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摘要：本文针对客运专线，对CPIII控制网的构成，布网要求，观测方法等进行简单的阐述，对测量过程中的重点和难点进行探究，对较大缓和曲线测量要领进行分析，进一步明确了CPIII控制网的重要性。
关键词：高铁；CPIII控制网；布网要求；测量；
Abstract：Based on the passenger dedicated line, the CPIII control network structure, network requirements, observation method, this paper briefly discusses the measuring process, the key point and difficulty in the study of larger, transition curve measurement methods were analyzed, further clarified the importance of CPIII control network
Key words: High-speed railCPIII control networkNet requirements Measurement
中图分类号：O441.5文献标识码：A文章编号：
概述
CPIII控制网又名基桩控制网，是高速铁路测量最基本的控制网，在高速铁路的修建过程中，从线路的中线放样、底座混凝土钢模放样方案、轨道板调整到钢轨精调系统都会用到CPIII控制网，CPIII控制网在施工中显得极为重要。CPIII网具有测量精度高、点位分布密集、外业观测工作量大、使用周期长等特点。目前，我国客运专线无砟轨道CPIII网控制测量方法采用从德国引进的方法，国内铁路施工技术人员有必要在消化、吸收国外CPIII测量经验的基础上进行进一步探讨，形成符合我国无砟轨道施工实际需求的作业方法与技术标准，以满足当前国内客运专线无砟轨道施工测量的要求。
1 高速铁路控制网的构成
精密测量是建设高质量高速铁路最重要、最基本的条件之一，必须严格按照相关规定，适时建立“四网合一”的控制测量网络。
高速铁路平面控制网一般由四级构成，分别为CP0框架基准网、CPI基础平面控制网、CPⅡ线路控制网和CPIII控制网。
2CPⅢ布网要求
CPⅢ控制点距离布置一般为60m左右，且不应大于80m 离线路中线3-4m，且应成对布设。CPⅢ控制点布设高度应比轨道面高度高30cm左右。
2. 1 桥梁段CPⅢ控制点的布设
桥梁段CPⅢ控制点的布设可直接在梁固定端的防撞墙顶面，对于标准32米简支箱梁每两孔布置一对CPⅢ点，相邻两对CPⅢ点在里程上相距约64米；24米简支箱梁每两孔布置一对CPⅢ点，相邻两对CPⅢ点在里程上相距约49米，对于32+48+32的连续梁布置形式可与32米简支箱梁相同；对于40+64+40米连续梁，在每孔梁的固定端设置CPⅢ点对；对于60+4*100+60米的连续梁，在60米跨固定端防撞墙处布置CPⅢ点，100米跨的在跨中和固定端布置CPⅢ点；其他类型的梁按不大于80米间距布置CPⅢ点。
2. 2 路基段CPⅢ控制点的布设
路基段CPⅢ可直接布置在接触网支柱上，若接触网未完成施工，在线路两侧的接触网底座上使用钢筋混凝土成对浇筑CPⅢ基桩，基桩直径25厘米为宜，基桩顶面高于外轨轨顶面30厘米左右；若接触网已完成施工，则可直接布置在接触网支柱上。相邻两对CPⅢ基桩在里程上相距约50米，待基桩稳定后，在基桩顶面埋设，布置在接触网支柱上有以下几个优点：
（1）接触网支柱的基础安全稳定
（2）点位不易遭受破坏
（3）未来可用的控制点均匀分布在线路上（每隔50m）
（4）可以在线路两侧布置标记点
2. 3 隧道CPⅢ控制点的布设
隧道里一般布置在电缆槽顶面以上50-80厘米左右的边墙内衬上，相邻CPⅢ点对相距60米左右。
3CPIII网观测方法
3.1 CPⅢ平面网外业观测
CPⅢ控制网采用自由设站边角交会的方法测量，从每个自由测站，将以前后各 2 x 3个 CP Ⅲ点为测量目标，每次测量应保证每个点测量3次。
CPⅢ控制点距离为60 m左右，且不应大于80 m，观测CPⅢ点的目标距离一般为150 m左右，最大不超过180m。每次测量开始前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由测站记录表，每一站测量3组完整的测回。应记录于每个测站的：温度T、气压P以及CPI、CPⅡ点上的目标点的棱镜高测量，并将温度、气压改正输入每个测站上。对于线路有长短链时，应注意区分重复里程及标记的编号。
3.2 高程控制网测量网形
CPⅢ控制点水准测量可按矩形环单程水准网或往返测水准网构网观测CPⅢ水准网与（加密）线路水准基点联测时，应按精密水准测量要求进行往返观测。
3.2.1 往返测水准网
每一测段应至少与2个二等水准点进行联测，形成检核。联测时，往测时以轨道一侧的CPⅢ水准点为主线贯通水准测量，另一侧的CPⅢ水准点在进行贯通水准测量摆站时就近观测。返测时以另一侧的CPⅢ水准点为主线贯通水准测量，对侧的水准点作为间视点在摆站时就近观测，计算时不参与平差计算，只是把测量结果和平差结果进行对比。
3.2.2 单程矩形闭合环
外业测量时，各闭合环的4个高差应该由2 个测站完成，按照后-前-前-后或前-后-后-前的顺序测量。
我们在进行CPⅢ控制点水准测量时常按矩形环单程水准网或往返测水准网构网观测。CPⅢ水准网与（加密）线路水准基点联测时，应按精密水准测量要求进行往返观测。
3.2.3 自由设站三角高程网
外业测量时，自由设站三角高程测量方法与平面控制测量合并进行。应采用不同测站所测得的相邻点的高差，按《高速铁路工程测量规范》规定构网。
CPⅢ自由测站三角高程网应附合于线路水准基点，每隔2km左右与线路水准基点进行高程联测。 CPⅢ高程网线路水准基点联测时，应按精密水准测量要求進行往返观测。
4 平面网平差计算及成果输出
在自由设站CPⅢ测量中，测量时必须使用与全站仪能自动记录及计算的专用数据处理软件。
外业数据检查合格后．进行自由网平差，然后进行约束平差．约束平差时应注意与相邻区段搭接测量的数据处理原则，通过约束平差获得控制网平差坐标及相应的精度信息。平差处理流程为：数据传输，坐标概算及距离改化，闭合差检验，粗差剔除，边、角权比的确定，起算点兼容性的确定，平差计算。平差计算完成后，对两次测量平差均合格的成果进行坐标比较，如不超重复测量限差，则取第一组或精度指标较高的一组为最终成果，如有超限的应分析原因，并查找原因或重测，直到两次成果重复测量成果不超限。
5 测量重点
（1）CPIII标志埋设必须稳固，标志埋设好后，不能出现松动。
（2）CPIII测量精度要求高，其测量方法与传统的测量方法不同，全站仪测距过程中必须要进行温度、气压等气象元素改正。在一般的气象条件下，在1Km的距离上，温度变化1度所产生的测距误差为0.95mm，气压变化1mmHg所产生的测距误差为0.37mm，湿度变化1mmHg所产生的测距误差为0.05mm。湿度的影响很小，可以忽略不计，当在高温、高湿的夏季作业时，就应考虑湿度改正。武广线CPIII观测均在夜间进行，可不考虑湿度改正。测定气温通常使用通风干湿温度计，测定气压通常使用空盒气压表。气温读数至1度，气压读数至1mmHg或2hpa。
（3）标志和棱镜安置位置不同，在数据采集和处理过程中不能发现。因此，CPIII平面观测过程中要特别注意标志和棱镜安置必须严格到位，否则会严重影响重复观测的精度和使用。
（4）在采用CPIII结果前，必须严格按要求开展复测，只有复测合格方可进行无砟轨道铺设。
（5）CPIII高程控制测量按精密水准精度施测，精密水准平差必须按要求附合到二等水准点上。长大隧道贯通后，应沿线路从隧道内进行二等水准加密或检测，当沿隧道贯通高差与隧道进出口已知水准成果差不符值满足二等水准闭合差限差要求时，可直接用隧道进出口已知水准高程进行隧道内水准加密平差；当不符值超过限差时，应采取措施在满足精度前提下，消除断高。对特大桥梁及连续桥梁，为满足精密水准平差要求，应进行桥梁上下高程传递，将二等水准基点高程从桥下传递到桥上。
（6）对外业测量数据进行整理汇总，平面控制测量原始资料将角度、距离及控制网示意图整理出，以进行严密平差。高程控制测量原始资料将已知水准点资料、每段水准线路的高差及距离整理出，以进行严密平差。
6较大缓和曲线测量要领
客运专线铁路轨道必须具有非常精确的几何线性参数，精度要保持在毫米级的范围以内，测量控制网的精度在满足线下工程施工控制测量要求的同时必须满足轨道铺设的精度要求，使轨道的几何参数与设计的目标位置之间的偏差保持在最小。轨道的外部几何尺寸体现出轨道在空间中的位置和标高，根据轨道的功能和与周围相邻建筑物的关系来确定，由其空间坐标进行定位。轨道的外部几何尺寸的测量也可称之为轨道的绝对定位。轨道的绝对定位通过由各级平面高程控制网组成的测量系统来实现，从而保证轨道与线下工程路基、桥梁、隧道、站台的空间位置坐标、高程相匹配协调。
对于客运专线铁路，曲線的半径大，弯道长，如果仅采相对定位的方法进行铺轨控制，而不采用坐标进行绝对控制，轨道的线型根本不能满足设计要求。所以需要采用相对控制与坐标绝对控制相结合的方法来进行轨道铺轨控制。客运专线无碴轨道铁路首级高程控制网应按二等水准测量精度要求施测。铺轨高程控制测量按精密水准测量（每公里高差测量中误差2mm）要求施测。
7 结语
CPⅢ测量作为高速铁路施工的核心技术之一，控制网的建立与实施是一项复杂的系统工程。CPⅢ测量作为一项全新的测量的技术，它的引入不仅为我们带来了高稳定性、高精度的工程控制网，同时为我们带来了全新的测量方法及作业理念，使工程测量的理论、方法产生了巨大飞跃．是测量朝着自动化、信息化方向发展迈出的坚实一步。
参考文献
[1] 崔希璋，於宗寿，陶本藻，等．广义测量平差[M]．武汉：武汉大学出版社，2005
[2] TB10601—2009／J962—2009高速铁路工程测量规范[S]
[3] TBl0621—2009 J971—2009高速铁路设计规范(试行)．
[4] 周东卫.高速铁路轨道控制网CPIII精密测量若干问题探讨[J].铁道勘察.2011(5):5-8.
[5] 冷道远.高速铁路无砟轨道CPIII控制网测量技术[J].隧道建设.2009(4):240-242.
关键词：高铁；CPIII控制网；布网要求；测量；
Abstract：Based on the passenger dedicated line, the CPIII control network structure, network requirements, observation method, this paper briefly discusses the measuring process, the key point and difficulty in the study of larger, transition curve measurement methods were analyzed, further clarified the importance of CPIII control network
Key words: High-speed railCPIII control networkNet requirements Measurement
中图分类号：O441.5文献标识码：A文章编号：
概述
CPIII控制网又名基桩控制网，是高速铁路测量最基本的控制网，在高速铁路的修建过程中，从线路的中线放样、底座混凝土钢模放样方案、轨道板调整到钢轨精调系统都会用到CPIII控制网，CPIII控制网在施工中显得极为重要。CPIII网具有测量精度高、点位分布密集、外业观测工作量大、使用周期长等特点。目前，我国客运专线无砟轨道CPIII网控制测量方法采用从德国引进的方法，国内铁路施工技术人员有必要在消化、吸收国外CPIII测量经验的基础上进行进一步探讨，形成符合我国无砟轨道施工实际需求的作业方法与技术标准，以满足当前国内客运专线无砟轨道施工测量的要求。
1 高速铁路控制网的构成
精密测量是建设高质量高速铁路最重要、最基本的条件之一，必须严格按照相关规定，适时建立“四网合一”的控制测量网络。
高速铁路平面控制网一般由四级构成，分别为CP0框架基准网、CPI基础平面控制网、CPⅡ线路控制网和CPIII控制网。
2CPⅢ布网要求
CPⅢ控制点距离布置一般为60m左右，且不应大于80m 离线路中线3-4m，且应成对布设。CPⅢ控制点布设高度应比轨道面高度高30cm左右。
2. 1 桥梁段CPⅢ控制点的布设
桥梁段CPⅢ控制点的布设可直接在梁固定端的防撞墙顶面，对于标准32米简支箱梁每两孔布置一对CPⅢ点，相邻两对CPⅢ点在里程上相距约64米；24米简支箱梁每两孔布置一对CPⅢ点，相邻两对CPⅢ点在里程上相距约49米，对于32+48+32的连续梁布置形式可与32米简支箱梁相同；对于40+64+40米连续梁，在每孔梁的固定端设置CPⅢ点对；对于60+4*100+60米的连续梁，在60米跨固定端防撞墙处布置CPⅢ点，100米跨的在跨中和固定端布置CPⅢ点；其他类型的梁按不大于80米间距布置CPⅢ点。
2. 2 路基段CPⅢ控制点的布设
路基段CPⅢ可直接布置在接触网支柱上，若接触网未完成施工，在线路两侧的接触网底座上使用钢筋混凝土成对浇筑CPⅢ基桩，基桩直径25厘米为宜，基桩顶面高于外轨轨顶面30厘米左右；若接触网已完成施工，则可直接布置在接触网支柱上。相邻两对CPⅢ基桩在里程上相距约50米，待基桩稳定后，在基桩顶面埋设，布置在接触网支柱上有以下几个优点：
（1）接触网支柱的基础安全稳定
（2）点位不易遭受破坏
（3）未来可用的控制点均匀分布在线路上（每隔50m）
（4）可以在线路两侧布置标记点
2. 3 隧道CPⅢ控制点的布设
隧道里一般布置在电缆槽顶面以上50-80厘米左右的边墙内衬上，相邻CPⅢ点对相距60米左右。
3CPIII网观测方法
3.1 CPⅢ平面网外业观测
CPⅢ控制网采用自由设站边角交会的方法测量，从每个自由测站，将以前后各 2 x 3个 CP Ⅲ点为测量目标，每次测量应保证每个点测量3次。
CPⅢ控制点距离为60 m左右，且不应大于80 m，观测CPⅢ点的目标距离一般为150 m左右，最大不超过180m。每次测量开始前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由测站记录表，每一站测量3组完整的测回。应记录于每个测站的：温度T、气压P以及CPI、CPⅡ点上的目标点的棱镜高测量，并将温度、气压改正输入每个测站上。对于线路有长短链时，应注意区分重复里程及标记的编号。
3.2 高程控制网测量网形
CPⅢ控制点水准测量可按矩形环单程水准网或往返测水准网构网观测CPⅢ水准网与（加密）线路水准基点联测时，应按精密水准测量要求进行往返观测。
3.2.1 往返测水准网
每一测段应至少与2个二等水准点进行联测，形成检核。联测时，往测时以轨道一侧的CPⅢ水准点为主线贯通水准测量，另一侧的CPⅢ水准点在进行贯通水准测量摆站时就近观测。返测时以另一侧的CPⅢ水准点为主线贯通水准测量，对侧的水准点作为间视点在摆站时就近观测，计算时不参与平差计算，只是把测量结果和平差结果进行对比。
3.2.2 单程矩形闭合环
外业测量时，各闭合环的4个高差应该由2 个测站完成，按照后-前-前-后或前-后-后-前的顺序测量。
我们在进行CPⅢ控制点水准测量时常按矩形环单程水准网或往返测水准网构网观测。CPⅢ水准网与（加密）线路水准基点联测时，应按精密水准测量要求进行往返观测。
3.2.3 自由设站三角高程网
外业测量时，自由设站三角高程测量方法与平面控制测量合并进行。应采用不同测站所测得的相邻点的高差，按《高速铁路工程测量规范》规定构网。
CPⅢ自由测站三角高程网应附合于线路水准基点，每隔2km左右与线路水准基点进行高程联测。 CPⅢ高程网线路水准基点联测时，应按精密水准测量要求進行往返观测。
4 平面网平差计算及成果输出
在自由设站CPⅢ测量中，测量时必须使用与全站仪能自动记录及计算的专用数据处理软件。
外业数据检查合格后．进行自由网平差，然后进行约束平差．约束平差时应注意与相邻区段搭接测量的数据处理原则，通过约束平差获得控制网平差坐标及相应的精度信息。平差处理流程为：数据传输，坐标概算及距离改化，闭合差检验，粗差剔除，边、角权比的确定，起算点兼容性的确定，平差计算。平差计算完成后，对两次测量平差均合格的成果进行坐标比较，如不超重复测量限差，则取第一组或精度指标较高的一组为最终成果，如有超限的应分析原因，并查找原因或重测，直到两次成果重复测量成果不超限。
5 测量重点
（1）CPIII标志埋设必须稳固，标志埋设好后，不能出现松动。
（2）CPIII测量精度要求高，其测量方法与传统的测量方法不同，全站仪测距过程中必须要进行温度、气压等气象元素改正。在一般的气象条件下，在1Km的距离上，温度变化1度所产生的测距误差为0.95mm，气压变化1mmHg所产生的测距误差为0.37mm，湿度变化1mmHg所产生的测距误差为0.05mm。湿度的影响很小，可以忽略不计，当在高温、高湿的夏季作业时，就应考虑湿度改正。武广线CPIII观测均在夜间进行，可不考虑湿度改正。测定气温通常使用通风干湿温度计，测定气压通常使用空盒气压表。气温读数至1度，气压读数至1mmHg或2hpa。
（3）标志和棱镜安置位置不同，在数据采集和处理过程中不能发现。因此，CPIII平面观测过程中要特别注意标志和棱镜安置必须严格到位，否则会严重影响重复观测的精度和使用。
（4）在采用CPIII结果前，必须严格按要求开展复测，只有复测合格方可进行无砟轨道铺设。
（5）CPIII高程控制测量按精密水准精度施测，精密水准平差必须按要求附合到二等水准点上。长大隧道贯通后，应沿线路从隧道内进行二等水准加密或检测，当沿隧道贯通高差与隧道进出口已知水准成果差不符值满足二等水准闭合差限差要求时，可直接用隧道进出口已知水准高程进行隧道内水准加密平差；当不符值超过限差时，应采取措施在满足精度前提下，消除断高。对特大桥梁及连续桥梁，为满足精密水准平差要求，应进行桥梁上下高程传递，将二等水准基点高程从桥下传递到桥上。
（6）对外业测量数据进行整理汇总，平面控制测量原始资料将角度、距离及控制网示意图整理出，以进行严密平差。高程控制测量原始资料将已知水准点资料、每段水准线路的高差及距离整理出，以进行严密平差。
6较大缓和曲线测量要领
客运专线铁路轨道必须具有非常精确的几何线性参数，精度要保持在毫米级的范围以内，测量控制网的精度在满足线下工程施工控制测量要求的同时必须满足轨道铺设的精度要求，使轨道的几何参数与设计的目标位置之间的偏差保持在最小。轨道的外部几何尺寸体现出轨道在空间中的位置和标高，根据轨道的功能和与周围相邻建筑物的关系来确定，由其空间坐标进行定位。轨道的外部几何尺寸的测量也可称之为轨道的绝对定位。轨道的绝对定位通过由各级平面高程控制网组成的测量系统来实现，从而保证轨道与线下工程路基、桥梁、隧道、站台的空间位置坐标、高程相匹配协调。
对于客运专线铁路，曲線的半径大，弯道长，如果仅采相对定位的方法进行铺轨控制，而不采用坐标进行绝对控制，轨道的线型根本不能满足设计要求。所以需要采用相对控制与坐标绝对控制相结合的方法来进行轨道铺轨控制。客运专线无碴轨道铁路首级高程控制网应按二等水准测量精度要求施测。铺轨高程控制测量按精密水准测量（每公里高差测量中误差2mm）要求施测。
7 结语
CPⅢ测量作为高速铁路施工的核心技术之一，控制网的建立与实施是一项复杂的系统工程。CPⅢ测量作为一项全新的测量的技术，它的引入不仅为我们带来了高稳定性、高精度的工程控制网，同时为我们带来了全新的测量方法及作业理念，使工程测量的理论、方法产生了巨大飞跃．是测量朝着自动化、信息化方向发展迈出的坚实一步。
参考文献
[1] 崔希璋，於宗寿，陶本藻，等．广义测量平差[M]．武汉：武汉大学出版社，2005
[2] TB10601—2009／J962—2009高速铁路工程测量规范[S]
[3] TBl0621—2009 J971—2009高速铁路设计规范(试行)．
[4] 周东卫.高速铁路轨道控制网CPIII精密测量若干问题探讨[J].铁道勘察.2011(5):5-8.
[5] 冷道远.高速铁路无砟轨道CPIII控制网测量技术[J].隧道建设.2009(4):240-242.