铁路测量作业过程与成果提交探索

于 洋

（北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070）

铁路测量作业过程与成果提交探索

于 洋

（北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070）

铁路线路测量是典型的带状地形测量，铁路线路安全保护区平面图属于专题图，与其他的测量任务相比有很大区别。以京包铁路线路安全保护区测量工程为例，展示铁路线路测量作业过程及成果提交的主要内容，同时总结典型带状地形图测量的心得。

铁路线路；带状地形测量；成果提交

1 概述

1.1任务来源

为了全面掌握京包铁路线路安全保护区区域现状，北京铁路局决定对铁路线路安全保护区进行全面测量工作。授权通号院进行测量。

1.2测区概况

京包铁路是由中国自行勘探、设计、施工的第一条铁路，是西北地区的重要铁路干线，其中北京铁路局管辖范围北京北站至郭磊庄的K225 km处，涉及北京、河北两省市。

1.3测绘范围

1）由北京北站（K12 km）至郭磊庄的K225 km处为本次工程的测量范围。

2）沿铁路两侧钢轨向外各自延伸30 m范围为测绘区域。

3）对于铁路征（用）地范围超过线路30 m的区域，测绘范围原则上以征地资料为准。顾及到图纸幅面，测绘宽度以不超过200 m为限。

2 作业技术依据

1）CH/T 1004-2005《测绘技术设计规定》；

2）GB 50026-2007《工程测量规范》，以下简称“规范”；

3）CJJ73-97《全球定位系统城市测量技术规程》，以下简称“GPS规程”；

4）CH/T2009-2010 《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》；

5）GB/T20257.1-2007《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》；

6）铁运［2005］209号文件《铁路线路安全保护区平面图图式》；

7）CH1002-95《测绘产品检查验收规定》；

8）CH1003-95《测绘产品检查评定标准》；

3 资料的引用

1）以高等级控制点为起算点，凡引用的控制点坐标须提交资料来源、验证结果。

2）可以引用北京铁路局航测现状地形图，对引用图纸的精度应予验证。

3）界址线、点坐标及四邻分界点以“土地使用证”中的数据为准。

4 成图规格及主要精度指标

1）北京市境内采用北京市地方坐标系，河北省境内采用1954年北京坐标系。

2）测绘按1：2000比例尺图式标准进行。

3）桩点测量精度为±0.2 m。

4）图纸采用A3图幅，图纸中标注测绘线、十字网格线，每张图纸的线路首、末端注记里程。

5 控制测量

5.1 平面控制网测量

平面控制网采用GPS静态观测方法进行测量，沿铁路路线布设四等和一级控制点成带状GPS网。所有埋石点均参照城市规范附录C.3.1小三角点标石规格，埋设时底部用混凝土浇铸，测量标石顶面与地面持平或高于地面2～4 cm，顶面用红色油漆标注点名。对于有条件路面，可采用特制钢钉代替。各等级点绘制点之记。

5.2 平面控制网的精度指标

各级控制网的控制点相对起算点的点位中误差不超过0.05 m，四等网中最弱相邻点的相对点位中，误差不得大于0.05 m。

5.3 控制点点位基本要求

控制点点位应选在交通便利、视野开阔、利于保存的地方，且利于其他测量手段扩展和联测。

5.4 作业仪器

参与作业的测量仪器在检验合格证有效期内使用。光学对中器和水准器在作业开始前应进行检校。

5.5 外业观测

1）E级GPS点观测作业的基本技术要求：

a.卫星截止高度角≥15°；

b.同步观测卫星数≥4；

c.卫星几何图形强度因子PDOP≤6；

d.采样间隔为10 s，观测时段≥1，同步观测时间≥40 min；

e.测前对光学对点器应进行校正，保证对点误差小于3 mm；

2）观测过程中，观测人员应查看记录测站信息、接收卫星数量、卫星号、各通道信噪比、实时定位结果及其变化和存储介质记录情况等信息。

5.6 数据平差处理

1）GPS网平差计算，采用GPS接收机配套软件进行。

2）平差处理：

a.基线解算同步环坐标分量及环线全长闭合差的规定，如表1所示。

表1 同步环坐标分量及环线全长闭合差的规定

b.GPS网中各独立环的坐标分量闭合差及全长闭合差应符合下式规定：

a=10 mm，b=10 PPm，d——相邻点间的距离（km）；

d.GPS网平差按四等、一级网分别进行。即先进行四等网平差，然后进行一级网平差。

e.在约束平差以前，应在WGS-84坐标系中，以三维基线向量进行GPS网的无约束平差，用于确定GPS网的观测精度及有效观测值。基线向量的改正数应满足下式要求：

当超限时，基线向量或其附近存在粗差基线，应剔除粗差基线，直至符合上式要求。

f.约束平差中，以约束点的已知坐标作为强制约束的固定值，求解出各点的二维坐标，并查各点的点位中误差。基线向量的改正数与剔除粗差后的无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差应符合下式要求：

当超限时，应剔除某些误差较大的约束值，直至符合上式要求。

g.平差结束后，应提供各点的平面直角坐标、边长相对中误差及点位中误差等精度指标。

6 地形图测绘

6.1图根控制测量

1）在高等级平面控制点的基础上布设图根导线进行加密，图根点密度以满足测图需要为原则。

2）图根导线技术指标应满足的要求如表2所示。

表2　图根导线测量的技术要求

3）当附合导线不能满足要求时，可布设不多于4条边，长度不超过250 m的支导线，应左右角观测，圆周角闭合差不超过±40″。

6.2动态GPS-RTK测量

动态GPS-RTK用于图根控制测量及无遮挡地区碎部测量。GPS观测应按照“GPS规程”有关规定执行。不同参考站之间和不同批次之间测量点位应多设重合点进行精度检核。作业中采用的技术指标及作业方法如下：

1）卫星截止高度角≥15°；

2）流动站的观测卫星数≥5；

3）卫星几何图形强度因子PDOP＜6；

4）基准站和流动站电台的频率应保持一致；参考站与流动站之间的距离不超过15 km。

5）流动站的跟踪杆必须扶正，圆气泡居中；

6）准确量取天线高，保证量高的精度。

6.3测绘要求

1）测图使用的仪器、工具应符合《规范》第4.3.4条规定。

2）检查点平面位置误差应不超过图上0.3 mm。

3）铁路线路安全保护区域范围、桩点的测量，以铁道部发《铁路线路安全保护区平面图图式》为基本图式。

6.4测绘内容

为保持测绘属性的全面性，原碎部点点位属性存盘保留。测绘内容包括保护区范围内的铁路、桥梁、涵洞、里程标、围栏、围墙、道路、建筑物、构筑物及其他重要地物。具体内容如下。

6.4.1铁路线路安全保护区

1）人员活动频繁地段的道口、桥隧两端、立交桥附近醒目地点、民居附近和人身伤害事故多发地段已设立铁路安全保护区B型标桩；其他地段的安全保护区边界已设置A型标桩，标桩编号为所对应线路里程，如图1所示。

图1　铁路线路安全保护区标桩及边界线

2）实测已埋设安全保护区标桩，铁路线路安全保护区边界应按图式采用0.3mm粗实线绘制，并应准确标注铁路线路安全保护区标桩里程及距路基坡脚、路堑坡顶距离，取位至分米，对未埋设保护桩的区域，在图上虚拟桩点位置并以虚线相连，虚拟桩点位置需符合“铁路运输安全保护条例”如下规定：

铁路线路安全保护区的范围，从铁路线路路堤坡脚、路堑坡顶或铁路桥梁外侧起向外的距离分别为：

a.城市市区，不少于8 m；

b.城市郊区居民居住区，不少于10 m；

c.村镇居民居住区，不少于12 m；

d.其他地区，不少于15 m。

6.4.2铁路用地界

1）对于已领证的宗地，其界址线以《北京市地籍测量规范》的规定属性展点标绘，在其界址点点位旁注记点号，如图2所示。

图2　铁路用地界址线、界址点及点号

2）对于未领证的宗地以征地资料为依据转绘界址点并注记点号，其界址线以未定界属性标绘。

6.4.3 铁路及其附属设施

1）铁轨按单线不依比例尺表示。

2）路基及路堑应绘出坡脚线，坡脚线用虚线X5线型表示。

3）公里标加注里程数。

4）站内与线路运行有关的设施应表示，附属设施不表示。车站、候车室、运转室、行包办理处等注记名称。

5）电气化区段的电杆（塔）不表示。

6.4.4居民地

1）楼房应注记层数，群楼不同层次应区分其结构层，并分别标注层数。

2）居民地中的房屋，平房不注记层数、性质。

3）正规的临时建筑物要表示。

4）公厕及单位院内独立厕所按房屋表示，并注记“厕”字。

5）集贸市场内正规的交易棚，按棚房表示。

6.4.5 管线及垣栅

1）通信线、电力线在居民地区内或在铁路道路两侧地物密集时可不连线，只绘线路走向；在其他地方均需连线，入地的注记“入地”。

2）地下管线不表示。

6.4.6水系

1）测区内沟渠、池塘的水涯线按测图时的水位测定，有名称的应调注名称。

2）供灌溉用的机井加注“机”字。在房屋内的机井，绘房屋符号，加注“机井”，水泵房加注“水泵房”。

6.4.7道路

1）公路应按现行图式测绘路基和铺面宽度，乡村路表示。

2）城区内的道路不注等级，有名称的应调注道路名称。

3）厂矿、单位内的道路表示。

4）城区内街道的快、慢车道间的隔离带应表示，有植被按相应符号绘出。

6.4.8植被

1）图上旱地用符号表示。

2）简易温室、临时性的菜棚按菜地表示，有加温设备和围墙的按温室表示，并加注品名。

6.4.9地理名称和各种注记及其他

1）地名、街名、单位名以挂牌或公章为依据，注记在图上，并注意隶属关系。

2）大于图上10 cm2的车间或仓库应注记名称。

3）行政区划界线应尽量表示。

7 数据编辑

1）数字化成图编辑采用“南方CASS地籍地形成图系统” 软件完成，符号库为图式中规定的符号及线型。各种地物、地貌符号严格执行《1：500、1：1000、1：2000地形图数字化规范》中数据分层要求，地物颜色随层而定。一般情况下除已明确规定外，可按常规习惯作业。

2）地物一般采用“线型绘制”的方法采集，符号线的配置一律前进方向的左边（即宽度值恒为正）。注意编辑和保留骨架线、框架线、轴线等重要的信息线，只有在绘图输出时才关闭相应的图层。

3）文字、注记遇地物时，不能剪断线型，尽量移动注记避免压盖，实在无处移动时可压盖地物。

4）检查数据的全面性和正确性。图幅接边平面位移较差不大于图上1.4 mm时，平均配赋，超限时应实地检测修正，但要保证地物的延续性，不能出现明显的凹凸线和点。

5）文件命名以站场或区间名称命名，数据采用统一的文件格式，后缀为DWG。

6）整饰要求：

a.图上各要素应主次分明，线条清晰，位置准确。

b.各项要素均应按规定的符号绘制。

c.各项名称注记位置适当，并查有无遗漏或不明之处。

d.方格网应标注东、北坐标。

e.图幅应标绘工程项目名称、区段名称、测绘日期及绘图比例尺。

f.整饰中发现的问题，应认真查明原因，合理解决，必要时应通过外业复查纠正。

8 检查验收

1）严格执行测量成果的组、处、院三级检查，一级验收制度。一级检查为作业组自检，二级检查为过程检查，在作业人员全面自检、互查的基础上由作业工程处的专职或兼职检查人员承担；三级检查由院质量检查机构和专职检查人员在二级检查的基础上进行。测绘产品质量达到设计要求后，提交质检部门验收。产品成果的验收由甲方单位组织实施。

2）检查工作按工序进行外业基本控制、外业数据采集、内业数字化编辑，每道工序检查要作记录，项目完成后写出检查报告。

3）检查验收标准执行CH1002-95《测绘产品检查验收规定》和CH1003-95《测绘产品质量评定标准》。

9 上交资料

1）控制点成果表1套；

2）控制点点之记1套；

3）各等级控制网原始（GPS）观测值1套；

4）控制网展点图1份；

5）以站场或区间为单位的界址点及保护桩点成果表各1份；

6）铁路线路安全保护区1：2000平面图1套；

7）数据光盘各1套（CAD格式）；

8）铁路线路安全保护区测量技术设计书1本；

9）铁路线路安全保护区测量技术总结1本；

10）质量检查报告1份。

11）以上各项内容（光盘）数据二套。

10 总结

通过京包铁路安全保护区测量工程，对铁路测量有了更加直接的认识。铁路测量是典型的带状地形测量，结合本次工程的实际情况和特点，我们沿铁路线路两侧布设一条E级GPS控制网作为首级控制。碎部测量采用GPS-RTK加全站仪联合作业模式，对比其他测图方法，GPS-RTK加全站仪数字化测量具有速度快、效率高的特点。通过对控制测量和碎部测量的优化组合，使本次工程得以保质保量的顺利完成，对今后类似工程有直接的指导作用。

Railway line survey is a typical strip topographical survey， the plan of railway line safety protection area is a special subject graphic and has great differences with other survey tasks. Taking the survey project of Beijing-Baotou railway line safety protection area as an example， the paper introduces the main contents delivered in the process of railway line survey and summarizes experiences learned from the strip topographical survey.

railway line； strip topographical survey； results deliver

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.04.028

2016-04-08）