荣泸路技术设计.docx
《荣泸路技术设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《荣泸路技术设计.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
荣泸路技术设计
荣昌至泸州高速公路
控制测量技术设计书
编制:
复核：
审核:
二○一六年七月成都
荣昌至泸州高速公路
控制测量技术设计书
一、项目概述
（一）项目来源
2014年8月，由四川兴蜀公路建设发展有限责任公司作为招标人进行了G8515广安至泸州国家高速公路荣昌（渝川界）至泸州段A标段（以下简称“本项目”）的工程勘察设计招标工作。
我院作为中标单位，承担了本项目的测量、勘察和设计工作，并由我分院具体承担本项目的控制测量工作。
根据《公路勘测规范》，在项目的初测阶段需要完成项目区域的控制测量工作。
在广泛收集相关资料、进行技术路线分析的基础之上，我分院于2014年8月至2014年9月完成了测区的实地踏勘和测量工作，后因道路进行了路线调整，我分院于2016年3月初开始对新路线进行踏勘，为项目的具体实施作必要的技术准备，并在此基础上编写本任务技术设计书。
（二）工作内容
1.在测区范围内，沿荣昌至泸州高速公路中心线50至300m的距离范围内布设四等GPS控制点,建立平面四等GNSS控制网。
2.建立覆盖本项目区域全线及其他重要构造物的四等高程控制网。
二、作业区自然地理概况和已有资料情况
（一）测区自然地理概况
地理位置：
东经105°19′00″～105°35′00″
北纬28°55′00″～29°18′00″
项目设计高程起伏：
海拔286m～371m
本项目区位于四川盆地东南部丘陵区，起讫于泸县方洞镇麻岩水库附近的川渝交界处，终止于泸州市龙马潭区特兴镇，呈南北走向。
道路主线全长为42.294km，沿线共有互通5处（方洞互通、奇峰互通、云龙互通、云龙机场互通和特兴互通），其中互通长度为12.54km；隧道1处（老鹰岩长隧道）；服务区1处（奇峰服务区）；桥梁多为多孔小跨桥梁，特大桥有1座。
本项目区域，地形、地质条件简单、路线里程较短，作业难度始终。
（二）已有资料情况
1.控制资料
平面控制点（国家GPS点）资料由四川省测绘局档案馆提供。
共3个国家GPS点，分别为2071（C级）、TZS（C级）、WJST（C级）。
高程控制点资料由四川省测绘局档案馆提供。
共2个国家水准点1985高程基准高程，分别为G478（二等）、2071（二等）。
2.图件资料
1:
10万地形图一套，1:
1万和1:
2千地形图各一套，由四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院档案室提供。
三、执行标准及规范
1.公路行业
（1）《公路勘测规范》（JTGC10-2007）
（2）《公路勘测细则》（JTG/TC10-2007）
2.测绘行业（参考执行）
（1）《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009）
（2）《测绘成果质量检查与验收》（GB/T24356-2009）
（3）《测绘技术总结编写规定》（CH/T1001-2005）
（4）《测绘技术设计规定》（CH/T1004-2005）
四、主要技术指标及技术要求
（一）测量等级的选用
根据《公路勘测规范》（JTGC10-2007）对平面及高程控制测量等级选用的规定并结合本项目的具体情况，本项目在实施过程中平面控制测量选用四等GPS平面控制测量的精度要求施测，高程控制测量选用四等三角高程测量控制测量精度要求施测。
表1平面控制测量等级选用
高架桥、路线控制测量
多跨桥梁总长L（m）
单跨桥梁LK（m）
隧道贯通长度LG（m）
测量等级
—
L≥3000
LK≥500
LG≥6000
二等
—
2000≤L<3000
300≤LK<500
3000≤LG<6000
三等
高架桥
1000≤L<2000
150≤LK<300
1000≤LK<3000
四等
高速、一级公路
L<1000
LK<150
LK<1000
一级
二、三、四级公路
—
—
—
二级
表2高程控制测量等级选用
高架桥、路线控制测量
多跨桥梁总长L（m）
单跨桥梁LK（m）
隧道贯通长度LG（m）
测量等级
—
L≥3000
LK≥500
LG≥6000
二等
—
1000≤L<3000
150≤LK<500
3000≤LG<6000
三等
高架桥、高速、一级公路
L<1000
LK<150
LK<3000
四等
二、三、四级公路
—
—
—
五等
（二）坐标系统的选择
本项目位于3°带第35带内，离中央子午线（105°00′）的距离约32.3Km～48.57Km；路线最高设计高程371m，最低设计高程286m，相对高差约85m。
为尽量减小投影变形值，使其符合（JTGC10-2007）第4.1.1条规定投影长度变形值小于2.5cm/Km，大型桥隧构造物等投影长度变形小于1.0cm/Km的要求，本项目拟建立中央子午线为105°30′，抵偿高程面H=300m的工程坐标系。
其具体参数如下表3所示：
表3工程坐标系参数
工程坐标系有关参数指标
指标值
中央子午线经度
105°30′
投影高程面（可不计高程异常影响）
300m
国家地球椭球基本参数、几何和物理常数
1980年西安坐标系椭球参数：
长半径a=6378140m
短半径b=6356755.2882m
扁率α=1/298.257
第一偏心率平方е2=0.00669438499959
第二偏心率平方е'2=0.00673950181947
高程系统
国家85高程基准
备注
（三）主要技术要求
1.平面控制测量
平面控制测量采用GNSS测量方法进行，GNSS测量的主要技术要求如下：
1）GNSS测量的中误差应小于按下式计算的标准差。
标准差：
（mm）
式中：
a为固定误差（mm）；b为比例误差；
D为基线长度（Km）。
表4GNSS基线测量中误差的主要技术要求
测量等级
固定误差a（mm）
比例误差b（mm）
四等
≤5
≤3
一级
≤10
≤3
2）采用静态测量方法，GNSS的主要技术要求如下表5。
表5GNSS测量的主要技术要求一览表
项目测量等级
卫星高度角
时段长度（min）
平均重复设站次数（次/每点）
同时观测有效卫星数（颗）
GDOP
静态
快速静态
四等
≥15
≥60
≥20
1.6
4
≤6
一级
≥15
≥45
≥15
1.4
4
≤6
3）四等以上GNSS测量应采用网连式、边连式同步图形扩展式布网，一级GNSS测量应采用边连式布网。
4）GNSS测量中，天线安置和量测应满足《公路勘测细则》的有关规定，观测手薄记录应现场填写，记录完整。
5）GNSS数据解算应满足以下要求：
●同一时段观测数据的剔除率不宜大于10%。
●参加平差的基线边应是独立的观测边，必须不含明显的系统误差，组成的闭合环基线数和异步环基线长度应尽量小。
●首先在国家标准坐标系下进行逐网整体平差，输出国家坐标系（3°带）坐标成果，在此基础上再进行工程坐标系的选择和计算。
●计算结果应输出基线长度中误差（或相对中误差）、重复基线较差、同步环闭合差、异步环闭合差、无约束平差基线向量改正数，约束平差基线向量改正数，基线长度、方位角、点位精度、转换参数以及单位权中误差等内容。
2.高程控制测量
主要技术指标要求如下表。
表6水准高程测量的主要技术要求
等级
仪器类型
水准尺类型
每公里高差中数中误差（mm）
符合或环水准路线闭合差（mm）
MΔ
MW
平原、微丘岭
山岭、重丘区
三等
DS1、DS2
铟瓦、双面
±3
±6
12
15
四等
DS3
双面
±5
±10
20
25
表7三角高程控制测量主要技术要求
等级
仪器等级
边长（m）
观测方式
指标差较差
垂直角较差
边长/垂直角测回数
对向观测较差（mm）
符合或环线闭合差（mm）
三等
1″
≤600
2组对向
5″
5″
2/4
25
12
四等
2″
≤600
1组对向
5″
5″
2/4
40
20
注
1、D为水平距离（Km）
2、可采用“每点设站”和隔点设站法。
对于较大边长，宜采用“隔点设站”观测方法：
四等不少于2次观测高差，三等不少于4次观测高差。
3、“隔点设站”观测：
两照准点间两次观测高差不符值≤|±14
|。
4、必要时改变三角高程计算方法，使测量数据构成图形等列条件方程检查和预处理。
五、资源配置及工作安排
（一）资源配置配置
表4资源配置表
硬
件
设
备
仪器种类
数量
备注
GPS接收机
8
全站仪
2
计算机
6
交通车辆
3
软件环境
Windows7操作系统；
AutoCAD2008
拓普康PinnacleGPS平差软件
科傻平差软件2005
工作人员
外业控制测量人员14名，其中项目负责人1，检查员1名，高级测工2名，中级测工2名，技师8名。
（二）进度安排
2016年3月中旬完成基础资料收集，测区踏勘，2016年3月27日全部工作人员进场，力争4月10日前结束全线的控制测量工作。
（三）质量控制
1、仪器设备须经检定检验，确保其性能符合作业要求，并提交仪器检测资料。
2、成果质量实行二级检查制，即处级或项目作业人员自检，院级检查员检查。
3、每项工作开始前要组织作业人员学习执行的技术标准，统一作业方法，统一技术要求，统一质量标准，确保最终成果质量。
4、质量目标：
基础控制测量一次检查验收合格。
六、设计方案
（一）GPS平面控制测量
1.导线施测
（1）室内方案设计
根据本测区1:
1万路线方案平面图，在图上布点，按路线走向和地形、地貌、距离控制等条件大致确定点位以及与国家三角点联测方案，为野外选点和埋石做好准备工作。
本项目应先在特殊构造物处布设四等GPS网作为首级控制网，在此基础上布设一级GPS加密网，全线统一平差计算。
四等GPS控制网应采用网连式、边连式布网；一级GPS控制网可采用边连式、布网。
GPS控制网中不能出现自由基线。
（2）选点及埋石
根据在1：
1万地形图上选定的点位，到测区实地踏勘，结合实际情况作适当改动，最后选定点位。
点位的选择遵循以下原则:
●所选点位四周视野开阔，视场内没有高度角大于15度的成片障碍物；
●点位选在设计路线中线两侧50～300m之间,与中线成最大扇形通视，以便用常规仪器加密和顺利快速进行放线作业；
●点位选在地面基础良好,易于保存和架设仪器处；
●避开高压线及对电磁波有强烈吸收的物体，避开多路径效应严重的区域，更不能选在微波发射方向上；
●为满足以后用常规仪器进行放线作业的需要，每个GPS点一般保持和其它两个GPS点通视，在困难情况下至少确保一个通视方向。
如还有困难可在其周围300m左右的通视方向上选测一个GPS方位点。
控制点的埋设满足《公路勘测规范》中路线、大桥、互通式立交、隧道等构造物对点位的要求。
实地选点定位后即进行埋石。
此次埋石采用高40cm的Φ12钢筋（顶面锯十字丝作为点的标志），进行现场浇注，四周用不低于20#的小石子砼固定，其顶面层用不低于10#砂浆抹平。
控制点埋设于非耕地时露出地面少许，便于寻找；埋设于耕种地时埋在耕种表土层以下，利于标识的保存；埋设于岩石或房顶上时采用凿孔埋入标志并浇灌混凝土的方法；埋设于土层疏松地区，适当增大标识尺寸和基坑底层现浇混凝土的面积与厚度。
控制点表面刻印点号、埋设单位名称。
如图1所示。
控制点编号为D01、D02……D78。
图1
埋石后，立即在埋石附近设置明显的指向标志，并填写点之记，点之记可简单记录控制点的点位说明，现场绘制交通路线略图，并在1:
1万地形图上重新判读标注实际埋石点位。
2.GPS观测规范操作
本次控制测量拟采用TOPCON公司的HiperGPS双频接收机（接收机标称平面精度为3mm+1pm）和Ashtech公司的ZXtremeGPS接收机进行同步观测，采用静态和快速静态两种作业模式，并根据作业时卫星状况和预期达到的精度适当调整观测时间。
（1）GPS控制网技术设计
根据本次测量目的、作业时卫星状况、预期达到的精度，成果可靠性以及作业效率等综合考虑，决定控制网采用大地四边形形式，相邻同步图形之间用一条公共边连接，这样能够有效地发现观测成果的粗差，保障网的可靠性，同时在平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。
如下图所示:
1
③⑤⑦
2
④⑥⑧
1、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧为GPS接收机编号。
（2）控制网联测情况
国家平面控制点作为GPS控制网成果转换的起算数据，因此要求联测点应具有高的精度、一定的数量和密度。
联测的点数必须是两个以上，其中一个作为GPS控制网在地面坐标系中的定位起算点，这两个点间的方位和长度作为GPS控制网在地面坐标系内的定向、长度的起算数据；为了保证地面点的正确性和可靠性，至少还需要一个点作为检核点。
为了能使各个投影带分带平差，在分带附近还应联测一个平面控制点。
3、数据处理
（1）数据预处理
①存储在接收机内的观测数据每天及时传输至计算机中进行数据质量检查,对原始观测数据进行编辑、加工与整理、分流。
②观测成果应符合GPS测量作业的基本技术要求，测量手簿记录项目应完整有效。
失周较多或接收质量较差时段的数据，其观测值数据剔除率应小于10％，否则应重测。
③当GPS控制网点间距离小于20Km时，可不考虑对流层和电离层的修正；当大于20Km时，应采用标准模型加入对流层和电离层的修正。
（2）基线解算
观测完成后，以同步环为单位进行单基线或多基线解算，用重复基线闭合差、同步环闭合差、异步环闭合差来检核基线质量。
重复基线测量的差值应满足：
同步环的坐标分量及全长闭合差应满足：
Wx、Wy、Wz—坐标分量闭合差；
W—环的全长闭合差；
n—环的边数；
σ—标准差（mm）；
a—固定误差（mm）；
b—比例误差系数（mm/km）；
d—为环中基线的平均长度（Km）。
异步环的坐标分量及全长闭合差应满足：
Vx、Vy、Vz—坐标分量闭合差；
V—环的全长闭合差；
n—环的边数；
σ—标准差（mm）。
（3）网平差及精度评定
①外业观测数据基线解算合格后，进行GPS控制网平面坐标平差计算。
应根据实际需要选定起算数据和相应的地面坐标，并对起算数据的可靠性及精度进行检查分析。
GPS网平面坐标平差计算起算点数应不少于2个，检核点数应不少于1个，并打印成果表和控制点分布略图。
②基线解算质量合格后，在WGS-84坐标系统下进行三维无约束平差计算，提供各测站点的大地坐标及精度信息。
进行三维无约束平差计算时，应对观测值先验中误差、单位权中误差、观测值改正数进行统计分析，并对异常观测值进行核查和分析，决定弃舍或重测。
通过无约束平差检查GPS基线向量网本身的内符合精度并剔除含有粗差的基线。
③用三维无约束平差计算所确定的有效基线观测量，在1980西安坐标系下进行二维约束平差计算。
④联测的已知坐标、已知距离、已知方位角，可以作为强制约束的固定值，也可作为加权约束的可变值。
二维约束平差报告中应输出平面坐标、基线向量改正数、边长、方位角、转换参数及其精度信息。
⑤约束平差中，基线分量的改正数与无约束平差结果的同一基线相应改正数较差的绝对值（dV△x、dV△y、dV△z）应符合规定：
σ—相应等级规定的精度（按基线长度计算）。
否则，应重新分析处理基线数据，在确认基线成果解算无误的前提下，可怀疑参与约束平差的已知坐标、已知距离、已知方位角的误差太大。
应分析其原因，并作出妥善处理，直至符合规定。
（二）水准测量
（1）布设方案
本次四等三角高程测量以在四川省测绘局收集到的国家二等水准点2071和二等水准点G478作为起算点，以本工程新做的四等GPS点（D01、D02……G78）为未知高程点，沿荣泸高速公路布设符合水准路线。
（2）观测与记录
本测区四等三角高程测量使用徕卡TC1700全站仪（1.5″）配合觇标施测。
四等三角高程测量的观测方法：
将全站仪安置在已知水准高程点处；分别量取仪器高和觇标高（测前、测后各量取一次，两次较差不得超过2mm，取均值作为最终仪器高及觇标高）；用十字丝照准目标觇标顶端，盘左、盘右观测，读取并记录垂直角及平距。
（4）观测成果验算及平差计算
使用全站仪进行高程测量，一个测回内同向观测高差较差应小于等于8
mm；同向测回间高差较差应小于等于10
；对向观测高差较差应小于等于40
；符合或环线闭合差应小于等于20
mm，其中D为以km为单位的测距边长。
水准网平差以高差为元素，距离为权，可傻平差程序进行平差计算。
平差后最弱点的高程中误差应≤20.0mm。
七、应提交的成果资料
1.项目技术设计书；
2.项目技术总结；
3.基础控制点成果表；
4.埋石点之记；
5.GPS观测记录及平差计算手薄；
6.GPS控制网略图
7.仪器检定证书
升级会员 