路布 置在 路 基 两侧 的 接触 网杆 或 点 重新布 设和 测 量 ， 并 上报 设计 院批复 。 按 照 设计 要 求 ， 对 基础 、 桥 梁防 撞墙 、 隧 道侧 壁 上 ， 当Ｃ Ｐ川点布 置在 桥 梁 防 于 距离超 过 １ ｋ ｍ 的Ｃ Ｐ Ｉ ｌ 需 按 同精 度 内插 方式进 行加 密。 撞墙 上 时 ， 点 位应 设 置在桥 墩 固定端 上 方 的防 撞墙 上。 在 在 进行 轨道 控 制 网 Ｃ ＰⅢ外 业 测量 的 时候 ，测量 的难 大 跨度 连 续 梁上 等 特殊 地 段 ， 也 可 设置 在 活 动端 ， 但 在 使 度 是 比较 大 的 ， 需克 服 各 种 外界观 测 条件 的 阻碍 ， 其 测量 用 时要加 强 Ｃ ＰⅢ点位 精度 的复核 ， 以确 定 点 的稳定 性 ， 并 精 度 为 每个 控 制 点 与相 邻 ５个 控制 点 的相 对点 位 中误 差 即测 即用 。Ｃ ＰⅢ点沿 线路 布 置 时纵 向间距 宜 为 ５ Ｏ一７ ０ ｍ 均 要求 小于 １ ｍｍ。 轨道 控 制 网 Ｃ Ｐ ｌ Ｉ ｌ 平面 测量 采用 自由设 左 右一 对 点 ， 特 殊 情 况下 相邻 点 间距 最 短 不 小于 ４ ０ ｍ， 最 站 边 角交会 的测量 方 法 ，这是 一种 比较 新 的测 量技 术 ， 在 长 不大于 ８ ０ ｍ。 同一 对 点里 程 差 不大于 １ ｍ， 横 向间距 不
高速铁路测量知识讲解
CPⅢ测量技术依据
《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）； 《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号） 《精密工程测量规范》（GB/T15314-94）； 《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）； 《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054-97）； 《时速200公里及以上铁路工程基桩控制网（CPⅢ）测量管理办法》
CPIII平面控制网的测量网形（1）
120m 60m
CPⅡ
每个CPIII测量标志点均有三个测站点对其进行方 向、斜距和竖直角观测。
CPIII平面控制网的测量网形（2）
• 测站间距为120m时，CPⅢ平面控制网测量网形示 意图如下图所示。
CPⅠ
CPⅡ
120m 60m
CPⅡ
CPIII平面控制网的测量网形（3）
23000 23000.149878 6.516448058
26000 26000.216509 8.327259389
29000 29000.300434 10.35980402
21000 21000.114081 5.432425471
24000 24000.170290 7.095414827
（铁建设[2008]80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）
《关于进一步加强客运专线建设质量管理的指导意见》
（铁建设[2008]246号）
200km以上高速铁路多采用无砟轨道
无砟轨道具有稳定性好、维修量少的特点
高铁平面控制测量分级布网原则分四级布设 1 第一级为基础框架平面控制网CP0，主要为全线（段） 的线路平面控制测量提供坐标框架基准。 2 第二级为基础平面控制网CPⅠ，主要为勘测、施工、 运营维护提供坐标基准； 3 第三级为线路控制网CPⅡ，主要为勘测和施工提供控 制基准； 4 第四级为基桩控制网CPⅢ，主要为铺设无砟轨道和运 营维护提供控制基准。
高速铁路测量平面控制网构建思路论文
高速铁路测量平面控制网构建思路研究摘要：为了适应高速铁路高速行车的平顺性和舒适性的要求，高速铁路轨道必须具有较高的铺设精度，甚至精度要保持到毫米级范围内。
本文基于笔者多年从事铁路控制测量的相关工作经验，以笔者参与的某高速铁路控制测量为研究对象，探讨了高速铁路测量控制网技术，论文首先分析了测量工程的概况，进而给出了测量平面控制网的实例，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词：测量平面控制测量基线解算精度分析中图分类号：p2 文献标识码：a 文章编号：1672-3791(2011)10(c)-0000-00为满足某段高速铁路客运专线无碴轨道施工、运营以及后期复测和维护需要，保证高速铁路运营的高平顺性，按照分级布网、逐级控制的原则，在该段铁路客运专线全线建立高精度的平面和高程控制网。
下面主要针对严格按照技术规范获取的某高速铁路控制测量数据进行处理分析，研究高速铁路精密控制网测量的方法和技术。
1勘测设计阶段控制测量工程概况1.1己有测量成果该段勘测设计工作开始，既有工程控制测量数据资料情况如下：国家a、b级gps点12个，间隔为50km左右，各点基本与既有二等水准路线公用，分别为b1215、b1218、b1219、b1233、b1235、b1238、b1239、b1256、b1258、b1278、b1280、b1282。
1.2 施工坐标系选择在观测过程中，联测上述点，进行基准网的测设。
施工坐标系统均采用2000 国家大地坐标系椭球参数：a=6378137m、f=1/298.257222101，坐标系的分界处一般都选择在直线段且不在隧道或站场范围内；不在曲线上；同一隧道范围内一般不采用两个不同的施工坐标系；隧道与曲线连接的段落，坐标系不能分开设计的，投影变形值超过1/100000 的采用加密cpii控制点和进行长度改化方式予以解决施工放样问题。
高速铁路测量知识
10 C
8 B
6
4 A C
10
8 B
6
4 A975397
5
3
CPIII控制网相邻测站形成的纵向闭合环
8 B 6 4 A 2
7
8 B 6 4
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2 A
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1
6 4 A 2
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CPIII控制网相隔测站形成的纵向闭合环
10 C 8 B 6 4 A
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10 C
8 B
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4 A
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高斯投影及其长度变形
高速铁路轨道静态平顺度允许偏差
序
号 1 2 轨距 轨向 项目 ±2mm 无砟轨道 允许偏差 检测方法 — 有砟轨道 允许偏差 ±2mm 检测方法 —
2mm
2mm/ 8a（m） 10/ 240a（m） 2mm
弦长10m
弦长48a（m） 弦长10m
2mm
2mm/5m 2mm
弦长10m
弦长30m 弦长300m 弦长10m
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1000 1000.005 4.708837 45 1000 1000.007 7.063255 60
大地水准面的距离
高程为H面的距离 投影差(mm)
1000
1000.008 7.848062
1000
1000.009 8.632868
1000
1000.009 9.417674
目前为达到投影长度变形值不大于10mm/km所存在的问题
• 精测网--包括平面和高程控制网。平面控制网分四级 布设，第一级为框架控制网（CP0），第二级为基础控 制网（CPⅠ），第三级为线路控制网（CPⅡ），第四 级为轨道控制网（CPⅢ）；高程控制网分二级布设， 第一级为线路水准基点控制网，第二级为CPIII高程控 制网。 • 框架平面控制网CP0---沿线路每50km布臵一个CPO点， 为GPS三维控制网，作为高速铁路三网合一的平面坐标 基准。CPO网最弱边的相对中误差 ≤1/1000000，必须 采用精密星历进行基线的解算。
《运营高速铁路精密测量控制网管理办法》(2015)126
1
单位的合资铁路公司或铁路局，应保证精测网复测、维护管 理等费用的及时投入，以满足设备维修的需要。其中精测网 复测费用应在委托运营维护费用之外单独计列。 第六条 铁路公司、铁路局应做好建设期与运营期精测 网管理工作的衔接，保持精测网测量成果的连续性。 第七条 在新建铁路开通运营前，建设单位应组织设计 单位、施工单位、精测网评估单位及设备接管单位进行精测 网控制点和成果资料的移交。 第八条 在运营期，铁路公司、铁路局应组织制订精测 网复测计划和技术方案，组织精测网复测技术方案的审查和 实施以及复测成果的验收。 第九条 铁路公司与铁路局应及时相互通报精测网复测 情况，并提交复测成果。 第十条 铁路局受铁路公司委托负责运营期精测网的维 护管理工作。 第三章 竣工复测成果移交
第十三条 铁路局应做好已开通运营高速铁路精测网的 检查、维护工作。 第十四条 铁路局应制定运营期精测网管理制度，并及 时采用精测网复测新成果。 第十五条 工务（桥工）段为精测网的设备管理单位， 负责精测网的日常维护工作，建立精测网台账。工务（桥工） 段应设专（兼）职技术人员负责精测网资料的管理和点位的 维护。
3
第十六条 精测网的检查。 （一）工务（桥工）段应结合精测网复测对 CP0、CPI、 线路水准基点点位固定设施状态进行检查，重点检查桩点保 护设施状态及周边环境变化情况。 （二）工务（桥工）段应每年对线上 CPⅡ、CPⅢ和线上 加密水准点的桩点状态检查一遍， 重点检查桩点缺失、 破损、 编号标识及封帽的状态。 （三）工务（桥工）段结合轨道精测对 CPⅢ控制网的精 度进行检查与核对，并做好记录。 第十七条 精测网的维护。 （一）工务（桥工）段应对精测网状态每年分析一次， 组织做好精测网桩点保护设施的维护。 （二）精测网桩点周边环境变化时，工务（桥工）段应 及时修改点之记等资料。 （三）精测网桩点缺失、遮挡、损坏等影响使用时，工 务（桥工）段应及时组织做好补桩和补测工作，并做好记录。 第五章 运营期复测
京沪高速铁路TJ-6标段技术方案.
1．工程概况京沪高速铁路JHTJ-6标段起点里程DK1148+522.48，终点里程DK1301+200，线路里程长152.677公里，标段位于常州市与上海市之间。
京沪高速铁路精测网的布设由设计单位按分级布网的原则分基础控制网CPⅠ和线路控制网CPⅡ布设，精度分别为B级和C级GPS网，高程控制网为二等水准网。
本标段CPI控制点沿线路约3～4km左右一个共计43个，点号为CPⅠ137～CPⅠ178；CPⅡ控制点沿线路走向布设，点间距800～1000m共计154个，点号为CPⅡ568～CPⅡ761；二等水准点与CPⅠ或CPⅡ点共用，沿线路走向布设，点间距1～2km共计86个。
中铁第四勘察设计院于2008年1月10日开始交桩，1月13日完成本标段的交桩工作。
设计单位布设的坐标框架基站网CP0，为京沪高速铁路精测网CPⅠ、CP Ⅱ提供了统一的坐标基准参考框架。
为了使复测成果与设计成果的比较结果准确可靠，设计单位于2008年3月提供了本标段3个CP0坐标框架基站点，CPⅠ控制网的复测联测到这3个CP0点上，作为本标段整体平差的起算依据。
3个CP0坐标框架基站点为：JZ16、JZ17、JZ18，桩点保存完好。
2．任务来源中交股份有限公司京沪高速铁路项目经理部委托具有甲级测绘资格的测量单位中铁一局五公司精测队对本标段CPⅠ控制点、CPⅡ控制点、二等水准点进行施工前的复测及CPⅠ控制网与CP0点的联测工作。
为保证作业质量及工期，特制定本技术设计书。
3．编制依据及原则3.1、技术依据《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》铁建设[2006]189号《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2001《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》BT10054-97《国家一、二等水准测量规范》GB/T12879-2006《测绘产品检查验收规定》CH1002-95《测绘产品质量评定标准》CH1003-95《京沪高速铁路二等水准成果表》《京沪高速铁路GPS网坐标框架基准网整体平差成果报告》《京沪高速铁路(徐沪段)(DK665~DK1305)CPⅠ级GPS网坐标成果》《京沪高速铁路(徐沪段)(DK665~DK1305)CPⅡ级GPS网坐标成果》3.2、编制原则编制本技术设计书的目的是为了保证复测作业质量，按要求完成作业任务。
论文：高速铁路无砟轨道控制网(CPIII)平面测量技术
高速铁路无砟轨道控制网（CPIII）平面测量技术谢辉，汪君（中铁大桥局集团一公司，河南郑州，450053）摘要：为适应高速铁路无砟轨道高平顺性、高稳定性的要求，保障高速行车安全，如何做好测量控制工作，为线上工程提供可靠性强、精度高的控制网成为新的课题，轨道控制网（CPIII）的引入是解决这一问题的关键。
关键词：平顺搭接1、CPIII控制网的特点CPIII是高速铁路精测网的第三级控制网，主要为无砟轨道铺设和运营维护提供控制基准。
1.1 全新的作业方式CPIII采用自由测站边角交会这一全新作业方式进行测量，比较普通控制网（有已知边）的测量，CPIII测量没有已知边提供起算数据，它通过作业过程中涵盖CPII或者CPI的自由交会来确定设站坐标，从而解算出各个CPIII的坐标。
其测量距离短，网型繁杂，每个点的测量次数多，工作量十分庞大。
1.2 精度要求高为满足列车高速行驶时的安全性和舒适性，要求客运专线铁路必须具有极高的精确性和平顺性，这就要求CPIII的精度必须满足毫米级的要求，以便为调轨及维护工作提供可靠的依据。
在CPIII平面网中，要求方向观测中误差不大于1.8〞，距离观测中误差以及相邻点相对中误差均不大于1.0mm，可重复测量精度不大于3mm。
其中相邻点相对中误差是保证全网高平顺性最关键的精度指标。
因此必须使用具有马达驱动、自动照准和数据自动记录功能的现代化全站仪进行测量，其标称精度不应大于：1〞,1mm+2ppm。
如莱卡TCA2003，TCA1201，天宝TrimbleS6等。
1.3 施测难度大，工作量大CPIII测量对环境要求很高，光线、气压、温度、粉尘、车辆行驶都能对测量产生影响，使测站数据作废，加之网型紧密，测站数多，每个CPIII点（包括已知的CPII或者CPI点）都要至少测量3次，对一条线路来说任务相当繁重。
1.4 自动化程度高、可靠性强由于采用了具有自动照准、自动记录、自动计算的全站仪进行观测，所以CPIII测量过程的自动化程度较高，操作相对简便。
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高速铁路精测控制网的布设和测量
1 高速铁路控制网精度控制标准 为保证旅客列车高速运行时的安全性和舒适度，铁路轨道的平顺度是重要指标。轨道平顺度包含线路方向和纵向方向两个分量，线路方向的不平顺是指钢轨头内侧与钢轨方向垂直的凸凹不平顺。高速铁路平顺度要求在线路方向每10米弦实测正矢与理论正矢之差为2毫米。 线路平顺度的要求和控制测量的精度有一定的关系，对于线路形状来说，平顺度只是一种局部误差。不能依线路平顺度的要求作为控制测量的精度标准。因为，平顺度对线路位置误差的影响有积累性和扩大的趋势，当实际线路偏离设计位置很远时，线路仍旧可以满足平顺度要求。
1.1短波平顺度对线路位置的影响 现以直线线路讨论，当在10米处产生2㎜不平顺度时，线路将出现转折角为（82.5″），直线B移至B′点。 每个不平顺度具有偶然性，因此，由各段不平顺度产生的点位移按偶然误差计算，
设AB为150米，则m=127㎜。
ACB
β
短波不平顺累计误差示意图 1.2 长波平顺度对线路位置的影响 长波平顺度要求，150米处不大于10㎜，当在150米处产生10㎜不平顺度时，线路将出现转折角为（27.5″）。设AB为900
米，则m=147㎜。
对于无砟轨道铺设150米不大于10㎜ 的要求，从控制测量精度来讲，要比每20米弦实测正矢与理论正矢之差为2毫米的精度要求高。 虽然如此，如果仅仅控制轨道的平顺度，在达到要求的情况下，轨道的整体线形总是不能保证。 由上可知，在客运专线无砟轨道的施工过程当中，仅仅控制轨道的平顺度是不够的，我们还需要建立无砟轨道施工测量控制网来实现轨道的总体线形的正确。
1.3 CPⅠ和CPⅡ误差计算 通过无砟轨道施工中轨道对平顺度的相关要求，我们可以反推出CPⅠ和CPⅡ控制网的相关精度要求。 CPⅠ和CPⅡ最弱点的横向中误差计算 按导线测量方法，计算最弱点的横向中误差公式为：
48621nmSmk
《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》中要求的各级平面控制网布网要求如下表所示： 控制网级别 测量方法 测量等级 点间距 备注
CPⅠ GPS B级 ≥1000m ≤4㎞一对点
CPⅡ GPS C级 800～1000m 导线 四等
CPⅢ 导线 五等 150～200m 后方交会 50～60m 10～20m一对点
对于CPⅡ，取S=800m，则可计算得km=3.7㎜；
对于CPⅠ，取S=4000m，则可计算得km=11.6㎜。
假定导线纵向误差等于横向误差，则可计算最弱点点位中误差分别约为5㎜和15㎜。 相邻两点的相对中误差计算： 《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》中GPS测量的精度要求规定如下表所示： 控制网级别 基线边方向中误差 最弱边相对中误差 CPⅠ ≤1.3″ 1/170 000 CPⅡ ≤1.7″ 1/100 000 CPI 相邻两点的相对中误差 边长：4000000×1/170000=23.5㎜ 方向：4000000×1.3″/206265=25㎜ 相邻两点的相对点位中误差为34.3㎜ CPⅡ 相邻两点的相对中误差 边长：800000×1/100000=8㎜ 方向：800000×1.7″/206265=6.6㎜ 相邻两点的相对点位中误差为10.4㎜ 2 平面控制网 《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》中规定： 平面控制分三级布设： 第一级为基础平面控制网（CPI），为勘测、施工、运营维护提供坐标基准。 第二级为线路控制网（CPⅡ），为勘测和施工提供控制基准。 第三级为基桩控制网（CPⅢ），为铺设无渣轨道和运营维护提供控制基准。 2.1 CPI、CPⅡ布测方法 CPI沿线路走向，每4千米一个或一对点，按铁路B级GPS测量要求施测。基线边方向中误差不大于1.3″，最弱边相对中误差1/170000。 CPⅡ在CPI的基础上采用GPS测量或导线测量方法施测。点间距离800～1000米。GPS测量按铁路C级要求施测。基线边方向中误差不大于1.7″，最弱边相对中误差1/100000；导线测量等级为四等，测角中误差 2.5″，相对闭合差1/40000。
2.2 CPⅢ控制点的布测方法 2.2.1 CPⅢ控制点的元器件： 采用工厂精加工元器件（要求采用数控机床），用不易生锈及腐蚀的金属材料制作，CPⅢ控制点标志重复安置精度应达0.3㎜。
CPⅢ器件完整示意图 2.2.2 CPⅢ控制点的布设 （1）CPⅢ控制点距离布置一般为60 m左右，且不应大于80 m， CPⅢ控制点布设高度应与轨道面高度保持一致的高度间距。
隧道内CPⅢ控制点位置示意图 注：标记点设置在内衬上，位距电缆槽边墙表面约100cm左右。
路基地段CPIII控制点位置示意图 桥梁上CPIII控制点位置示意图 2.2.3 CPⅢ控制点的定位精度要求 CPⅢ控制点的定位精度要求表（㎜） 控制点 可重复性测量精度 相对点位精度
CPⅢ 后方交会测量 5 1
2.2.4 CPⅢ控制点的测量 （1）仪器要求 全站仪必须满足如下精确度要求： 角度测量精确度：≤1″
距离测量精确度：1㎜+2ppm 使用带目标自动搜索及测量的自动化全站仪。 每台仪器应至少配13套棱镜，使用前应对棱镜进行检测。 （2）测量方法 CPⅢ控制网采用自由设站交会网（《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》称为“后方交会网”）的方法测量，自由测站的测量，从每个自由测站，将以2 x 3个 CP Ⅲ-点为测量目标，每次测量应保证每个点测量3次，测量方法见下图。
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） CPⅢ控制点距离为60m左右，且不应大于80m，观测CP Ⅲ点允许的最远的目标距离为120m左右，最大不超过180m。
每次测量开始前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由测站记录表，每一站测量3组完整的测回。 应记录于每个测站的：T温度、气压以及CPI、CPⅡ-点上的目标点的棱镜高测量，并将温度、气压改正输入每个测站上。 对于线路有长短链时，应注意区分重复里程及标记的编号。 （3）水平角测量的精度应按如下要求进行： ①测量水平方向：3测回； ②测量测站至CPⅢ标记点间的距离：3测回。 ③方向观测各项限差根据《精密工程测量规范》（GB/T 15314-1994）的要求不应超过下表的规定，观测最后结果按等权进行测站平差。 经纬仪类型 电子经纬仪两次读数差 半测回归 零差 一测回内2C互差 同一方向值各测回互差
DJ05 0.5 4 12 4 DJ07 1 5 12 5 DJ1 1 6 12 6 注：DJ05为一测回水平方向中误差不超过±0.5″的经纬仪。 ④每个点应观测3个全测回。 ⑤距离的观测应与水平角观测同步进行，并由全站仪自动进行。 (4)平面测量可以根据测量需要分段测量，其测量范围内的CPⅡ点应联测。
2.2.5 与上一级CPⅡ控制点联测 与上一级CPⅡ控制点联测时应保证800—1000米的间隔联测一个。 （1）与上一级CPⅡ控制点联测，一般情况下应通过2个或以上线路上的自由测站，见下图。 联测高等级控制点时，应最少观测3个完整测回数据（其精确度应在5毫米误差以下）。
与CPⅡ控制点联测示意图 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） （2）为了使相邻重合区域能够满足CPⅢ网络的测量高均匀性和高精确度，每个重合区域至少要有3到4对CPⅢ点（约为180米的重合）一起测量，并且考虑平差，每个区域不小于4公里为宜。 桥梁、隧道段须与已有的独立的隧道施工控制网相连接。通过选取适当的CPⅡ点
和CPⅢ 特殊网点，来保证形成均匀的过渡段。 （3）CPⅢ控制网应与线下工程竣工中线进行联测。
2.2.6 内业数据处理 在自由设站CPⅢ测量中，测量时必须使用与全站仪能自动记录及计算的专用数据处理软件，采用软件必须通过铁道部相关部门正式鉴定。 观测数据存储之前，必须对观测数据的质量进行检核。包括如下内容： 观测者、记录者、复核者签名； 观测日期、天气等气象要素记录。 检核方法可以采用手工或程序检核。观测数据经检核不满足要求时，及时提出重测，经检核无误并满足要求时，进行数据存储，提交给数据计算、平差处理。 数据计算、平差处理必须是经采用通过铁道部相关部门正式鉴定软件，在计算报告中要说明软件名称。自由设站点、CPⅢ点进行整体平差。平差计算时，要对各项精度作出评定。
3 高程控制网的建立 《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》中规定： 高程控制测量分为勘测高程控制测量、水准基点高程控制测量和CPⅢ控制点高程控制测量。
控 制 网 级 别 测 量 等 级 点间距 勘测高程控制测量 二等水准测量 ≤2000m 四等水准测量
水准基点高程控制测量 二等水准测量 ≤2000m
CPⅢ控制点高程控制测量 精密水准测量 ≤800m
CP II 控制点