【正文】 指導教師 評 語 論文對軌道控制網 CPⅢ的外業(yè)測量方法、外業(yè)自動測量軟件的使用、 內業(yè)平差計算和精度評定的原理、內業(yè)數據處理軟件的使用和區(qū)段間的 平順搭接處理方法進行學習和討論。論文在內容 創(chuàng)新方面不足，寫作技巧還尚待提高，還存在一些小的錯誤。到目前為止，CPⅢ 控制網外業(yè)測量和內業(yè)數據處理過程中還存在很多值得研究的問題。 （ 4） 學會使用專業(yè)的 CPⅢ 控制網數據處理軟件，使用軟件進行實際 CPⅢ 網的數據處理與結果分析。 （ 7） 畢業(yè)實習和論文撰寫期間，每周至少與指導教師見面一次，交流意見，每天用于畢業(yè)設計的時間不得低于 7 小時，并按時書寫實習日志和畢業(yè)設計論文?？墒钦f，高速鐵路精密工程測量的精度是否能夠達到高速鐵路精密工程測量規(guī)范的要求， 將直接決定高鐵建設的成敗。利用 CPⅢ控制網的數據處理軟件對外業(yè)所觀測的數據進行平差處理，檢查 CPⅢ 控制點的點位精度、 CPⅢ 控制點相鄰點位的相對精度等重要精度指標是否滿足高速鐵路精密工程測量規(guī)范的要求；分析平差數據，探索外業(yè)觀測數據與內業(yè)數據平差處理的精度之間的聯系，通過它們之間的內在聯系反過來指導外業(yè)觀測中應注意的問題，以提高 CPⅢ 控制網外業(yè)測量的效率。 data processing。 為保證 CP0控制網的正確性與精度要求， CP0控制網應與 IGS參考站或國家 A、B級 GPS 點進行聯測。 CPⅠ 應采用邊聯結方式構網，形成由三角形或者四邊形組成的帶狀網。CPⅡ 控制網應按照高速鐵路工 程測量規(guī)范的要求沿線路布設， CPⅡ 控制網大部分為 GPS 網，在極少數情況下比如隧道內為邊角網， CPⅡ 控制網大部分采用邊聯結方式構網，形成由三角形和四邊形構成的帶狀網，上一級控制網為 CPⅠ 控制網，在進行 CPⅡ 控制網測量時需要與部分 CPⅠ 控制點聯測構成附合網。 CPⅢ 控制網是高速鐵路實際施工控制網，在整個高速鐵路控制網體系中占有重要地位。 本科 畢業(yè)設計 第 3 頁 CPⅢ 控制網為三維控制網，平面網和高程網相互獨立且（ x,y,H）指向同一點。 （ 2）在 CPⅠ 、 CPⅡ 控制點上置鏡觀測 CPⅢ 控制點；當采用該方法時，在 CPⅠ 、CPⅡ 控制點上置鏡觀測的 CPⅢ 控制點的個數至少為 3 個。 對于經過平差計算的 CPⅢ 控制網成果，我們要根據高速鐵路工程測量規(guī)范的精度要求檢查所得的 CPⅢ 控制網成果，只有完全達到精度指標要求的 CPⅢ 控制網成果，我們才能在高速鐵路施工、運營、維護各階段使用該 CPⅢ 控制網成果。為了保證整條線路的連續(xù)性，相鄰區(qū)段必須有部分重疊點，而這些重疊點因為在不同的區(qū)段內均參與了所在區(qū)段的平差處理，因此會得到至少兩套重疊點坐標，為了將各區(qū)段連接為一條完整的線路，必須進行區(qū)段搭接。 正是由于我國在 CPⅢ 網的部分理論方面還不夠成熟，而這些問題亟待解決以指導高速鐵路建設，本文對 CPⅢ 網外業(yè)測量及內業(yè)數據處理過程進行系統(tǒng)的闡述，對 CPⅢ 網的平差原理及平差過程進行詳細的闡述，對 CPⅢ 網區(qū)段搭接問題進行深入的研究，并且通過對 CPⅢ 網外業(yè)實測數據進行實例分析來說明 CPⅢ 網內業(yè)平差處理的詳細步驟，借此希望能為我國的高鐵建設做出一定的貢獻。 （ 3）控制點的位置、標志與傳統(tǒng)測量有很大的不同， CPⅢ 控制點為空間中的某一 點，而且具有強制對中標志。 （ 7）由于 CPⅢ 控制網應用在高速鐵路中，而高速鐵路主要關心的是垂直于線路方向的精度，因此， CPⅢ 平面控制測量中，縱向精度較高，而橫向精度相對于縱向精度來說不高。 （ 3）智能全站儀搬站至距離 B點約為 120m 的 C 點處，以此點作為 CPⅢ 平面控制網平面控制測量的第三測站，第 3 個測站所需要觀測的 CPⅢ 控制點前后各 3對，總計有 6 對 CPⅢ 控制點需要觀測。 在對 CPⅢ 控制網進行復測時，由于我們已經有之前各個 CPⅢ 控制點的坐標，考慮到 CPⅢ 控制點的點位只要沒有特殊原因不會有太大的位置變化，我們可以在CPⅢ 平面控制網復測前，提前將所需要觀測的 CPⅢ 控制網中所有的 CPⅢ 控制點坐標導入智能全站儀中，這樣，在自由測站邊角交會法進行外業(yè)測量中，每個測站上只需要觀測 3 個 CPⅢ 控制點的水平距離以及方向值就可以解算出測站點的坐標，在相應的測量軟件的控制下，智能全站儀就可以自動完 成剩余的觀測任務，這種做法可以在一定程度上提高外業(yè)作業(yè)效率，進一步減少外業(yè)觀測人員的觀測任務。 （ 3）由于測量機器人的觀測受光線的影響比較嚴重，因此， CPⅢ 控制網的外業(yè)測量宜在晚上或者陰天進行且盡量避免強光直射；觀測前，還應確保測站附近沒有強烈震動源干擾。 （ 2） CPⅢ 控制點沿線路布設，縱向一般 60m 布設 1 個 CPⅢ 控制點， CPⅢ 控制點必須成對出現，橫向間距一般為 11m；在車站范圍內，由于軌道數量的增加，可酌情擴大 CPⅢ 控制點的橫向間距。 為保證與 CPⅢ 控制點的一致性，各個測站點的點號同樣也是由 7 位數組成： 本科 畢業(yè)設計 第 10 頁 按照從左向右的方向，在 CPⅢ 控制網中，所有測站點的第一位編號均為大寫字母“C”，用來表示該點為自由測站點；自由測站點的第 25 位的編號表示該測站點所在 的 CPⅢ 控制點的整公里數，其具體的處理方法與 CPⅢ 控制點的編號方法一致；最后兩位則用來表示測站的序號。 區(qū)段搭接的一般規(guī)定 由于高速鐵路線路的長度一般長達幾百公里甚至上千公里，若想對整條線路的所有 CPⅢ 控制點進行外業(yè)測量并進行一次性的數據平差處理，無論對外業(yè)觀測人員還是對內業(yè)數據處理人員來說，都有很大的難度。 （ 3）對 CPⅢ 高程網來說，每個區(qū)段的 CPⅢ 高程網應至少與 3 個上一級的水準點進行聯測而且還要保證各區(qū)段的 CPⅢ 高程網的兩端均起閉于上一級的水準點。 CPⅢ 控制測量精度要求 在 CPⅢ 平面網的外業(yè)測量成果滿足精度要求的前提下，其內業(yè)平差處理結果也滿足高速鐵路工程測量的精度要求后， CPⅢ 平面網的平差成果才能用于高速鐵路的建設、運營、維護等各項工作中。 由于 CPⅢ 平面網的精度要求比較高，在某些情況下， CPⅢ 平面網的外業(yè)觀測成果需要部分或者全部重測： ㈠、在外業(yè)觀測過程中，單個自由測站的觀測完成后，需要檢查其半測回歸零差、同一測回不同方向的 2C 互差、不同測回同一方向歸零后方向值較差，如果發(fā)現這三項技術指標中的任意一項超出限差要求，則該測站立即重測。 CPⅢ 控制網的內業(yè)精度指標： 圖 22 CPⅢ 平面網的主要精度指標 控制網名稱 測量方法 方向觀測中誤差 距離觀測中誤差 可重復性測量精度 相對點位精度 CPⅢ 平面網 自由測站邊角交會 177。 注：（ 1）可重復性測量精度：控制點兩次測量，其 X,Y方向坐標的中誤差 （ 2）相 對點位精度：相鄰兩個 CPⅢ 點之間的相對誤差橢圓長短軸平方和的開根號值。 （ 2）智能全站儀擁有大腦：也就是說，智能型全站儀擁有獨立的操作系統(tǒng)和操作環(huán)境，我們可以根據需要在該系統(tǒng)下安裝數據處理及分析軟件，這大大提高了智能全站儀的實用性及應用范圍。為了提高工作效率，盡可能的減少在 CPⅢ 平面網外業(yè)觀測可能出現的錯誤，智能全站儀由于其自身的特點逐漸取代了傳統(tǒng)的全站儀，在 CPⅢ 平面網測量中的應用日益廣泛。由于自由網中不存在坐標基準，故而如果根據觀測值所開列的誤差方程式求解待定點坐標，所得的待定點坐標值必定不唯一。 定向角的近似值 Z0j 可以在計算待定點坐標近似值中求得，定向角 的改正數 jz? 可以 圖 32 CPⅢ 平面觀測示意圖 在平差計算中求得，由此可得，定向角的平差值 jZ? 為： jZ? = Z0j + jz? （ 31） Nj0hkjZjkL 本科 畢業(yè)設計 第 17 頁 設 vjk 為從測站 j 到 CPⅢ 控制點 k 的方向值改正數， ? jk 為從測站 j 到 CPⅢ 控制點 k 的方位角，由圖 32 可得 jk 方向觀測值與其坐標方位角之間的關系為： jkjkjik vLZ ??? ??? （ 32） 式中 Ljk 表示測站 j 到點 k 的方向觀測值； ik?? 為測站到觀測點 k 的坐標方位角的平差值。 CPⅢ 平面網自由網平差的具體過 程如下： （ 1）求解待定點坐標近似值 CPⅢ 控制點的坐標近似值可以通過觀測值來確定，在自由網中，以測站 C 為坐標原點，以 C 到 CPⅢ 控制點 S0 的方向為零方向，則測站 C 的坐標為（ 0,0） , CPⅢ控制點 Si 的坐標（ xi ,yi ），如下圖所示： 本科 畢業(yè)設計 第 16 頁 圖 31 求解待定點坐標估計值示意圖 由上圖可得， Si 的坐標（ xi ,yi ）可表示為： xi =Si *cos? yi =Si *sin? 用通過觀測值計算得到的 CPⅢ 點的坐標值作為各待定點的估計值。 本科 畢業(yè)設計 第 15 頁 第三章 CPⅢ 平面網的平差處理 CPⅢ 平面網平差原理 我國最早使用的 CPⅢ 平面網的平差方法是從德國直接引進的，而且由于技術保密性，當時我們并沒有掌握 CPⅢ 平面網平差處理的核心技術；隨著我國的高速鐵路進入大規(guī)模建設的高速發(fā)展階段，我國對由自己自主研究的整套 CPⅢ 平面網的外業(yè)測量軟件及內業(yè)平差處理軟件的需求日益迫切，為了滿足我國高速鐵路發(fā)展的需要，高速鐵路的相關研究人員探索出適用于我國現有 CPⅢ 平面控制網的平差方法：先對 CPⅢ 平面控制網進行自由網平差，得到 CPⅢ 平面控制網的整體模型；然后通過該區(qū)段已知的 CPⅠ 、 CPⅡ 控制點對自由網平差所得成果進行約束平差。任意旋轉；結合智能全站儀所具有的記憶功能以及數據處理功 本科 畢業(yè)設計 第 14 頁 能，在 CPⅢ 控制網的外業(yè)觀測過程中，我們只需要每個點照準一次，即只需要人工進行半個測回的觀測，智能型全站儀便可以在相應軟件的控制下自動完成剩余多個測回的觀測，這樣，由于節(jié)省了大量人工觀測的時間，智能全站儀的自動觀測功能大大提高了外業(yè)觀測的效率。 隨著光電子技術、計算機技術等新技術在全站儀中的應用，全站儀逐漸向智能化、自動化的方向發(fā)展，這些新技術的出現，提高了全站儀的觀測精度、減輕了外業(yè)測量人員的工作量并且拓寬了全 站儀的應用領域，進而形成了一種新型的測量儀器 —智能全站儀（俗稱測量機器人）。 177。 ㈢、在 CPⅢ 平面控制網進行復測時，如果復測所使用的方法與建網時所使用的方法一致，復測時聯測的 CPⅠ 或者 CPⅡ 控制點的個數與建網時聯測的個數也一致時，復測所得到的 CPⅢ 控制點坐標與建網時的該點坐標較差不能大于 3mm，否則，復測的 CPⅢ 平面控制網應進行重測或者部分補測。15″。平差后，未約束的搭接點作為檢查點，要求檢查點的坐標與該點在兩個區(qū)段分別平差后的坐標差值不應大于 1mm，此時檢查點的最后坐標可采用前一區(qū)段的平差結果。 為了保證 CPⅢ 控制網的連續(xù)性， CPⅢ 控制網的區(qū)段劃分和區(qū)段搭接應滿足以下要求： （ 1）無論是 CPⅢ 平面控制網還是 CPⅢ 高程控制網，均可進行分區(qū)段觀測和平差處理，但是各個 區(qū)段的長度不得小于 4km；由于 CPⅢ 平面控制網和 CPⅢ 高程控制網各自都是獨立觀測的，因此， CPⅢ 平面控制網和高程控制網的區(qū)段劃分也可