【正文】 （ 2）開列誤差方程 方向觀測值誤差方程的開列： 在圖 32中，測站點 j 與 CPⅢ 控制點 k均為待定點，測站點 j 與待定點 k 的坐標(biāo)估計值分別為（ X0j ， Y0j ）、（ X0k ， Y0k ），設(shè)其改正數(shù)分 別為（ ?x j , jy? ）、（ kx? , ky? ） ,Zj 表示該測站的零刻度的坐標(biāo)方位角，即 h 方向的坐標(biāo)方位角，稱為定向角。 CPⅢ 平面網(wǎng)自由網(wǎng)平差原理 CPⅢ 平面控制網(wǎng)進(jìn)行自由網(wǎng)平差時，網(wǎng)中不設(shè)定已知點坐標(biāo)，測站點與 CPⅢ點均為待平差坐標(biāo)。 由于 CPⅢ 平面網(wǎng)貫穿于整條高鐵線路，這導(dǎo)致了 CPⅢ 控制點的數(shù)量相當(dāng)龐大，因此， CPⅢ 平面網(wǎng)外業(yè)測量所要采集的數(shù)據(jù)量也必定相當(dāng)龐大；若是用 傳統(tǒng)的全站儀進(jìn)行 CPⅢ 控制網(wǎng)的外業(yè)數(shù)據(jù)采集，不僅工作量大，而且工程進(jìn)度也必定十分緩慢，無法滿足工程需要，同時，由于數(shù)據(jù)量過于龐大，外業(yè)采集過程的繁瑣，很可能會造成工程人員在數(shù)據(jù)采集過程中出現(xiàn)錯誤，不可避免得會嚴(yán)重影響到高速鐵路的施工進(jìn)度。 相比于傳統(tǒng)的全站儀，智能全站儀具有以下特點： （ 1）智能全站儀擁有自己的眼睛：智能型全站儀擁有激光照準(zhǔn)裝置以及記憶功能，具有自動照準(zhǔn)的功能，大大減少了人工照準(zhǔn)的工作量，并且提高了作業(yè)效率，同時，可以避免人工照準(zhǔn)可能出現(xiàn)的偏差，提高了外業(yè)觀測的精度。 177。 ㈣、在所有的外業(yè)精度指標(biāo)均達(dá)到高速鐵路工程測量規(guī)范的要求后，對外業(yè)觀測成果進(jìn)行自由網(wǎng)平差，如果平差后的各 CPⅢ 點的方向值改正數(shù)大于 ″，則該 本科 畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 測站進(jìn)行重測；自由網(wǎng)平差后各 CPⅢ 點的距離改正數(shù)不得超過 2mm，否則也要對該測站進(jìn)行重測 ；在自由網(wǎng)平差后，如果驗后單位權(quán)中誤差大于 ″，則優(yōu)先重測該區(qū)段內(nèi)方向改正數(shù)和距離改正數(shù)較大的測站，直到驗后單位權(quán)中誤差也達(dá)到高速鐵路工程測量的要求。 （ 2） CPⅢ 平面網(wǎng)距離測量的技術(shù)要求： ㈠、 CPⅢ 平面控制測量中方向測量與距離測量可同步測量，即在進(jìn)行 CPⅢ 平面網(wǎng)的方向測量的同時，也進(jìn)行 CPⅢ 平面網(wǎng)的距離測量； ㈡、距離測量的觀測值采用多測回距離觀測值，在盤左盤右分別進(jìn)行方向觀測時，同時觀測同一 CPⅢ 點的距離值，采用盤左盤右所觀測的距離值的平均值作為該測回所測得的距離值； ㈢、 CPⅢ 點距離測量所得的距離值 的個數(shù)應(yīng)與方向觀測的測回數(shù)相同，且各測回所得的距離值較差不得大于 。 ㈡、余弦函數(shù)平滑搭接：前一區(qū)段的平差結(jié)果不變，取出搭接點在相鄰兩個區(qū)段中的兩套坐標(biāo)，以余弦函數(shù)作為定權(quán)模型對相鄰區(qū)段的兩套坐標(biāo)進(jìn)行加權(quán)重新計算，得到一套新的搭接點坐標(biāo)；以后一區(qū)段的 CPⅠ 、 CPⅡ 點以及平滑后的搭接點坐標(biāo)作為約束點對該區(qū)段重新進(jìn)行平差計算，可得到后一區(qū)段的第二套坐標(biāo)，以余弦函數(shù)平滑后的約束平差坐標(biāo)作為后一區(qū)段的 最后坐標(biāo)，與約束搭接相比，余弦函數(shù)搭接更合理。 （ 2）每個 CPⅢ 控制網(wǎng)的區(qū)段的兩端應(yīng)起止于 CPⅠ 或者 CPⅡ 控制點而且還要保證每一個 CPⅠ 或者 CPⅡ 控制點都至少與 3 個自由測站進(jìn)行聯(lián)測。 （ 6）用于 CPⅢ 控制網(wǎng)測量的儀器的配置應(yīng)滿足高速鐵路工程測量的要求，架設(shè)測量機(jī)器人所用的腳架宜采用木質(zhì)腳架，用于水準(zhǔn)測量的水準(zhǔn)尺重量不應(yīng)低于3kg，此外，為保證測量過程及平差處理過程的嚴(yán)謹(jǐn)性，用于控制測量機(jī)器人進(jìn)行自動觀測的輔助軟件以及參與后續(xù)數(shù)據(jù)平差處理的軟件必須經(jīng)過鐵道部的考核和審批后才能正式應(yīng)用 到 CPⅢ 控制網(wǎng)的外業(yè)測量和數(shù)據(jù)平差處理中。 （ 4）為了便于測量機(jī)器人自動采集數(shù)據(jù)以及后續(xù)的平差處理工作， CPⅢ 控制點的點號應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)示： 每個 CPⅢ 控制點均由 7 位數(shù)組成，從左到右依次編號，前四位為該 CPⅢ 控制點當(dāng)前的里程數(shù)，若里程數(shù)不滿千、百、十公里數(shù)，為了保證編號的統(tǒng)一性，不滿的 CPⅢ 控 制點點號公里數(shù)均加零補(bǔ)滿 4 位公里數(shù)；在 CPⅢ 控制網(wǎng)中，各 CPⅢ 控制點的第五位編號均為 3，表示該點為 CPⅢ 控制點；最后兩位數(shù)則表示 CPⅢ 控制點的順序，順序號沿里程增加方向依次增大，若順序號為單數(shù)，表示該 CPⅢ 控制點在里程前進(jìn)方向的左側(cè)，反之，如果順序號為雙數(shù)，則表示該點再沿里程前進(jìn)方向的右側(cè)。 CPⅢ 平面網(wǎng)外業(yè)測量一般規(guī)定及精度要求 CPⅢ 平面網(wǎng)外業(yè)測量的一般規(guī)定 高精度的 CPⅢ 控制網(wǎng)是高速鐵路建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)的基礎(chǔ)，為保證 CPⅢ 控制網(wǎng)的精度能滿足高速鐵路建設(shè)的需要， CPⅢ 控制網(wǎng)必須滿足一下規(guī)定： （ 1）首先，對于 CPⅢ 控制點來說， CPⅢ 控制點必須布設(shè)在牢固、不易被損壞及不易產(chǎn)生位移、變形的地方，一般情況下，可將 CPⅢ 控制點布設(shè)在路基兩側(cè)的基礎(chǔ)上，或者將其布設(shè)在橋梁的防撞壁、隧道的側(cè)壁上；在橋梁部分的 CPⅢ 控制網(wǎng)，應(yīng)將 CPⅢ 控制點布設(shè)在橋墩固定端上方的防撞墻上。 （ 2）自由測站觀測 CPⅢ 控制點 時，如果測站能看到 CPⅠ 或者 CPⅡ 點，則還要聯(lián)測 CPⅠ 和 CPⅡ 控制點，對于每個參與聯(lián)測的 CPⅠ 和 CPⅡ 控制點來說，每個聯(lián)測點至少被觀測 2 次，最好能聯(lián)測 3 次。 本科 畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 （ 2）智能全站儀自動觀測該測站剩余的觀測任務(wù)，根據(jù)儀器的精度不同，所需觀測的測回數(shù)也不同：如果使用 ″的智能全站儀進(jìn)行觀測，至少需要觀測 2 個測回；若是使用 1″的智能全 站儀進(jìn)行觀測，則至少需要連續(xù)觀測 3 個測回，根據(jù)工程的特殊要求，所需觀測的測回數(shù)還可能會有一定的增加。 （ 2）將智能全站儀搬站至距離 A 點大概 120m 的 B 點處，以此處作為第二測站的測站點，第二測站需要觀測后面 1 對 CPⅢ 控制點和前面 3 對控制點，共需要觀測 4 對 CPⅢ 控制點。 （ 6） CPⅢ 平面網(wǎng)測量中，測站及測點均采用強(qiáng)制對中，測點標(biāo)志要求具有互換性和重復(fù)安裝性。 （ 2） CPⅢ 控制網(wǎng)是一個三維控制網(wǎng)，且平面網(wǎng)和高程網(wǎng)彼此獨立。因此，我們要在吸收國外先進(jìn)理論知識 的同時，必須建立一套屬于自己的 CPⅢ 網(wǎng)從外業(yè)觀測到內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理各個環(huán)節(jié)的完整的理論體系。 由于高鐵建設(shè)線路里程一般比較長，不可能一次性完成整條線路 CPⅢ 網(wǎng)的觀測，因此，必須把高鐵 CPⅢ 網(wǎng)劃分為若干個區(qū)段。對于相鄰區(qū)段的 CPⅢ 重疊點，前后區(qū)段獨立平差所得的重疊點坐標(biāo)較差應(yīng) ≤3mm，否則不能進(jìn)行區(qū)段搭接；若滿足了該條件，后一區(qū)段以該區(qū)段的 CPⅠ 、 CPⅡ 控制點以及前一區(qū)段的 13 對重疊的CPⅢ 控制點作為約束點，重新進(jìn)行平差計算，以達(dá)到將各 個區(qū)段連接在一起的目的。 CPⅢ 控制網(wǎng)與 CPⅠ 、 CPⅡ 控制點進(jìn)行聯(lián)測時，可以采用兩種方法進(jìn)行聯(lián)測： （ 1）自由測站觀測 CPⅠ 、 CPⅡ 控制點：即采用自由測站邊角交會法觀測 CPⅢ控制點的同時也觀測 CPⅠ 、 CPⅡ 控制點；采用該方法時，至少應(yīng)在連續(xù)兩個自由測站上觀測同一 CPⅠ 、 CPⅡ 控制點。 CPⅢ 控制網(wǎng)在高速鐵路的施工、運(yùn)營、維護(hù)過程中應(yīng)用廣泛、作用巨大，因此， CPⅢ 控制網(wǎng)也一直是高速鐵路控制測量體系研究中的重點。 CPⅢ 控制網(wǎng)測量前應(yīng)對全線的 CPⅠ 、 CPⅡ 控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測，確認(rèn)復(fù)測結(jié)果合格后，然后再用合格的 CPⅠ 、 CPⅡ 控制網(wǎng)成果進(jìn)行 CPⅢ 控制網(wǎng)的測設(shè)。 本科 畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 線路平面控制網(wǎng)（ CPⅡ ）： CPⅡ 宜在定測階段完成，可采用 GPS 測量或者導(dǎo)線測量方法施測， CPⅡ 控制點宜選在距線路中線 50200m范圍內(nèi)、穩(wěn)定可靠、便于測量的地方，點間距為 400800m，并按照高速鐵路工程測量規(guī)范的要求進(jìn)行埋石。 基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（ CPⅠ ）： CPⅠ 控制網(wǎng)宜在初測階段建立，困難時應(yīng)在定測前完成，全線應(yīng)一次布網(wǎng)，統(tǒng)一測量，整體平差； CPⅠ 控制點宜設(shè)在距線路中心線50—1000m范圍內(nèi)不易被施工破壞、穩(wěn)定可靠、便于測量的地方；同時， CPⅠ 控制點的布設(shè)也必須兼顧橋梁、隧道以及其他大型建筑結(jié)構(gòu)物布設(shè)施工控制網(wǎng)的要求，并且要按照高速鐵路精密工程測量規(guī)范的要求進(jìn)行埋石。 目前，我國正在 使用中的高速鐵路控制網(wǎng)體系可分為框架控制網(wǎng)（ CP0）、基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（ CPⅠ ）、線路平面控制網(wǎng)（ CPⅡ ）、軌道控制網(wǎng)（ CPⅢ ）四級控制： 框架控制網(wǎng)（ CP0）： CP0 控制網(wǎng)應(yīng)在初測前采用 GPS 測量方法建立，全線一次性布網(wǎng)，統(tǒng)一測量，整體平差； CP0 控制點應(yīng)沿線路走向每 50km 左右布設(shè)一個點，在線路起點、終點或者其他線路銜接地段，應(yīng)至少有一個 CP0 控制點。 field measurement。 第二、深入研究 CPⅢ 平面網(wǎng)的平差原理，詳細(xì)闡述 CPⅢ 平面網(wǎng)自由網(wǎng)平差 與約束網(wǎng)平差的基本過程，著重分析自由網(wǎng)平差中秩虧自由網(wǎng)的平差方法。 指導(dǎo)教師： 審 批 人： 年 月 日 本科 畢業(yè)設(shè)計 第 VII 頁 摘 要 目前，我國的高速鐵路建設(shè)事業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了大規(guī)模建設(shè)的高速發(fā)展階段，在高速鐵路的建設(shè)過程中，精密工程測量作為重要的技術(shù)保障，是高鐵建設(shè)中不可或缺的環(huán)節(jié)。 （ 6） 搜集論文寫作的相關(guān)材料，結(jié)合設(shè)計過程中所學(xué)的知識和所處理的數(shù)據(jù)，進(jìn)行本科生論文的寫作。 學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù) （ 1） 查 閱與論文內(nèi)容相關(guān)的中外文獻(xiàn)，并翻譯不少于 10000 字的外文資料； （ 2） 學(xué)習(xí)高速鐵路精密工程測量的相關(guān)內(nèi)容，學(xué)習(xí)和掌握 CPⅢ 控制網(wǎng)外業(yè)測量與內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的基本知識； （ 3） 熟悉智能型全站儀，能夠使用智能型全站儀和自動控制軟件進(jìn)行 CPⅢ 平面網(wǎng)的外業(yè)測量；熟悉電子水準(zhǔn)儀，能夠使用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行 CPⅢ 高程網(wǎng)的外業(yè)測量。 CPⅢ 控制網(wǎng)是一個三維控制網(wǎng)，包括平面網(wǎng)和高 程網(wǎng)；在我國測繪領(lǐng)域， CPⅢ 控制網(wǎng)是一個新型的控制網(wǎng)，在我國的歷史不長；它的精度要求很高，平面網(wǎng)要求相鄰網(wǎng)點的相對點位中誤差小于 1mm，高程網(wǎng)要求相鄰網(wǎng)點的高程中誤差小于 ； CPⅢ 控制網(wǎng)外業(yè)測量的自動化程度較高，平面網(wǎng)測量要求采用智能型全站儀在自動控制軟件的控制下進(jìn)行自動測量，高程網(wǎng)測量要求采用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行自動記錄的水準(zhǔn)測量； CPⅢ 控制網(wǎng)的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理必須采用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件，數(shù)據(jù)處理的結(jié)果能否滿足要求需要進(jìn)行詳細(xì)的精度分析；指導(dǎo)CPⅢ 控制網(wǎng)外業(yè)測量和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的高速鐵路工程測量規(guī)范 20xx 年 底才頒布；CPⅢ 控制網(wǎng)的測量標(biāo)志非常特殊，必須采用專業(yè)的強(qiáng)制對中標(biāo)志。通過畢 業(yè)設(shè)計，作者還基本了解了論文的寫作方法及其格式規(guī)范。 本科 畢業(yè)設(shè)計 第 I 頁 軌道控制網(wǎng) CPⅢ 平面網(wǎng)測量與計算 的相關(guān)問題研討 本科 畢業(yè)設(shè)計 第 II 頁 院 系 專 業(yè) 年 級 姓 名 題 目 軌道控制網(wǎng) CPⅢ 平面網(wǎng)測量與計算的相關(guān)問題研討