第3章 地面平面控制测量

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1、第3章地面平面控制测量3．1概述地面平面控制测量是城市轨道交通工程所有测量的基础和依据，是城市轨道交通工程全线线路与结构贯通的保障。在土建施工开挖前测量完毕。地面平面控制网具有精度高、边长较短、使用频繁等特点。本章主要介绍城市轨道交通平面控制网的布设、控制点选埋、控制网的优化设计、外业观测、数据处理以及控制网检测。3．1．1地面平面控制网的基本特点城市轨道交通工程应结合拟建线路情况，进行专项平面控制网布设，且与城市原有坐标系统一致，并在工程开始前完成，其基本特点如下：(1)平面控制网的大小、形状、点位分布应满足轨道交

2、通工程施工的需要，可以根据城市轨道交通总体规划布设全面网，也可以为某条线路布设单独的线状控制网。(2)城市轨道交通工程地面平面控制网在城市一、二等控制网的基础上建立，通常分两个等级布设，即一等卫星定位控制网(以下简称GPS网)和二等精密导线(锁、网)两个等级。GPS网点数较少，起到整体骨架的作用，是后续测量的基础，而导线(锁、网)则在GPS网的基础上布设成附合导线、闭合导线或多个结点的导线网。边长较短，可直接为地面施工测量服务，对地下施工起到向地下传递坐标、方向的作用。(3)地面平面控制网不但是隧道横向贯通的基础，还

3、是安装测量控制网、变形监测网的基础。可为工程设计提供大比例尺地形图测绘、施工放样、轨道铺设、断面测量、建设期间变形监测以及运营后的结构变形监测服务。(4)由于城市轨道交通工程建设周期较长，工程建设期间平面控制点难免发生变化，因此需要在一定的周期内对地面平面控制网进行检测，评价原网稳定状况和可靠程度，确保地面平面控制网满足工程建设需要。3．1．2地面平面控制网的测量步骤地面平面控制网的测量步骤与城市建设的平面控制网一样，通常需要经过以下工作步骤：(1)收集资料。根据拟建线路的设计资料(尤其是车站位置、竖井位置和线路走向

4、、不同线路交叉情况等)，收集和了解沿线现有城市首级控制网、轨道交通控制网以及岩土工程条件等资料。(2)现场踏勘。在拟建线路附近普查现有首级平面控制点的保存情况与车站、车辆段以及沿线周围建(构)筑物情况和拟埋设控制点的位置条件情况等。30(3)选点。根据控制网布设原则以及观测条件进行选点，值得注意的是GPS点和精密导线点的选点可以同时进行。(4)埋石。根据控制点的位置条件，选择埋设不同类型的标石。(5)控制网观测。按照平面控制网等级和技术要求进行GPS测量和精密导线测量。(6)数据平差等。3．2一等卫星定位控制网测量3

5、．2．1全球卫星定位系统3-2．1．1全球卫星定位系统简介具有全球导航定位能力的卫星定位导航系统称为全球卫星导航系统，英文全称为Global．NavigationSatelliteSystem，简称为GNSS。目前正在运行的全球定位系统有美国的全球卫星定位系统(GPS)和俄罗斯的全球卫星导航系统(GLONASS)，但GLONASS系统暂时不能连续实时定位。此外，正在建设中的系统有欧盟的GAL,ILEO系统和我国的北斗卫星导航广域增强系统。卫星定位系统都是利用在空间飞行的卫星不断向地面广播发送某种频率并加载了某种特殊定

6、位信息的无线电信号来实现定位测量的定位系统。卫星定位系统一般包括三个部分：空间运行的卫星星座、地面控制部分和用户部分。多个卫星组成的星座系统向地面广播发送某种时间信号、测距信号和卫星星历(卫星瞬时的坐标位置)信号。地面控制部分是指地面控制中心通过接收上述信号来精确测定卫星的轨道坐标、时钟差异，判断卫星运转是否正常，并向卫星注入新的轨道坐标，进行必要的轨道纠正。用户部分是指用户卫星信号接收机接收卫星发送的上述信号并进行处理计算，确定用户的位置。若用户接收机设在地面上某一确定目标，则实现定位目的；若用户接收机固连在运载工

7、具(汽车、船舶等)上，则可实现导航功能。目前全球用户使用最多的是GPS全球定位系统，用户接收机主要接收GPS信号，而少量国际知名品牌的GPS接收机还能同时接收到GL,ONASS或GALlLEO等一种或两种卫星信号，即所谓的双星或三星接收机。如Leica公司的1200GG接收机、Tirmble公司的R7、R8接收机和Topcon公司推出的G3接收机等。(1)GPS全球定位系统简述美国的GPS全球定位系统从1973年起步，1978年发射试验卫星，1994年完成24颗卫星星座，至今已先后发展了三代卫星。1)GPS星座参数卫

8、星高度：20200km；卫星轨道周期：11h58min；卫星轨道面：6个，每个轨道至少4颗卫星；轨道倾角，即卫星轨道面与地球赤道面的夹角：55。。2)GPS卫星可见性地球上任意时间、任意位置至少可见4颗卫星，通常可接收到6～8颗卫星信号。303)GPS卫星信号载波频率：GPS卫星信号为加载在L波段上的双频信号，其频率分别是L1为1575．42M