1、地铁控制测量中地面控制测量的技术方法摘要：地铁地面控制测量是地铁工程所有测量的基础和依据，为工程施工提供准确的定位信息、实时监控测量施工进程地面、隧道相关变化量及周围构筑物，管线等的影响变化，为工程施工提供必要的测量数据，根据测量数据适当调整作业进度和措施方法，确保工程顺利准确进行，确保施工安全。 关键字：地铁;控制测量;技术方法 中图分类号：U231 文献标识码： A 地铁地面控制测量包括地面平面控制测量（卫星定位控制网测量、精密导线网测量）和地面高程控制测量两部分。 地面平面控制测量 平面控制网由两个等级组成，一等为卫星定位控制网，二等为精密导线网。 地面平面控制测量采用城市坐标系。应沿地
2、铁线路独立布设平面控制网。投影面高程应与城市现有投影面高程一致，若线路轨道的平均高程与城市投影面高程的高差影响每千米大于 5mm 时，应采用其线路轨道平均高程面作为投影面高程。对已建成的卫星定位控制网和精密导线网应定期进行复测。第一次复测应在开工前进行，之后应每年或两年复测1 次，且应根据控制点稳定情况适当调整复测频次。复测精度不低于初测精度。 1.1 卫星定位控制网测量 1.1.1 外业测量 1、卫星定位控制网测量技术指标应满足表 1.1-1 的规定。 表 1.1-1 卫星定位控制网主要技术指标 2、卫星定位控制网观测应满足下列要求： （1）观测前进行星历预报，选择卫星状况良好的时间进行观测
3、； （2）天线定向标志指向正北，且经整平、对中后，其对中误差应小于 2mm；测前、测后测定天线高各一次，互差应小于 3 毫米，取其平均值作为最后结果； （3）观测时严格按规定的时间开机作业，保证同步观测同一组卫星；观测开始后，及时记录或输入有关数据并随时注意卫星信号或信息存贮情况，并记录观测手簿。 （4）每日观测完毕，及时将存贮介质上的数据进行拷贝到计算机中并进行数据处理。 1.1.2 数据处理 1、基线处理 卫星定位控制网外业观测基线解算时，对于小于 8km 的短基线采用双差相位观测值和双差固定解；对于 830km 的长基线在双差固定解和双差浮点解中选择最优结果。对周跳较多或观测数据质量欠佳
4、的时段进行删除或用分段处理后的数据进行解算。基线解算采用卫星广播星历坐标值作为基线解的起算数据，基线解算结果中基线长度中误差输出值不超过 2。 全部数据应进行同步环、独立环及重复基线检核, 检核时需要满足下列要求： （1）同步环各坐标分量及全长闭合差应满足下列格式要求： 式中 同步环中基线边的个数； 环闭合差； 标准差，即基线向量的弦长中误差（mm） ； 固定误差； 比例误差系数； 卫星定位控制网中相邻点间的平均距离（km） 。 （2）独立基线构成的独立环各坐标分量及全长闭合差应满足下列各式要求： ， ， ， 独立环中基线边的个数。 （3）复测基线的长度应满足下式的要求： 同一边复测的次数，通
5、常等于 2。 2、网平差 （1）将全部独立基线构成闭合图形，以三维基线向量及其相应方差协方差阵作为观测信息，以一个点的城市现有 WGS-84 坐标系的三维坐标作为起算数据，在 WGS-84 坐标系中进行三维无约束平差，并提供 WGS-84坐标系的三维坐标、坐标差观测值的总改正数、基线边长及点位和边长的精度信息。基线向量改正数的绝对值应满足下列各式要求： ， （2）在所使用的城市坐标系中进行约束平差及精度评定，约束平差采用的起算点与原测相同，平差完毕输出相应坐标系中的坐标、基线向量改正数、基线边长、方位角以及相关的中误差、相对点位中误差的精度信息、转换参数及其精度信息等。基线向量的改正数与同名基
6、线无约束平差相应改正数的较差应下列各式要求： ， 1.2 精密导线网测量 1.2.1 外业测量 1、精密导线网测量的主要技术要求应满足表 1.2-1 的要求 表 1.2-1 精密导线测量主要技术要求 2、观测时应执行以下要求： （1）使用 I 级或 II 级全站仪进行，全站仪以及温度计和气压计应检定合格有效； （2）当导线点上只有两个方向时，其水平角观测应符合以下要求： A、采用左、右角观测，左、右角平均值之和与 360的较差小于4； B、前后视边长相差较大，观测需调焦时，宜采用同一方向正倒镜同时观测法，此时一个测回中不同方向可不考虑 2C 较差的限差； C、水平角观测一测回内 2C 较差，级
7、全站仪为 9，级全站仪为13。同一方向值各测回较差，级全站仪为 6，级全站仪为 9。 1.2.2 数据处理 精密导线网数据处理及网平差采用经过鉴定的数据处理软件进行严密平差。 （1）附合精密导线或精密导线环的方位角闭合差，不应大于下式计算的值： 式中测角中误差() ，取2.5； n 附合导线或导线环的角度个数。 （2）精密导线网测角中误差应按下式计算： 式中 附合导线或闭合导线环的方位角闭合差； n 附合导线或导线环的角度个数； N 附合导线或闭合导线环的个数。 （3）导线网测距边进行气象改正、加常数和乘常数改正后，在进行高程归化和投影改化。 地面高程控制测量 2.1 外业测量 1、水准测量应
8、满足以下主要技术要求： 表 2.1-1 水准网测量的主要技术要求 2、水准测量应执行以下技术要求： （1）施测时沿统一线路进行往返测量，联测沿线的所有水准点。 （2） 施测采用 DNA03 及配套铟瓦尺进行，水准仪和铟瓦尺在检定有效期内，测量时并配置稳定、结实的专用木质三脚架和 5kg 的尺垫。 （3）i 角检验：水准仪作业期间每天检校一次，当 i 角保持在 15以内时，可用于施测作业，超限时停止作业查明原因。 （4）数字水准仪观测方式 往、返测奇数测站照准标尺分划顺序为：后视标尺前视标尺前视标尺后视标尺；往、返测偶数测站照准标尺分划顺序为：前视标尺后视标尺后视标尺前视标尺。 （5）水准观测应
9、在标尺分划线成像清晰而稳定时进行，在日出后与日落前 30min 内、太阳中天前后各约 2h 内、标尺分划线的影像跳动而难于照准时、气温突变时、风力过大而使标尺与仪器不能稳定时不得作业。（6）观测时应遵守以下事项： A、观测前 30min，将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致；设站时，应用测伞遮蔽阳光；迁站时，应罩以仪器罩。使用数字水准仪前，还应进行预热，预热不少于 20 次单次测量。 B、在连续各测站上安置水准仪的三角架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，而第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧。 C、每一测段的往测与返测，其测站数应为偶数。由往测转为返测时，两支标尺应互换位置，并应重
10、新整置仪器。 D、观测间歇时，全部在水准点上结束。 2.2 数据处理 1、水准测量外业工作结束后，应首先进行观测数据质量检核。检核的内容主要包括：测站数据质量、水准路线数据质量、往返测高差较差及附合路线闭合差，上述数据质量全部合格后，方可进行平差计算。 2、计算取位，高差中数取至 0.1mm，成果取至 1.0mm。 3、每条水准路线按测段往返测高差不符值计算每千米水准测量偶然中误差 M；当附合路线和水准环多于 20 个时，还需计算每千米水准测量高差中数全中误差 MW。 水准测量每千米的高差中数偶然中误差 M 按下式计算： 式中 M 每千米高差中数偶然中误差(mm)； L 水准测量的测段长度(k
11、m)； 水准路线测段往返高差不符值(mm)； n 往返测水准路线的测段数。 每千米水准测量高差中数全中误差应按下式计算： 式中 MW 每千米高差中数全中误差(mm)； W 附合线路或环线闭合差(mm)； L 计算附合线路或环线闭合差时的相应路线长度(km)； N 附合线路和闭合线路的条数。 4、水准网平差前进行水准标尺长度改正、正常水准面不平行改正、水准路线闭合差改正。 5、待各项指标满足规范要求后，进行整体严密平差，并计算每千米高差中数偶然中误差、高差全中误差、最弱点高程中误差和相邻点的相对高差中误差。 复测及成果分析 对已建成的地铁平面及高程控制网应进行复测。第一次复测应在开工前进行，之后
12、应每年或两年复测 1 次，且应根据控制点稳定情况适当调整复测频次。复测精度不低于初测精度。当平面控制网复测成果与原测成果的控制点坐标较差不大于 15mm 时，维持原测成果不变；当较差大于 15mm 时，采用周边稳定的控制点进行约束平差，求取其新成果，并对原测成果进行更新。高程控制网复测成果与原测高程成果较差的小于倍高程中误差时使用原成果，大于倍高程中误差时应复测确认，如确认检测成果无误，则说明水准点有沉降现象，要更新使用新成果，约束相近的稳定的水准点成果进行平差，求取下沉点的新成果。 参考文献 1 GB503082008,城市轨道交通工程测量规范S. 2 GB/T18314-2009,全球定位系统（GPS）测量规范S. 3 CJJ/T 73-2010,卫星定位城市测量技术规范S. 4 GB50026-2007,工程测量规范,S. 5 GB/T 12897-2006 国家一、二等水准测量规范S. 6 董强地铁施工精密导线（网）布设精度的探讨J天津市政工程,2005(2)：3334
