无碴轨道CPIII精密控制网测量系统

无碴轨道CPIII精密控制网测量系统

系统介绍

无碴轨道是以混凝土或沥青混合料等取代散粒道碴道床而组成的轨道结构形式。由于轨道具有高平顺性、钢度均匀、轨道几何形位能持久保持、维修工作量显著减少等特点，在各国铁路得到了迅速发展。

无碴轨道的各项综合性质指标决定了，在施工测量中控制网的精密性和稳定性—CPIII精密控制网。

无碴轨道施工前,应完成CPIII施工精密控制网建立，控制网布置成独立三角坐标网，待建网测设及平差完成后，再与外部的CPI/CPII高级控制网采用边连结方式构网，形成三角网，把外部坐标引入该网中。然后将水准基点的高程引入CPIII施工精密控制网，使每个网点具有X、Y、Z三维坐标。

无碴轨道CPIII精密控制网测量系统主要包括外业数据采集系统和内业数据处理系统两大部分。

系统构成

精密控制网测量标志点布设

施工精密控制网基标点纵向间距大致按50-60m控制（特殊地段不得超过80m）,成对布设于桥梁、隧道及路基两侧，成对布设在线路两侧的两个基标点里程差不超过1m。

一次布设的CPIII施工基标精密控制网最短长度不得少于2km。

布置CPⅢ控制点系统要求：

1 基础稳定、安全不易破坏

2 易于维护，方便架设棱镜

3 控制点便于均匀分布

4 线路两侧CPⅢ点布设相对应

精密控制网测量设备

1. 使用带目标自动搜索锁定功能的现代化全站仪Trimble S8（平面测量）， 应用于无碴轨道施工过程中CPⅢ精密控制网的平面坐标观测，满足精度要求：

· 距离：±1mm+1ppm

2. 高精度的电子水准仪Trimble DiNi（高程测量），应用于无碴轨道施工过程中CPⅢ精密控制网的高程测量，并满足精度要求：

· 每公里往返测量中误差：0.3mm/km

· 观测距离：1.5m—100m

3．CPIII精密控制网专业观测棱镜—德国旭普林公司棱镜和圆棱镜两种。

德国SINNING公司棱镜 圆棱镜

（德国及郑西等高铁CPIII专业棱镜镜）

4．CPIII精密控制网平差后处理软件—GL-Survey软件。

精密控制网外业数据采集

无碴轨道CPIII精密控制网平面数据采集

无碴轨道CPIII精密控制网平面数据采集使用全站仪Trimble S6在相邻两对CPIII基标点之间设站，在同一测站测量至少2×4个CPIII网点，并进行不少于两测回（盘左盘右）观测，后视网点数量不得少于2对。全站仪设站的间隔要保证每个CPIII网点的重叠观测次数不少于3次，同时观测视距不大于150m。

利用全站仪中后方交会测量程序进行CPIII精密控制网的边角数据采集，并根据相关的数据精度指标进行外业数据的选择和删除。

注意事项：

使用全站仪测量前，首先对全站仪进行观测前的横轴与竖轴校验（输入校差后仪器内部自动进行修正），同时需输入观测时环境温度和气压值。

1）每隔一对CPⅢ棱镜进行自由建站

2）两个方向各观测2×2（或2×3）个CPⅢ控制点

3）每个CPⅢ控制点至少观测3次以上

4）每测站至少观测2个完整测回

5）与CPⅠ、CPⅡ进行连接测量

6）CPⅢ点的编号统一（左侧为奇数，右侧为偶数）

7）测量人员操作过程中要严格按照规范要求，避免不必要的人为误差

8）棱镜常数的设置要正

9）外业观测时，每个测站观测的CPⅢ点为8或12个，每次搬站只向前移动1对或2对棱镜

无碴轨道CPIII精密控制网高程数据采集

CPIII施工基标精密控制网网点高程测量采用精密水准测量方法进行，往返测量并起闭于水准基点。测量完成后进行严密平差，平差计算按有关精密水准测量的规定执行。

注意事项：

水准仪在进行测量前必须通过自身的校准程序对仪器的各项精度指标进行检核和校准；

严格按照相关的规范要求进行属性限差的设定。

在水准测量过程中，必须加入中间点观测，否则内业计算软件不读取数据。

精密控制网内业数据平差

GL-Survey是一款应用于无碴轨道CPIII控制网平差计算软件，主要通过CPIII特有的网络结构和边角关系计算处理得到CPIII点位的三维坐标。

GL-Survey软件数据处理功能模块主要包含以下几个方面：

1）任务管理—新建项目，打开项目，保存项目数据等。

2）平差数据精度指标设定。

3）导入已知CPI/CPII控制点坐标；CPIII原始观测数据。

4）建立新的平差模式，并对CPIII数据进行自由网平差计算和约束平差计算，以及高程平差计算等。

5）对CPIII控制网平差进度进行相关的分析和数据的编辑等。

6）输出平差数据。

系统特点

通过大量的国内外无碴轨道施工测量CPIII精密控制网的平差计算经验以及相关的实际工作要求，该系统已经得到了无碴轨道的广泛应用和高度重视。通过独特的无碴轨道CPIII自由设站边角交会方法观测数据的自动采集与处理。

外业数据采集系统与内业数据处理系统可以实现完整的无缝数据连接，实现了一体化数据处理模块，并能具有稳定运行、界面友好、整体性能强及成果数据输出准确完整等特点。

系统外业数据采集方便快捷。

系统功能强大，不仅能够进行CPIII精密控制网的数据平差，还能进行轨道相关的数据参数输入和编辑工作等，为今后的轨道测量和精调工作打好基础。

系统兼容其他国内外同类产品的原始数据格式，并具有较强的通用性。

三、

CPIII特殊附件

郑西高铁项目、石太八局隧道、武广实验段、合武铁四局

（1） 德国SINNIG公司的棱镜设备，可以自由调整棱镜具有水平气泡整平装置

（2） 销钉和螺杆采用螺纹式安装，不易产生偏移便于长久使用和后期维护使用

（3） 棱镜参数典型精度 2〃，一个重要参数，反映棱镜椎体面的打磨精度，目前最高精度就是2〃 ，目前0.1mm的常数误差是最小误差，一般常规棱镜的常数误差在 ±0.5―1.0mm之间，棱镜高度 40mm

徕卡原装棱镜的精度在5 〃左右，国内加工的精度在10 〃 左右.

棱镜常数 -35mm±0.1mm

一、Trimble S8 自动跟踪全站仪在CPIII测量系统得优势

1、Trimble S8作业速度快，采用世界领先得磁驱技术，旋转速度为115度/秒，CPIII测量时如果每站观测12个棱镜，观测4个测回，S8可以在30钟左右快速自动完成, 包括建站等全部时间。

2、Trimble S8具有SUREPOINT定点精度保证，可以减少照准错误避免重测花费，同时能够克服由于风力、振动、沉陷等外界环境因素造成的移动，而保证正常工作。

3、Trimble S8全站仪主机标配两块内置电池，在自动跟踪测量模式下，能工作12个小时，TSC2控制器内置电池能工作30小时，能保证CPIII作业时间，同时野外作业不会因为外配电池等让测量系统繁琐。

4、TSC2支持CPIII机载测量程序，如铁一院、铁二院、铁三院自主开发的CPIII野外采集软件，能够满足国内铁道部对无砟轨道的测量规范要求。