铁三院CPIII测站平差软件用户手册

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《CPIII平差软件》课件

《CPIII平差软件》
系统研发的意义
CPⅢ网是随着我国无砟轨道的建设从德国引进的，因此我国的测量工作者对该网的精度特点、观测方法、平差计算方法以及能否满足无砟轨道平顺性要求等情况缺乏了解。
为了满足我国无砟轨道建设的需要，在消化吸收国外经验的基础上，开展无砟轨道CPⅢ网测量数据采集与平差计算方法研究，有利于加深对CPⅢ网的认识，建立我国自主的CPⅢ网建网理论。
《CPIII平差软件》
开发的产品
无砟轨道CPⅢ网测量测量数据采集及其数据处理系统
CPⅢ数据采集软件
(CPⅢ DMS)
CPⅢ 数据平差计算软件(CPⅢ DAS)
平面数据处理软件
高程数据处理软件
软件系统构成示意图
《CPIII平差软件》
CPⅢ数据采集软件CPⅢDMS的主要功能
• CPⅢ DMS（CPⅢ DMS，CPⅢ Data Measure System），是专为我国无砟轨道铁路施工中CPⅢ控制网测量数据采集而设计的外业观测自动化控制软件。该软件可运行在任意一款Windows CE操作系统的外业手簿上，也可运行在普通的商务PDA（Person Digital Assistant）上。CPⅢ DMS软件通过数据电缆或无线数传电台控制智能型全站仪（如瑞士徕卡公司出品的具有自动观测功能的系列全站仪TCA2003等），按设定参数自动完成多测回全圆方向和距离观测，同时将合格数据记录到手簿中的SD卡上。
3、 CPⅢ DMS自由设站测量数据采集软件依据国家规范，在总结和分析人工多测回观测方法的基础上，设计了先进的测回间方向超限后的补测方法，提高了外业观测的效率。国外同类软件无此功能。
《CPIII平差软件》
系统研发的意义
由于CPⅢ网具有网点数量众多、外业观测数据量大、相对精度要求高等特点，因此该网的外业测量和内业平差计算必须实现自动化和程序化，目前我国已经开工建设的无砟轨道，大部分都采用国外的软件进行自动观测和平差计算的，而国外的软件除费用昂贵外，测量习惯与中国不同，加上语言问题，使我国的测量工作者不易掌握，另外对发展我国在这一方面的自主知识产权也极为不利，因此研发具有自主知识产权的国产化CPⅢ网测量数据采集与平差计算软件，意义也十分重大。

精密工程测量平差软件使用手册范本

客运专线CPIII一体化测量系统精密工程测量平差软件TSDI_HRSADJ（V5.0 版）铁道第三勘测集团The Third Railway Survey And Design Institute Group Corporation目录第一章软件安装 (1)1.1 软件的运行环境 (1)1.2 软件的安装 (1)第二章软件操作 (4)2.1数据文件格式定义 (4)2.2 工程基本设置 (9)2.3 读入数据 (11)2.4 平差计算 (13)2.5 成果输出与查看 (14)2.6 网图显示 (18)2.7 工具 (20)第三章疑难解答 (23)3.1 平面网平差计算步骤 (23)3.2 平面网平差迭代计算 (24)3.3 如何快速检查数据的错误 (25)第四章附录 (26)4.1 快捷键一览表 (26)第一章软件安装1.1 软件的运行环境硬件环境：1. 奔腾Ⅲ以上CPU；2. 64M 以上存；3. 硬盘空间 500M以上；4. 鼠标、键盘、显卡、显示器、USB接口等必要硬件。

软件环境：1. 操作系统Windows 2000、Windows XP及其以上；2．配合软件Office 2003 (Office XP)、AUTOCAD；3. 软件使用者应具备本地管理员权限。

1.2 软件的安装点击 TSDI_HRSADJ5.0.EXE 安装程序将自动运行(如图1.2.1)，用户请按照提示退出其他所有正在运行的程序，特别是一些杀毒软件、实时监控软件。

然后，安装程序将进入许可协议界面(如图1.2.2)。

请用户仔细阅读许可协议，若您不是铁道第三勘察集团和同济大学测量与国土信息工程系的授权用户，请退出安装；若强行继续，由于您没有安装密码和USB加密狗也将最终导致安装失败。

图1.2.1 欢迎界面图1.2.2 许可协议若您是授权用户，请点击同意按钮。

进入目录选择界面(如图1.2.3)，选择好合适的目录后，您将进入开始安装界面，点击下一步进行安装(如图1.2.4)。

CPIII测量仪器设备及软件作业指导书

CPIII测量仪器设备及软件作业指导书1.1CPIII测量使用的全站仪及棱镜1.1.1CPIII测量采用的全站仪必须满足以下要求：角度测量精度：≤±1″距离测量精度：≤±1mm +2ppm带马达驱动、自动照准和数据自动记录功能的现代化全站仪，如：Leica （徕卡）系列的：TCA2003、TCA1201等；观测前须按要求对全站仪及其棱镜进行检校，作业期间仪器须在有效检定期内。

边长观测应进行温度、气压等气象元素改正，温度读数精确至0.2℃，气压读数精确至0.5hPa。

平面观测前，应对全站仪进行以下检验和校正，鉴定材料宜包含以下内容：1 望远镜光学性能的检验。

2 调焦镜运行正确性的检验。

3 照准部旋转是否正确的检验。

照准部旋转轴正确，各位置气泡读数较差不应超过一格。

4垂直微动螺旋使用正确性的检验。

5照准部旋转时仪器底座稳定性的检验。

6 水平轴倾斜误差（水平轴不垂直于垂直轴之差）的检验，DJ1型仪器不应超过10″。

7 视准轴误差（2C，视准轴不与水平轴正交所产生的误差）的检验，DJ1型仪器不应超20″。

8竖盘指标差的检验，DJ1型仪器不应超8″。

9 测距加常数及棱镜常数的检验。

1.1.2 棱镜应采用Leica（徕卡）GPR121高精度金属外壳棱镜，棱镜相位中心稳定1.1.3 水准仪不低于DS1级，推荐使用天宝DINI和徕卡DNA03系列电子水准仪及其配套铟瓦尺。

1.2CPIII数据采集及处理软件在自由设站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，采用软件必须通过铁道部相关部门正式鉴定，如中铁二院与西南交大开发的CPIII DMS,若采用其他采集软件，其数据输出格式必须与平差软件中铁二院与西南交大联合开发的高速铁路通用平差软件Survey Adjust输入格式兼容。

为便于CPIII数据管理及平差验收工作，京石CPIII数据处理必须采用中铁二院与西南交通大学开发的高速铁路通用平差软件Survey Adjust数据处理系统。

工程测量标准化作业手册之CPIII测量专篇

工程测量标准化作业手册（CPIII测量专篇）一、标准名称工程测量标准化作业手册（CPIII测量专篇）二、标准适用范围适用轨道铺架和轨道精调。

三、CPIII测量3.1 概念（1）工程独立坐标系：为满足工程建设要求采用的以任意中央子午线和高程投影面进行投影而建立的平面直角坐标系。

边长投影在对应的线路轨道设计高程面上，投影长度的变形值不大于10mm/km。

XX市地铁采用XX城市坐标系。

（2）基础框架平面控制网CP0：为满足线路平面控制测量起闭联测的要求，沿线路每50km 左右建立的卫星定位测量控制网，作为全线勘测设计、施工、运营维护的坐标基准。

（3）基础平面控制网CPI：在基础框架平面控制网（CP0）或国家高等级平面控制网的基础上，沿线路走向布设，按GPS静态相对定位原理建立，为线路平面控制网起闭的基准。

在勘测阶段按静态GPS相对定位原理建立。

点间距为4km左右，测量精度为GPS B级网。

（4）线路平面控制网CPII：在基础平面控制网（CPI）上沿线路附近布设，为勘测、施工阶段的线路平面控制和轨道控制网起闭的基准。

可用GPS静态相对定位原理测量或常规导线网测量，在勘测阶段建立。

点间距为400~800m左右，测量精度为GPS C级网或三等导线。

（5）轨道控制网CPIII：沿线路布设的三维控制网，起闭于基础平面控制网（CPI）或线路控制网（CPII），一般在线下工程施工完成后进行施测，为轨道施工和运营维护的基准。

CPIII网按自由设站边角交会方法测量。

点间距为纵向60m左右、横向为线路结构物宽度，测量精度为相邻点位的相对点位中误差小于1mm。

（6）CPIII控制网区段：CPIII控制网独立平差计算的控制网长度。

对于地铁来说，CPIII控制网可按区间分段进行平差计算。

（7）CPIII目标组件：轨道控制网（CPIII）点的实际空间物理位置的反射目标，由反射棱镜、预埋件和连接件等组成。

测量标志如下图所示：图7.1 CPIII测量标志图7.2 CPIII点位（8）CPIII平面网的纵横向闭合差：CPIII点间沿线路方向和垂直线路方向的长度闭合差，可用于评定CPIII平面网的外业观测精度、探测CPIII网中观测值的粗差等。

高速铁路无碴轨道CPIII测量方法-铁三院PPT文档54页

高速铁路无碴轨道CPIII测量方法-铁三院
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们就不再配享受自由了。—— 毕达哥拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的利益，而是为了公共的利益；一部分靠有害的强制，一部分靠榜样的效力。 ——格老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话，那么法律作为一件无用之物自己就会消灭。— —洛克
60、人民的幸在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克

测量手册CPⅢ

2.4.1、技术依据（1）、《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；（ 2 ）、《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设 [2006]158号）；（3）、《精密工程测量规范》（GB/T15314-94）；（4）、《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）；（5）、《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054-97）；（6）、《时速200公里及以上铁路工程基桩控制网（CPⅢ）测量管理办法》（铁建设[2008]80号）；（7）、其他相关规定；
2、高程基准
高程系统采用1985国家高程基准。 2.4.4、加密一般规定 1、加密测量采用的方法、使用的仪器和精度应符合相应等级的规定。所采用仪器应经过检定，并在有效检定期内。 2、加密测量前应检查联测标石的完好性，对丢失和破损较严重的标石应按原测标准用同精度内插方法恢复或增补，CPII加密测量时观测2个时段，每个时段不少于60分钟，加密1个CPII点时应联测2个CPI和2个CPII，且加密点位于已知点中间。
V△x≤3σ，V△y≤3σ，V△z≤3σ
2、GPS网无约束平差合格后，应引入网中联测的CPI和CPII点坐标进行三维约束平差，引入的已知数据应进行稳定性评定。约束平差后基线向量的改正数与同名基线无约束平差相应改正数的较差应满足下式要求：
dV△x≤2σ ，dV△y≤2σ ，dV△z≤2σ
平差后加密点CPII的点位精度应小于10mm，基线边方向中误差≤1.7″，最弱边相对中误差限差为1/100000。
1 M [ ] 4n L
MW 1 WW [ ] N L
三、CPIII的埋标与布设
3.1 CPⅢ预埋件及安装 1 、 CPⅢ 点应设置强制对中标志，标志几何尺寸的加工误差应不大于0.05mm，CPⅢ标志棱镜组件安装精度应符合表一的要求：

CPIII软件使用说明书

无砟轨道CPⅢ网测量数据采集及其数据处理系统用户操作手册中铁二院工程集团有限责任公司西南交通大学二零零八年目录1引言 01.1编写目的 01.2背景 01.3定义 02软件的功能和性能 02.1CPⅢDMS功能和适用范围 02.1.1CPⅢ数据采集软件的主要功能有： (1)2.1.2CPⅢ数据采集软件的主要功能框图如下： (1)2.2CPⅢDAS功能和适用范围 (1)2.2.1CPⅢ数据平差计算软件的主要功能有： (1)2.2.2CPⅢDAS的输出成果内容包括： (1)2.2.3高程数据处理部分主要输出内容包括： (2)2.3CPⅢDMS和CPⅢDAS的性能 (2)3运行环境 (2)3.1硬件设备 (2)3.2支持软件 (3)3.3数据存储 (3)4软件安装说明 (3)4.1CPⅢDMS软件安装说明 (3)4.2CPⅢDAS软件安装说明 (7)5CPⅢDMS使用说明 (11)5.1CPⅢDMS测量准备 (11)5.1.1PDA与全站仪连接 (11)5.1.2PDA通信参数的设置 (12)5.1.3全站仪通信参数配置 (13)5.1.4全站仪设置为GeoCOM模式 (14)5.2CPⅢDMS测量实施 (14)5.2.1启动CPⅢDMS (14)5.2.2录入或编辑观测参数 (15)5.2.3设站 (16)5.2.4目标学习 (17)5.2.5测量 (19)6CPⅢDMS文件说明 (20)6.1观测参数文件 (20)6.2通信参数文件 (20)6.3测量成果文件 (21)7CPⅢDAS使用说明 (22)7.1“工程项目”菜单 (22)7.1.1新建工程项目 (22)7.1.2打开工程项目 (23)7.2“平面数据处理”菜单 (23)7.2.1导入观测文件 (24)7.2.2选择计算文件 (25)7.2.3测站数据检查 (26)7.2.4生成平差文件 (28)7.2.5闭合环搜索 (29)7.2.6输出观测手簿 (30)7.3“平面平差计算”菜单 (30)7.3.1导入已知数据 (31)7.3.2添加平差文件 (32)7.3.3平差参数设置 (32)7.3.4解算概略坐标 (34)7.3.5自由网平差校正 (35)7.3.6约束网平差处理 (35)7.3.7自由网平差置平 (35)7.4“高程数据处理”菜单 (35)7.4.1导入观测文件 (36)7.4.2设置处理参数 (37)7.4.3生成高差文件 (37)7.4.4生成平差文件 (37)7.4.5输出观测手簿 .................................................................................................. 错误！未定义书签。

轨道控制网CPIII测量作业指导书(修改完成)

工程编号:轨道控制网CPIII测量作业指导书单位：编制：审核：批准：年月日发布年月日实施目录1.适用范围 (1)2.作业准备 (1)2.1一般规定 (1)2.2 CPⅢ控制网的观测条件 (1)3.技术要求 (1)4.施工程序与工艺流程 (2)5.施工要求 (3)5.1控制网的复测 (3)5.1.1控制网测量要求 (3)5.1.2控制网复测 (3)5.2控制点高程复测 (4)5.2.1技术要求 (4)5.2.2测量方法 (4)5.2.3数据处理 (4)5.3 CPⅢ控制网测量工作 (5)5.3.1 CPⅢ控制点的埋设与编号 (5)5.3.2 CPⅢ平面控制网测量方法 (7)5.3.3 CPⅢ高程控制网测量 (10)6.施工放样 (11)6.1铺轨基标测设 (11)6.2道岔施工 (13)7.轨道精调测量 (14)7.1轨道铺设时的线路精调 (14)8.劳动组织 (15)9.轨道控制网CPⅢ测量设备机具配置 (15)10.质量控制及检验 (15)10.1测量复核 (16)10.1.1测量外业复核 (16)10.1.2测量内业复核 (16)10.2测量仪器定期检核 (16)11.安全及环保要求 (17)工程轨道控制网CPIII测量作业指导书1.适用范围本作业指导书为地铁轨道控制网CPⅢ测量作业指导书，适用于地铁轨道CPⅢ控制网建立，本文对测量条件、准备工作、点位的埋设和测量方法进行了全面阐述，为其他地铁铺轨项目轨道CPⅢ控制网建立提供参照。

2.作业准备2.1一般规定CPⅢ的控制网测量应在线下工程完工提供移交验工报告，并由业主测量队完成贯通测量及断面测量后开展。

2.2 CPⅢ控制网的观测条件（1）CPⅢ控制网外业观测应待土建工程完工，场地清理完成后进行。

（2）CPⅢ观测应在气象条件相对比较稳定下进行（温差变化较小，湿度较小，洞内粉尘较少）。

（3）CPⅢ观测时测程内不能有任何遮挡物，场内不得有人体可以感受到的任何震动。

CPIII测量控制网测设作业指导书

CPIII测量控制网测设作业指导书一、工作内容CPIII测量控制网测设主要包括：CPⅢ平面控制网测量、CPⅢ高程控制测量。

（一）CPⅢ控制网平面测量1、CPⅢ平面控制测量采用后方交会方法施测，其测量布网形式见下图。

CPⅢ点位位置说明2、CPⅢ点号编制原则按公里数递增进行编号，为便于测设与无砟轨道测量施工配套并便于输入操作的方法，即所有位于线路左侧的点，使用01，03，05….等单号，位于线路右侧的点，使用02，04，…等双号，如1817320，1817表示DK1817+…，3表示CPⅢ，20表示CPⅢ点序号。

3、测量方法及精度要求（1）仪器精度要求全站仪应尽量使用高精度测量仪，全站仪的基本精确度条件为：角度测量精确度：± 1″距离测量精确度：± 2mm +2ppm（2）CPⅢ控制点测量方法及与上一级控制网的关系自由测站的测量，从每个自由测站，将以2 x 3对 CPⅢ点为测量目标，每次测量应保证每个点被测量3次，见下图。

测站（自由站点）CPIII标记点向CPIII点进行的测量（方向、角度和距离）为保证每次测量时同一个点使用同一个棱镜，建议对测量需要的12个棱镜进行编号1～12，并对每个CPⅢ点使用的棱镜号和连接器进行记录。

在自由站上测量CPⅢ的同时，应将靠近线路的CPI点及全部CPII 点进行联测，纳入网中，CPI/CPII点应至少在两个自由站上进行联测，有可能时应联测3次，联测长度应控制在150米之内。

当受观测条件限制，只能有一个自由站点和CPI/CPII通视时，应设置辅助点，见下图：当标记点距离为60 m左右，且不大于80 m时，为了确定CPⅢ点允许的最远的目标距离为120 m左右，最大不超过150m。

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。

测量根据2组完整的测回。

（3）水平角测量的精度①测量水平方向：2测回。

②测量测站至CPIII标记点间的距离：2测回。

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客运专线CPIII一体化测量系统铁三院CPIII测站平差软件
（V2.5 版）
铁道第三勘测设计院集团有限公司
The Third Railway Survey And Design Institute Group Corporation
目录
......................................... 1 一、软件的安装 ....................................... 1 二、程序的主界面 .........................................
1 三、程序的菜单1、文件菜
单 (1)
打开数据 (2)
参数设置 (3)
2、计算菜单 ...............................................
6
3、报表输出 ...............................................
6
输出目录位置 (6)
输出观测手薄 (7)
输出测站平差报告 (8)
输出《TSDI_HRSADJ》计算数据 (9)
输出清华山维导线数据 (10)
输出清华山维网数据 (12)
分组观测数据平差合并 (13)
一、软件的安装
操作系统：Windows 2K/XP/2003
支持软件：office2003、AutoCAD2004及以下版本。

拷贝到硬盘该程序是绿色不需要安装的程序，只要将程序就可以运行。

二、程序的主界面
三、程序的菜单、文件菜单1
打开数据
用户打开数据的方法有两种，一个是直接双击tpt文件（像打开word文件一样），另一个是使用程序菜单里的打开数据功能。

当用户需要批量处理测站文件时，可以一次打开多个文件进行处理，当用户需要输出清华山维格式的导线数据（msm）文件时，尽量将整个计算段落的数据一次都选全。

当用户打开数据后，程序立即对tpt文件进行格式和数据进行容错检查，防止系统出现异常，当打开的tpt文件中存在错误时，程序将立即用记事本程序打开出错的文件，并提示错误类型，只有通过了程序错误检查的文件才能进行下一步的计算和输出。

注意：用户在第一次使用该程序或需要修改参数时，应先进行参数设置然后再打开数据。

注意：外业文件tpt尽量是一个测站一个文件。

参数设置
控制等级参数设置
控制等级参数设置中测角中误差是进行分组观测平差的重要指标，请正确选定控制等级，程序会根据工程测量规范的要求给出相应的测角中误差。

分组观测联测角之差的限差=2m√2
式中m----表示测角中误差(“)
仪器精度参数设置
仪器精度中，仪器测角精度直接和方向观测限差中的参数是关联的，程序会根据仪器不同的测角精度按照工程测量规范的要求给出相应的测回数、归零限差、2C 互差、方向互差等参数。

仪器精度中，测距固定误差和比例误差是检验导线往测和返测平距是否满足要求的重要指标，计算公式如下：
测距限差=±2×(A+B×D)
式中：A----表示测距固定误差(mm)
(mm/km)
表示测距比例误差B----
D----测距长度(km)
作业人员参数设置
方向观测法限差参数设置
这些参数是内业程序对外业原始测量数据进行再复核的参数指标，程序会根据这些参数判定外业数据是否合格。

数据取位精度设置
数据取位精度可以根据用户的要求或工程测量规范的要求，以相应的数据取位输出报表和电子数
据。

．
天气情况设置
三角高程限差
在进行精密导线测量时，用户需要进行光电测距三角高程测量，程序会根据三角高程的要求对竖直角进行指标检查，否则就按照方向观测法的要求对竖直角进行检查。

长度高程改化设置
2、计算菜单
当用户打开数据后，程序已经完成了数据计算工作，如果用户修改了程序选定的tpt文件，可以不用重新打开这些文件，只要进行重新读数据计算就可以把计算数据更新。

3、报表输出
输出目录位置
当用户进行各种结果的输出前应该指定结果输出位置。

输出观测手薄
观测手薄输出后，应装订成册，并和电子文件双重归档。

注意：观测手薄输出时，程序不检查该站是否被选定，程序将文件信息中打开的所有内容输出出来。

输出测站平差报告
输出内容如下图
输出的数据是“测站_rep.txt”平差报告，该文件保存在输出目录位置的REPORT目录中。

注意：文件信息中没有被选定的测站，程序不予输出；该文件中距离的平差结果为斜距；测站是按照tpt文件内部测站名称命名的。

输出《TSDI_HRSADJ》计算数据
同输出测站平差报告一样，只有被选定的测站才被输出。

文件命名为“测站_calc.txt”的文件，该文件的格式只能被以下程序使用
输出清华山维导线数据
该功能输出清华山维导线计算的数据，在输出清华山维数据前程序先检查当前文件信息列表中记录的顺序是否贯通，如果不贯通，程序将给用户提示，并终止输出。

程序在输出清华山维数据的过程中自动计算往返观测距离平均值d0，即d0值是往测和返测距离的平均值，当往返距离大于2*(A+B*D)是，程序提示超限。

程序自动根据斜距和竖直角、仪器高和棱镜高计算高差h0，需要注意的是高差的地球曲率及大气折光已经在计算高差时改正。

程序默认文件信息记录中第一条记录的置镜点、后视方向和最后一条记录的置镜点、前视方向为固定点，并以此输出到文件中，其固定点的坐标值是假定的。

注意：在程序输出目录中NASEW_calc.msm文件就是最近一次输出的清华山维数据，输出数据时程序删除上次的输出结果。

当用户打开了3个以上的测站后，程序检查是否是导线数据，如果是导线数据，程序自动绘制导线关系示意图，否则程序不绘制任何图形，如果导线的测站在文件列表中的排序错误，绘图可导致失败。

当用户单击了文件信息中的记录时，程序显示当前测站的各方向关系图。

．
输出清华山维网数据
当控制网形式较复杂时，也可以按照清华山维网平差的格式输出数据，文件输出位置和文件名称和输出清华山维导线数据相同。

具体格式如下图：
分组观测数据平差合并
当一测站上方向数大于6个时，为了减少测量时间长对观测精度的影响，可以将一测站的方向分成两组观测，分组观测的原则是：两组观测中必须包含2个相同的方向，其中一个方向必须是其实方向。

使用菜单中的‘打开数据'功能，打开2个分组观测文件，如下图:
再执行‘分组观测数据平差合并'功能，如下图：
执行该功能后，程序会检查两组观测联测角之差和两组观测同方向距离差是否满足要求，如下图：。