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1、GRP（轨道基准点）测量平差,广州南方高速铁路GRP测量软件为例,方案产生背景,为了满足对高速铁路的外部及内部几何位置的度要求，须建立一个具有极高相对精度的控制网。轨道基准网为精调轨道型板而设，它满足板式无砟轨道外部及内部几何位置的高精度要求，是板式无砟轨道系统的安装基础。在确定CP准确无误的情况下，才能开始对轨道基准网GRP进行实测，其布设应满足轨道板精调需要，按每5m左、右线分别测设。,GRP精度要求,基准点之间的相对精度应满足：水平位置0.2mm，高程0.1mm。故高精度满足CRTSI型板安装施工要求的测量工作，重点是用基准点的精度来保证每块轨道板的几何位置，同时保证各项轨道几何参数的实
2、现。该网的布设和施测，充分考虑了利用全站仪在特定条件下测角具有极高的精度这一特点。基准点的坐标应事先算出，使其放样时处于承载层或承载板上，轨道板之间的空隙中，位于线路轴线的位置。这些点可直接由通过本公司自主研发的GRP软件计算出。,GRP精度要求,平面精度0.2mm 的定义：在一站内测定GRP时，各GRP是相对于测站本身的离散支点，视其均值为真值。各次重复测量值与其均值之最大横向偏差规定为0.3mm，即限差为0.3mm。中误差取为限差，即为0.15mm。本测站内相邻点间中误差为2*0.15=0.21mm。各次重复测量值与其均值之最大纵向偏差规定为0.4mm。高程精度0.1mm 的定义:在一站内
3、，测量各水准点时，相邻基准点间高差的测量精度。各 GRP 在测量时是相对于测站本身的离散支点。目前大量使用的电子水准仪为0.3mm/km级，重复测量结果表明，相邻基准点间高差的测量精度可以达到0.1mm，故规定GRP高程精度为0.1mm。,基准网的建立,各级控制网的建立顺序如下：基础网沿线路导线设标网（CP）基准网基准网的特点：沿轨道轴线布设，近似直线导线。依据CP3，粗略放样GRP，然后精确测定。左、右线分开布设，以提轨道的横向精度。平面和高程分开测定，以提高高程的精度。在测量GRP平面坐标前，应检查CP点精度。通过全站仪对该站需要测量的CP点进行后方交会自由设站，在仪器中检查各个CP点的测
4、量精度，剔除精度超过要求的。CP点精度要求：平面小于2mm（全站仪单面测量）。,前期准备,硬件准备 主要硬件设备：高精度机器人型全站仪（徕卡TCA2003、徕卡TCRP1201+R400、天宝S8等）、松下CF-19工用笔记本电脑，GRP标钉和GRP钢棒，GRP测量专用棱镜。GPR测量专用强制对中三角架。,前期准备,软件准备 数据准备：线路设计数据，包括水平曲线、竖曲线、超高及坡度，CPIII精密测量控制点坐标数据。软件准备：安装GRP数据采集软件和GRP数据处理软件。,GRP点放样,作业流程：1、GPR点的坐标应事先算出，使其放样时处于凸形挡台上。这些点可直接由我们公司软件（如下图）或其他线
5、路设计软件计算出。,软件主界面,2、放样点的位置，应以线路轴线为基准计算出，然后垂直于轨道上表面连线地投影到凸形挡台的表面上。3、软件根据线路设计曲线要素，按里程计算实时轨道中心线坐标。,GRP点放样,GRP点放样,设计坐标或者曲线要素输入,GRP点放样,路基基准点测量,桥上基准点测量,GRP放样精度在 5mm以内。,GRP点测设与平差,一、测量条件：1、为减少轨道板张力的影响，原则上只在大气条件较好，或说技术上适合测量的条件下，进行测量。平面多为夜间或者阴天测量，高程为白天测量。2、经过反复实践证明，后视边长控制在30-100米范围内，观测结果最佳。对基准点和轨道设标点一起进行测量，GRP放
6、样精度在 5mm以内。,GRP点测设与平差,二、测量步骤1、按组，多次，按自由站方式，对GRP标识点进行测量，后视6-8个CPIII点，进行自由架站。在测量的过程中应充分考虑到架站位置与设标网CP点的通视问题，保证后视网点个数不低于6个。2、测量的架站要尽量靠近待定点的连线，以便优先利用全站仪此时的测角高精度性，使得测量结果更好。因为架站靠近待定点连线的必要性，须对左右线的基准网分开进行测量。,GRP点测设与平差,3、对GRP点的测量要按组进行时，从一站点对至少 11个GRP点观测，其中有 3-5个为重合基准点，进行测量。测回数的确定，要以能取得可靠的中值和能排除异常误差为标准。每次设站应最少
7、观测CP4次、CP3次。在特殊区段如连续梁、道岔区搭接的位置应适当增加测回数。,4、对各组内的点进行测量时，全站仪不用倒镜，视距方向总和测量人员运动方向相反。,GRP点测设与平差,GRP点测设与平差,轨道基准网实测网型示意图,5、测量结束后将测量数据导入GRP平差软件进行平差处理。,GRP采集各步骤测量精度要求,表 4-4 GRP 测量自由设站精度自由设站测量完成和精度满足要求后，CP控制点的坐标不符值应满足表 4-5 的要求。表 4-5 CP控制点坐标不符值限差,测量前自由设站的精度要求：,自由设站完成后的CPIII点的坐标不符值要求：,GRP采集各步骤测量精度要求,表 4-4 GRP 测量
8、自由设站精度自由设站测量完成和精度满足要求后，CP控制点的坐标不符值应满足表 4-5 的要求。表 4-5 CP控制点坐标不符值限差,平面数据外业采集限差要求：,GRP 平面测量外业限差要求,GRP采集各步骤测量精度要求,表 4-4 GRP 测量自由设站精度自由设站测量完成和精度满足要求后，CP控制点的坐标不符值应满足表 4-5 的要求。表 4-5 CP控制点坐标不符值限差,高程数据外业采集限差要求：,GRP 平面测量外业限差要求,GRP 高程测量测站主要技术要求,往、返测的单程水准测量应起闭于 CP控制点,闭合差应按式（4-1）计算。,f h=a+b S,往、返测的单程水准测量闭合差公式：,式
9、中：a-CP点高程控制点的允许偏差，其值为 0.5mm；,S-单程水准测量线路长度,a-CP点高程控制点的允许偏差，其值为 0.5mm,b-每公里水准测量的偶然中误差，其值为 2mm,式中：,平面测量,仪器设站在线路轴线之上，利用角度测量，使得横向误差最小。半测回、多次重复测量、单向（后退）、搭接。第一站 架站，存储站点坐标。不需自由设站，给点号，直接测量。先测68个CPIII（前后靠近测站的）。不必单一方向。再测1014个（条件好时）GRP。须单一方向。（本公司GRP数据采集软件默认为最多观测14个GPR点）。第二站 后退3-5个点，重复继续下一站的测量,平面测量,CPIII观测四个测回，G
10、RP点观测三个测回。CPIII观测与GRP观测采用间隙式观测。测一次CPIII点和一次GRP点为一个完整测回。GRP点应由远及近单向观测，如图所示。,软件配置,1、CP数据导入：打开GRP数据采集软件，在主菜单文件-导入CP数据，选择CP点的原始数据。,软件配置,注意：CP点数据为txt格式文件，文件内容ID,E,N,H点号，东坐标，北坐标，高程，以逗号分隔符。,软件配置,CP原始数据浏览对话框，在对话框中用户可以对CP原始数据进行编辑，删除，增加等操作,参数设置,测量过程,架站：在CP点精度检查完成以后，清除设站信息后，完成仪器通讯设置后，选择测量模式。注意在仪器架设同时，应注意温度气压改正
11、，避免由于外界原因破坏测量结果。软件操作：点击软件主菜单数据获取-数据获取，弹出测量数据对话框，在该对话框中将完成该设站的所有测量过程。输入测站名 开始测量之前，应在数据测量对话框中选择新设站并输入测站名添加CP原始数据 点击添加CP点原始数据按钮，弹出选择原始CP点对话框，在对话框中选择本测站需要观测的CP点原始数据，在经过CP点精度后，应保证满足精度要求的CP点不少于六个。,数据测量对话框,选择CP原始数据,导入CP原始数据,数据采集,第一测回：CP测量：点击开始测量按钮，弹出如下对话框，在对话框中选择需要观测的第一个CP点号，选择好点号后，点击确定。,数据采集,软件将操纵全站仪完成测量后
12、继续选择第二个CP点点号进行测量。,数据采集,在完成第二个CP点平面测量后，软件将自动操纵仪器完成剩余CP点的测量。GRP测量：注意：在测量GRP点之前，用户需要修改仪器中的棱镜常数为GRP测量的小棱镜常数，软件支持徕卡2003系列仪器的自动修改棱镜常数，但是徕卡1201系列，用户需手动修改棱镜常数。在测量主界面选择测量GRP，并选择点名递增或点名递减。,GRP测量,进行第一测回GRP测量，在离仪器最远的GRP点上架设GRP测量对中三角架，并手动照准棱镜，点击开始测量按钮弹出如下对话框。,GRP测量,在该窗口软件会自动累加GRP点点名，同时用户也可按需要修改点名。当用户测量GRP到最后一个点时
13、，点击确定并完成，软件将操纵全站仪测量并同时结束GRP点该测回。,GRP测量,第二测回：用户继续选择测量CPP进行第二测回软件操作，在第二测回时用户只需要点击开始测量按钮，软件会操纵仪器进行全程自动观测。在完成第二测回CP测量后，选择测量GRP，并点击开始测量按钮。弹出如下界面。,GRP测量,用户按照以上界面的软件提示，依次在GRP点上架设棱镜，软件会操纵仪器进行自动观测，在完成第二测回GRP测量后，如果有超限的，软件会自动弹出如下对话框。,超限提示对话框,GRP测量,第三测回：按照第二测回软件操作完成CP点第三测回测量。在完成第三测回CP测量以后，继续进行第三测回GRP点测量，在软件实时测量
14、过程中，软件会自动解算结果，,GRP测量,在完成第三测回CP测量以后，继续进行第三测回GRP点测量，在软件实时测量过程中，软件会自动解算结果，随时终止自动观测并弹出如下窗口。,GRP测量,软件通过以上窗口，提示用户超限点的测回数，超限偏差和点号，用户点击重测按钮，软件进入单点测量模式，并弹出如下窗口。在以上界面，用户选择需要重测点的测回数与点名，点击测量按钮，软件会根据用户所选重新测量该点。测量完成后，软件仍会自动解算结果，若有超限点，软件仍会弹出提示窗口，若无超限点，软件将继续进行GRP点的第三测回。直至完成测量。在完成测量后，用户需选择测量CP进行CP点坐标第四测回。,GRP测量,完成所有
15、测量以后界面,GRP测量,在主界面的CP实测数据与GRP实测数据右侧分别点击超限查询，若有超限点，软件将弹出如下界面,在以上界面软件显示超限点的测回数，点名，超限偏差。用户看点击单点测量按钮，进入单点测量模式，按需求进行单点补测。在补测完成后，继续点击超限查询，若无超限点，即测量结果完成。,GRP测量,1、在完成一站测量后，用户需要进行搬站，按照测量方向，用户需进行对5个GRP点进行搭接，在平差过程中保证线路走向的平顺性。2、在软件中选择新设站 用户点击是按钮，软件自动保存上一站测量数据，并清空测量界面，用户可以进行测量工作。,数据输出,软件测量数据在当前工程目录下的MeasureDatas文
16、件夹下，测量数据文件名按测量时间+测站名保存，测量格式为txt文本文档。,数据输出,以逗号为分隔符：测回数，点名，东坐标，北坐标，高程。,高程测量,GRP高程测量方法为，架设仪器在线路中线上，测量单元为每两个CP点间GRP点。测量模式：1）后视一端CP点高程。2）碎步测量CP点之间GRP高程。3）前视另一端CP高程。4）往返测为一个测回。5）数据平差每300m为一个平差单元。,GRP高程测量,仪器架设在线路中线上，位于相邻两个CP点之间,现场架设水准仪示意图,GRP高程测量,CP点位上架设水准尺,在GRP点位点位上架设水准尺前视另一端CP点高程，操作与第一步相同。返测高程，测量步骤前面一致。每
17、300米高程数据，导出仪器，用软件进行平差。,数据平差处理,数据处理软件界面,数据平差处理,模板路径必须选择软件数据输出的模板存放路径，否则在软件平差结束后，数据无法输出。,平面数据平差,数据获取，平差前需提供CP原始数据。获取GRP平面测量实测数据。,平面数据平差,数据采集软件获取的平面测量数据，格式为txt格式 徕卡全站仪通用测量数据格式，格式为GSI格式。,导入CP数据,导入CP数据：点击主菜单-文件-导入CP原始数据,导入GRP平面测量数据,导入GRP平面测量数据：点击主菜单-文件-导入GRP平面测量数据（TXT）。,GRP平面测量数据是分站式的数据保存，在平差时需用户可以按需求任意导
18、入，相邻的任意站测量数据，注意数据的测站必须是相邻的，若隔站导入，软件计算将会出现很大偏差。,平差计算,平差计算：点击主菜单平差计算-平面弹出GRP平面平差对话框。,平差计算,点击平差计算按钮，软件进行平差计算，并显示到对话框中,超限点，用红字显示,平差计算,点击CP3平面平差按钮弹出CP3偏差对话框，可查看CP3点的平面偏差。,结果输出,同时点击以上两个对话框的输出excel按钮，可以分别将CP3与GRP平面平差结果输出到excel表格中。成果输出：点击主菜单成果输出-平面-,如上图在平面成果输出中选择任意用户需要的输出表格，软件会自动调用系统配置中模板路径下的对应模板，输出用户所需要的成果
19、表格。,高程数据平差,高程测量数据软件支持两种格式的数据。徕卡GSI格式与天宝DAT格式，高程测量数据整理：下面通过天宝DAT数据介绍高程测量数据整理过程。,把天宝往测跟返测合并为一个文件 注意，返测文件从第三行后的所有文件内容（不包括第三行），并将选择内容复制进往测文件后另存为dat格式文件,导入CP高程,导入CP数据：点击主菜单-文件-导入CP原始数据,导入GRP高程,导入GRP高程测量数据：点击主菜单-文件-导入GRP高程测量数据-天宝DATA格式。注意：高程测量文件应导入整理后的,注意：GRP高程测量数据是分站式的数据保存，在平差时需用户需导入连续300m内的所有高程测量往返测整理数据
20、，相邻的任意站测量数据，注意数据的测站必须是相邻的，若隔站导入，软件计算将会出现很大偏差,高程平差计算,主菜单平差计算-高程，弹出GRP高程平差对话框。,平面平差对话框,高程平差计算,点击平差计算按钮，软件进行平差计算，并显示到对话框中。,超限点，用红字显示,高程平差计算,点击个对话框的输出excel按钮，可以GRP高程平差结果输出到excel表格中。结果分析：GRP高程数据平差结果若出现坐标超限，软件将用红色字体表示出来。表示该站测量数据不合格，需要补站重测。成果输出：点击主菜单成果输出-高程-,上图在高程成果输出中选择任意用户需要的输出表格，软件会自动调用系统配置中模板路径下的对应模板，输
21、出用户所需要的成果表格。,GRP测量的注意事项,一、平面测量1 仪器定期校准，所用设备工装和棱镜也需要经常校准。2 温度、气压改正不能忽略，否则误差较大。3 遇到大风天气，可以选择使用特制的低矮的三角架架设仪器，或者增加三角架的重量来获取仪器的稳定度。4 测量现场应保持通视，附近不能有全站仪逆向的强光干扰、高频振动等干扰5 测量前一定要对CPIII的精度进行现场检查并做好每个点定向精度的记录，以便平差时剔除不合格的CPIII点。6 手工照准的第一和第二个CPIII点要注意，不要找错目标7 半径比较小的曲线段，自动观测时留意并及时发现全站仪自动找错的目标点,GRP测量的注意事项,二、高程测量1 仪器定期校准。2 使用同一把尺子，消除尺子的零点误差；2尽量使用尺撑等辅助措施，确保观测质量。3 选择闭合差较小的点结束一段GRP高程测量。4 高程测量要在轨道板粗铺完成后开始测量，避免二期荷载对高程测量的影响；GRP点的高程最好是随侧随用，不宜闲置时间过长。5 由于高程测量过程中缺少检核手段，没有软件和限差进行现场控制，都是事后平差才能发现测量中的误差较大的点，因此需要测量过程中每一个点都要认真仔细。6 在轨道板精调正式开始时，多数的系统定向不合格的原因都是由于GRP点高程误差较大造成的，因此GRP点的高程测量需要特别留意。,
