cp3测量

4 轨道控制网CPIII控制测量

4.1 一般规定

4.1.1 CPⅢ控制网的平面和高程测量主要技术指标应符合下列规定：

1、CPⅢ平面网的主要技术指标应满足表4.1.1-1的规定。

注：1 可重复性测量精度指：控制点两次测量，其X、Y方向坐标差的中误差。

2 相对点位精度指的是相邻两点间相对点位误差椭圆长短轴平方和的开根号值。

2、CP

Ⅲ高程网的主要技术指标应满足表4.1.1-2的规定。

表4.1.1-2 CPⅢ高程网的主要技术指标

注：1 MΔ为根据水准测段往返测高差较差计算的每千米水准测量的高差偶然中误差；

2 MW为根据闭合环闭合差计算的每千米水准测量的高差全中误差。

3可重复性测量精度指的是控制点两次测量，其高程差的中误差；

4 表中MΔ和MW的计算公式分别为：

M 1 4.1.1-1 4n L

MW 1 WW 4.1.1-2 N L

式中：△——测段往返高差不符值(mm)；

L——测段长或环线周长(km)；

n——测段数；

W——水准路线经过各项修正后的环线闭合差(mm)；

N——水准环数。

4.1.2预埋件的设置、配件加工与制作、点位埋设

1、CPⅢ点应沿线路布置在路基两侧的接触网杆或基础、桥梁防撞墙、隧道侧壁上，当CPⅢ点布置在桥梁防撞墙上时，点位应设置在桥梁固定支座上方的防撞墙上。

2、CPⅢ点的测量标志应由四部分的部件构成，包括预埋件、棱镜杆或连接器、水准测量杆和预埋件保护盖。水准测量杆的标高，应能准确地传递到棱镜的中心。

3、CPⅢ点的测量标志应采用不锈钢的合金材料，使其具有抗锈蚀和抗腐蚀的性能。CPⅢ点测量标志各部件几何尺寸的加工误差，应控制在±0.01mm～±0.05mm之间。

4、CPⅢ点测量标志的重复性安装精度和各标志点之间的互换性安装精度，在X、Y、H

cp3测量

三方向的误差应小于±0.3mm。

5、CPⅢ点沿线路布置时纵向间距为60m±20m、横向间距不超过结构宽度，点位纵向里程差不宜大于1m。各CPⅢ点应大致等高，其高度应在设计轨道面以上30cm左右的地方。

6、CPⅢ的点号由七位数组成，从左到右前四位数表示CPⅢ点所在里程的整公里数，第五位是“3”表示是CPⅢ网点，后两位数字表示点的顺序号，点的顺序号为单数表示该点在里程增加方向的左侧，点的顺序号为双数表示该点在里程增加方向的右侧，当里程不足千、百、拾公里时，加“0”填充以保证CPⅢ的点号都是七位数齐全。

7、CPⅢ网测量的自由测站点号也由七位数组成，从左到右第一位为大写英文字母“C”表示测站，第二、三、四、五位数为CPⅢ点所在里程的整公里数，第六、七位数字表示测站的序号。当里程不足千、百、拾公里时，加“0”填充以保证CPⅢ的自由测站号都是七位数齐全。

8、CPⅢ点的预埋件在埋设时，首先要保证其稳固；若预埋件埋设在接触网基础顶面时，还要求其尽量铅垂；当预埋件横向埋设时，要使预埋件尽可能水平埋设，或略为上翘。

9、CPⅢ点的编号宜统一标识。

4.1.3测量设备配置

1、用于CPⅢ网测量的全站仪，应具有自动目标照准和程序控制自动测量的功能，其标称精度应满足：方向测量中误差不大于±1″、距离测量中误差不大于±（1mm+2ppm）。

2、与全站仪配套的棱镜，重复性安装精度和各标志点之间的互换性安装精度，在X、Y、H三方向的误差应小于±0.3mm。用于进行气象改正的温度计，其测量精度应不低于±0.5℃。用于进行气象改正的气压计，其测量精度应不低于±5hpa。

3、用于CPⅢ网测量的水准仪，标称精度应满足每公里水准测量往返测高差中数测量的中误差不低于±1.0mm/km。

4、水准尺应采用整体因瓦水准标尺，与水准仪配套的尺垫，其重量应不低于3kg。与水准仪配套的脚架，应采用木质脚架。

5、用于控制全站仪进行CPⅢ平面网自动观测的测量软件，和用于进行CPⅢ网内业平差计算和精度评定的数据处理软件，必须经过铁道部建设主管部门组织的鉴定与审批。

4.1.4区段之间测量连接

1、CPⅢ网的区段定义为在上一级控制网点约束下进行本次平差计算的CPⅢ网的范围。

2、CPⅢ网（包括平面网和高程网）可分区段分别进行观测和平差计算，区段的长度不得低于4km。

3、CPⅢ平面网区段的两端必须起止在上一级控制网点（CPⅠ或CPⅡ）上，而且宜保证

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有连续的三个自由测站与上一级控制网点联测。

4、CPⅢ高程网要满足区段中联测的上一级水准点的数量不得少于3个，而且CPⅢ高程网区段的两端必须起止在上一级水准点上。

5、CPⅢ网区段与区段之间，至少应该有四对（8个）CPⅢ点作为公共点在相邻的两区段间都要测量，这些点在各自区段中的观测和平差计算，应该满足CPⅢ网的精度要求，除此之外还要满足各自区段平差后的公共点X、Y、H坐标较差应小于±2mm的要求；在达到上述要求后，前一区段CPⅢ网的平差结果不变，后一区段的CPⅢ网要再次平差，再次平差时除要约束本区段的上一级控制网点外，还要约束前一区段公共点中的一个点的坐标，这样其他未约束的公共点在两个区段分别平差后的坐标差值应≤1mm，以确保CPⅢ网的整体精度。最后公共点的坐标应该采用前一区段CPⅢ网的平差结果。

4.1.5技术方案设计

CPⅢ控制网在施测前应该进行技术方案设计。

4.2 平面控制测量

4.2.1观测计划

1、技术方案设计：CPⅢ平面控制网观测前，应进行详细的观测方案设计。CPⅢ平面控制网观测方案设计的内容至少应该涉及以下几个方面：CPⅢ点的埋设与编号设计、与上一级控制点的联测方案设计、CPⅢ观测网形设计、测量方法与精度设计、所需要的仪器设备及其周期检定计划、内业数据处理方法设计、人员组织计划、应提交的成果资料清单和质量保障措施以及安全生产的注意事项等。

2、观测前的准备工作：CPⅢ点的埋设与编号，全站仪、棱镜、木质脚架、温度计、气压计、外业采集软件等测量仪器和设备的准备，人员的组织与分工，内业数据处理软件的培训等。

4.2.2外业观测

1、应该采用全站仪自由测站边角交会的测量方法，进行CPⅢ平面控制网的外业观测。观测时，宜从区段的一端依次观测至区段的另一端。

2、一般情况下，CPⅢ平面网观测的自由测站间距约为120m、每个测站应该观测12个CPⅢ点、每个CPⅢ点至少应保证有三个方向和三个距离交会，此时CPⅢ平面网的外业观测网形见下图4.2.2-1。

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图4.2.2-1 测站间距为120m的CPⅢ平面网观测网形示意图

3、在通视条件不好情况下，可采用自由测站间距约为60m、每个测站应该观测8个CPⅢ点、每个CPⅢ点至少应保证有四个方向和四个距离交会的CPⅢ平面网观测的网形，此时CPⅢ平面网的外业观测网形见下图4.2.2-2。

图4.2.2-2 测站间距为60m的CPⅢ平面网观测网形示意图

4、CPⅢ平面网水平方向观测，应采用多测回的全圆方向观测法进行观测。既可以采用全部CPⅢ点放在一起观测的全圆方向观测法，也可以采用将CPⅢ点分成两组观测的分组全圆方向观测法。分组全圆方向观测法，应保证分组的零方向应该相同，同时还要求至少有一个CPⅢ点在两组中都要观测，而且在两组中这一个CPⅢ点归零后的方向值较差应小于6″。

5、CPⅢ平面网的水平方向观测，应满足表4.2.2-1的规定。

6、CPⅢ平面网的距离测量，应采用以下的多测回距离观测法：盘左和盘右分别对同一个CPⅢ点进行距离测量，把盘左和盘右距离测量的平均值作为一测回的距离测量值；每个CPⅢ点距离测量的测回数应与水平方向相同，各测回测量的距离较差应≤1.5mm。在全圆方向观测的同时，对CPⅢ点进行距离测量。

7、由相邻测站测量的观测值，计算的相邻CPⅢ点横向距离的相对误差应小于1/4000，纵向距离的相对误差应小于1/8300。

8、CPⅢ平面网每个自由测站测量前应量测温度和气压，并实时输入到全站仪内进行气象改正。温度量测的误差不能大于0.5℃，气压量测的误差不能大于50Pa。

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9、自由测站附近有CPⅠ或CPⅡ时应进行联测，每个CPⅠ或CPⅡ被联测的方向数不得少于二个，宜为三个。

10、CPⅢ平面网的观测时间宜安排在晚上或阴天进行。在晚间进行CPⅢ平面网测量时，应注意视线方向不能有强光直射，同时自由测站附近不能有震动等干扰。

11、CPⅢ平面网测量时，棱镜杆与预埋件连接应保证两者完全套合，棱镜安装时应确保棱镜在棱镜杆上安装到位，而且棱镜应该正对全站仪。

12、CPⅢ平面网外业测量时，应在现场填写如下内容的 “自由测站测量记录表”。

表4.2.2-1 自由测站测量记录表

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测量单位： 天气： 测量日期： 年 月 日

司镜： 记录： 测量时间： 时 分

4.2.3外业观测成果质量评定与检核

1、CPⅢ平面网外业观测成果的质量评定，包括半测回归零差、同一测回各方向2C较

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差、不同测回同一方向归零后方向值互差、同一CPⅢ点各测回距离较差、由相邻测站测量的观测值计算的相邻CPⅢ点横向和纵向距离的相对误差等的检核。

2、当CPⅢ平面网外业观测的半测回归零差、同一测回各方向2C互差、不同测回同一方向归零后方向值较差和同一CPⅢ点各测回距离较差的测站数据超过表4.2.2-1和本标准第4.2.6条第6款要求时，该测站的数据应该重测。

3、当由相邻测站测量的观测值计算的相邻CPⅢ点横向和纵向距离的相对误差，超过本标准第4.2.6条第7款要求时，则相邻测站的数据都应该重测。

4、在CPⅢ平面网复测时，若建网测量和复测联测上一级控制点的方法和数量相同，则约束平差后两次测量CPⅢ点坐标的较差，应不大于±3mm，否则复测的CPⅢ平面网数据应补测或重测。

5、当CPⅢ自由网平差后，各 CPⅢ点的方向改正数不得超过±3.5″，否则该测站的方向观测值应该重测；各 CPⅢ点的距离改正数不得超过±1.0mm，否则该测站的距离观测值应该重测；若CPⅢ自由网平差后的验后单位权中误差超过±1.8″，则首先应对区段中方向改正数较大的测站数据和对区段中距离改正数较大的测站数据进行重测。

4.2.4内业平差计算、基础控制资料的选用原则

1、CPⅢ平面网外业观测的数据全部合格后，方可进行内业的平差计算。

2、CPⅢ平面网采用约束联测的上一级控制点的方法进行平差计算，平差后任意相邻CPⅢ点的相对点位中误差应该满足表4.1.1-1中的限差要求。

3、若CPⅢ自由网平差后任意相邻CPⅢ点的相对点位中误差能够满足表4.1.1-1中的限差要求，而约束联测的上一级控制点平差后，任意相邻CPⅢ点的相对点位中误差又不能够满足表4.1.1-1中的限差要求时，应检测上一级控制点的稳定性和精度；若上一级控制点的稳定性欠佳或原测量精度未能满足CPⅡ控制网的精度要求，则该控制点不能作为CPⅢ平面网约束平差的起算点。当确认上一级控制点的稳定性欠佳、或设计单位资料有误、或精度不符合规定要求时，应与设计单位协商，由设计单位对上一级控制点的成果进行改正。

4、若某一区段的CPⅢ平面网刚好跨越投影带边缘，则该区段的CPⅢ平面网应该在两侧的投影带中分别进行约束平差，并提交左右投影带中两套CPⅢ平面网坐标成果，此时两套坐标成果都应该满足CPⅢ平面网的精度要求。而用于约束该区段CPⅢ平面网的CPⅡ点，也应该有左右投影带中的两套坐标（可通过专用的坐标换带计算公式进行换带计算）。

5、CPⅢ平面网的平差计算取位，应按表4.2.4-1中的规定执行。

表4.2.4-1 CPⅢ平面网平差计算取位的规定

4.2.5成果整理与提交

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1、CPⅢ平面控制网测量任务完成后应进行技术总结。技术总结应对CPⅢ平面网技术方案设计和技术标准执行情况、完成质量和主要技术问题的处理情况进行分析和总结。技术总结应由单位主要技术负责人审核签名，方可上交。

2、经过测量单位检查验收和审核后的CPⅢ平面控制网成果，应按区段CPⅢ平面网进行资料整理、装订成册、编制目录和开列清单，并把整理后的资料上交给资料审查和管理部门。

3、CPⅢ平面网测量和数据处理后提交资料的范围应该包括：

1） 技术方案设计书；

2） 区段的CPⅢ平面控制网示意图；

3） 全站仪外业观测的原始数据文件电子文本；

4） 区段CPⅢ平面控制网约束平差的原始资料；

5） 区段CPⅢ平面控制网CPⅢ点坐标平差成果表；

6） 智能型全站仪的检定资料；

7） 技术总结报告。

4.3 高程控制测量

4.3.1观测计划

1、技术方案设计：CPⅢ高程控制网观测前，应进行详细的观测方案设计。CPⅢ高程控制网观测方案设计的内容至少应该涉及以下几个方面：CPⅢ点的埋设方案与编号设计、与上一级水准点的联测方案设计、水准路线设计、测量方法与精度设计、所需要的仪器设备及其周期检定计划、内业数据处理方法设计、人员组织计划、应提交的成果资料清单和质量保障措施以及安全生产的注意事项等。

2、观测前的准备工作：CPⅢ点的埋设与编号，水准仪、水准尺、尺垫、木质脚架等测量仪器和设备的准备，人员的组织与分工，内业数据处理软件的培训等。

4.3.2外业观测(观测方法及要求)

1、应该采用精密水准测量的方法，进行CPⅢ高程控制网的外业观测。同一个测段中，精密水准测量往测单数测站，应采用后前前后的观测顺序；往测双数测站，应采用前后后前的观测顺序；返测单数测站，应采用前后后前的观测顺序；返测双数测站，应采用后前前后的观测顺序。

2、CPⅢ点与上一级水准点的水准联测，应该采用独立往返观测的方法进行。CPⅢ点与CPⅢ点之间的水准联测，也应该采用独立往返观测的方法进行。

3、CPⅢ点与CPⅢ点之间的水准联测，应该采用如图4.3.2-1所示的往返测水准路线的形式进行。图4.3.2-1中单箭头为往测水准路线，双箭头为返测水准路线，这样的水准路线，可保证每测段都有独立的往返观测值，而且每相邻的四个CPⅢ点之间都构成一个闭合环。

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CP3-1CP3-3CP3-5CP3-7CP3-9CP3-11CP3-13CP3-29CP3-31CP3-33CP3-2CP3-4CP3-6CP3-8CP3-10CP3-12CP3-14CP3-30CP3-32CP3-34

图4.3.2-1 CPⅢ点与CPⅢ点之间的往返测水准路线示意图

CPⅢ点与CPⅢ点之间的水准联测，也可采用图4.3.2-2和图4.3.2-3所示的中视法水准路线的形式进行。图4.3.2-2为CPⅢ点与CPⅢ点之间的中视法往测水准路线示意图，图

4.3.2-2为中视法返测水准路线示意图。两图中的双箭头为后前前后或前后后前观测的常规水准测量的读数，而两图中的单箭头为则为每测站的中视读数。

图4.3.2-2 CPⅢ点与CPⅢ点之间的中视法往测水准路线示意图

图4.3.2-2 CPⅢ点与CPⅢ点之间的中视法返测水准路线示意图

4、CPⅢ高程网水准测量的主要技术要求，应符合表4.3.2-1的规定。

表4.3.2-1 CPⅢ高程网水准测量的主要技术标准

5、CPⅢ高程网水准路线的主要技术要求，应符合表4.2.2.2的规定。

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6、CPⅢ高程网水准测量测站的主要技术要求，应符合表4.2.2-3的规定。

7、晴天观测时，应给仪器打伞，避免阳光直射，扶尺时应使用尺撑，使水准尺上的气泡居中和水准尺竖直。

8、各测段的一组往返测宜安排在不同的时间段内进行。

9、当桥面与地面间高差大于3m时，地面上高一级水准点高程无法直接传递到桥面CPⅢ控制点上，应选择桥面与地面间高差较小的地方进行CPⅢ控制点高程的上桥测量。高程上桥测量可采用悬挂铟钢带尺水准测量的方法进行高程传递。悬挂铟钢带尺水准高程上桥测量的高差，应进行水准尺零点差改正、温度改正、铟钢带尺的尺长改正。

对于高程上桥测量水准联测困难时，也可采用不量仪器高、棱镜高的中间设站三角高程测量与几何水准测量相结合的方法解决高程传递问题，该方法的测量原理如下图4.3.2-2所示。

图4.3.2-2 不量仪器高、棱镜高的中间设站三角高程测量原理示意图

中间设站三角高程测量方法，就是在没有仪器高和棱镜高量取误差的情况下，求出点A和点B的高差。该方法实施时，前后视所用的棱镜必须是同一个，且观测时棱镜高不变；仪器到棱镜的距离不宜过长，一般应小于30m，最大不应超过50m；仪器到前视棱镜和后视棱镜的距离应尽量相等，一般差值不宜超过5m，垂直角应小于28°；观测时，要准确测量温度、气压值，以便进行边长改正。中间设站三角高程测量的技术要求应满足表4.3.2-4的要求。

表4.3.2-4 不量仪器高和棱镜高的三角高程测量技术要求

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4.3.3外业观测成果质量评定与检核、重测规定

1、CPⅢ高程网水准测量外业观测成果的质量评定，包括测站数据、水准路线数据的检核和每千米水准测量的高差偶然中误差的计算，当水准网的环数超过20个时还要进行每千米水准测量的高差全中误差的计算。

2、当CPⅢ高程网水准测量的测站数据超过表4.3.2-3的要求时，该测站的数据应该重测。当CPⅢ高程网水准路线的限差超过表4.3.2-2的要求时，该水准路线的数据应该重测。当根据水准测段往返测高差较差计算的每千米水准测量的高差偶然中误差超限时，首先应对往返测高差较差较大的测段进行重测；当根据闭合环闭合差计算的每千米水准测量的高差全中误差超限时，首先应对闭合差较大的闭合路线进行重测，重测后若MΔ和MW仍超限，则整个CPⅢ高程网水准测量的数据都应该重测。

3、在CPⅢ高程网复测时，若建网测量和复测联测上一级水准点的方法和数量相同，则约束平差后两次测量CPⅢ点高程的较差，应不大于±3mm，否则复测的CPⅢ高程网数据应补测或重测。

4.3.4内业平差计算、基础控制资料的选用原则

1、CPⅢ高程网水准测量的外业观测数据全部合格后，方可进行内业平差计算。

2、CPⅢ高程网采用约束联测的上一级水准点高程的方法进行平差计算，平差后每千米水准测量的高差单位权中误差应该满足表4.1.1-2中MΔ的限差要求。

3、若通过CPⅢ点联测的两上一级水准点的高差与原高差比较，超过表4.3.2-2中检测已测测段高差之差的允许限差时，而本次联测的往返测高差又满足表4.3.2-2中往返测高差之差的允许限差，应检测上一级水准点的稳定性和精度；若上一级水准点的稳定性欠佳或原高差精度未能满足二等水准测量的精度要求，则该水准点不能作为CPⅢ高程网约束平差的起算点。当确认设计单位资料有误或精度不符合规定要求时，应与设计单位协商，由设计单位对上一级水准点的成果进行改正。

4、CPⅢ高程控制网的平差计算取位，应按表4.3.4中的规定执行。

表4.3.4

精密水准测量计算取位的规定

4.3.5成果整理与提交

1、CPⅢ高程控制网测量任务完成后应进行技术总结。技术总结应对CPⅢ高程网技术方案设计和技术标准执行情况、技术方案、作业方法、技术的应用、完成质量和主要技术问题

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的处理情况进行分析和总结，它是与CPⅢ高程制网成果有直接关系的技术性文件，是永久保存的重要技术档案。技术总结应由单位主要技术负责人审核签名，方可上交。

2、经过测量单位检查验收和审核后的CPⅢ高程网成果，应按区段水准路线进行资料整理、装订成册、编制目录和开列清单，并把整理后的资料上交给资料审查和管理部门。

3、CPⅢ高程网测量和数据处理后提交资料的范围应该包括：

1）技术方案设计书；

2）区段的水准路线示意图；

3）电子水准仪外业观测的原始数据文件电子文本；

4）测段往返测高差统计表及其MΔ的计算结果；

5）区段水准路线闭合差统计表及其MW的计算结果；

6）区段水准路线约束平差的原始资料；

7）区段CPⅢ点高程平差成果表；

8）水准仪和水准尺的检定资料；

9）技术总结报告。