在高速铁路精密工程测量中，博格无砟轨道系统与其他轨道系统的重要区别之一，是在CPⅢ下多了一级加密控制网 (德国称之为GRN)，即轨道基准网，其平面建网测量应在底座板或支撑层施工完成之后，轨道板粗铺之前进行^[1]。轨道基准网由一系列的轨道基准点 (德国称之为GRP) 组成，轨道基准点布设于6.5 m间隔的CRTSⅡ型板板缝之间，在Ⅱ型无砟轨道板施工过程中，为轨道板的精调提供依据^[2]。轨道基准点的布设密度较大，使用时要求绝大部分测点能达到精度要求即可，当个别点不符合要求时，可将其剔除^[3]。

轨道基准网在京津城际铁路建设期间从德国引入中国，在CRTSⅡ型板的安装和精调过程中是必不可少的基准控制网，目前对于轨道基准网平面网的测量工作主要采用德国推荐的方法配合智能全站仪进行观测^[4]。德国推荐的方法要求轨道基准网在铁路的左、右线两侧分别单独建网，测站架设于本站需观测轨道基准点连线的延长线上。轨道基准网的控制基准是CPⅢ控制网，在进行轨道基准网平面观测时，采用极坐标方法进行半盘位盘左的坐标观测^[5]。且因全站仪与本测站待观测的轨道基准点位于同一条直线上，故必须有工作人员持单个棱镜进行逐点放置观测，造成了观测精度下降、劳动强度大、测量效率低的问题。为此，本文针对德国单线建网测量方法的不足，提出了一种轨道基准点平面测量的新方法，该方法将全站仪架设于本测站待观测的所有轨道基准点的中间位置，可将左、右线所有的轨道基准点强制对中后同时观测，且观测过程中所构的CPⅢ网形规则、对称，满足CPⅢ平面网复测的要求，可将其作为CPⅢ平面控制网复测的数据成果。

1 德国单线法

德国单线法轨道基准网平面测量分左、右线单独设站进行建网，本文以左线测量为例介绍采用德国单线法进行轨道基准网平面测量的流程，观测方法如图 1所示。

图 1中，将全站仪架设于本站需观测的轨道基准点连线的延长线上，每一测站观测8个CPⅢ点、10~15个轨道基准点。测量过程中采用极坐标方法进行半盘位盘左的坐标观测，先观测8个CPⅢ控制点，再由人工由远及近依次放置观测所有的轨道基准点，CPⅢ控制点和轨道基准点分次交替进行观测，轨道基准点的观测不少于3次，CPⅢ控制点的观测不少于4次^[6]。相邻测站之间需要进行CPⅢ点和轨道基准点的搭接观测，搭接观测的CPⅢ点应为3对，轨道基准点点数应为5个，搭接区内各轨道基准点的横、纵向偏差应分别控制在±0.3×(n―1) mm、±0.4×(n-1) mm以内 (n为搭接点个数)^[7]。右线测量流程与左线测量类似。

根据德国单线法在德国和中国施测轨道基准网平面网的成功经验，说明该方法可用于轨道基准网平面网的施测。尽管如此，但它同时也存在不足之处，具体表现为以下几个方面：

1) 采用德国单线法进行轨道基准网平面网测量时，需分左、右线单独设站进行建网，造成了在同一施工里程处需两次设站测量，增加了外业的工作量，不利于现场作业的效率。

2) 在对单线的轨道基准点进行建网测量时，全站仪设站的位置与待测的轨道基准点处于同一条直线上，因此全站仪单次仅能观测到1个轨道基准点，所以必须有工作人员持棱镜对轨道基准点进行逐点放置观测。轨道基准点数量多，工作量大，精度要求高，由人工整平放置点位的作业方法极大增加了司镜人员的劳动强度，并且观测的精度、效率也与司镜人员的经验和工作细心程度相关，不利于高精度、高效率的作业。

3) 在全站仪观测附近的8个CPⅢ点时，由于测站是架设在单线的线路中心，故同一里程处的CPⅢ点相对于测站的距离就存在差异，造成联测CPⅢ点时所构的网形不规则、图形强度不好，进而影响到轨道基准网平面网的精度。

2 双线整网测量轨道基准点新方法

针对德国单线法的不足之处，本文提出一种将全站仪放置于铁路左、右线路的中间位置，可将左、右线所有的轨道基准点固定后同时观测的新方法，而且该方法观测过程中所构的CPⅢ网形规则、对称，满足CPⅢ平面控制网复测的要求，可将其作为CPⅢ平面控制网复测的数据成果。

如图 2所示，将全站仪大致放置在CPⅢ点对的中间位置，观测时同样采用极坐标方法进行半盘位盘左坐标观测，每一测站观测8个CPⅢ点，左、右线各观测14~18个轨道基准点。测量过程中，首先对8个CPⅢ控制点进行顺时针观测，再观测所有的轨道基准点，CPⅢ控制点和轨道基准点分次交替进行观测，轨道基准点的观测不少于3次，CPⅢ控制点的观测不少于4次。相邻测站之间仍需要进行CPⅢ点和轨道基准点的搭接观测，搭接观测的CPⅢ点应为3对，搭接观测的轨道基准点点数应为5个。

按照上述方法进行轨道基准网平面建网测量，可同时观测线路两侧所有的轨道基准点，联测高速铁路线上的所有精密控制网点，并将其构成一个整网，故称该方法为轨道基准网双线整网平面测量法。从图 2可以看出，采用该方法只需进行一次观测即可获得高速铁路线上所有控制点的观测数据。由于测站位于线路中心，可同时与本测站所有待观测的轨道基准点通视，所以可采用埋设强制对中预埋件的方式对本测站的轨道基准点进行全自动化观测，而不需由工作人员持单个棱镜进行逐点放置观测，可极大地提高外业观测的效率，降低了工作人员的劳动强度，并且在观测轨道基准点的同时，获得规则、对称、外业精度合格的CPⅢ控制网复测数据。

轨道基准网双线整网平面测量法可大大地提高现场的作业效率，降低工作人员的劳动强度，但它同时也存在不足之处，具体表现在以下几个方面：

1) 在实际现场施工过程中，铁路左、右线的施工进度可能不一致，现场条件无法满足新方法的实施，但通过规范的施工管理、良好的现场配合，则可保证轨道基准网双线整网平面测量法的测量条件。

2) 线路两侧的轨道基准点埋设位置并非完全对称，会造成现场测量时所构网形存在不规则的情况，但由于相邻轨道基准点间距仅为6.5 m，故全站仪离最远处的轨道基准点测距差值不会超过3.25 m，对网形的影响不大，仍可接受。

3) 仅采用半盘位盘左观测无法消除全站仪的横轴倾斜误差，造成所得的CPⅢ复测数据与建网成果间存在系统误差^[8]，因此需要在测量前对全站仪进行准确的检校，在测量过程中避免全站仪发生碰撞和其他可能影响仪器观测精度的情况。

3 采用新方法获得的CPⅢ平面控制网复测数据的利用

采用双线整网平面测量法对轨道基准点进行建网测量，不仅可较高效率地完成轨道基准点的建网测量工作，而且可同时获得网形规则、对称、与CPⅢ平面控制网建网时网形基本一致的CPⅢ平面网复测成果。联测CPⅢ构网的网形如图 3所示。

由于轨道基准点对精度的要求极高，德国的技术标准要求其平面网中大部分轨道基准点相邻点间的相对点位中误差不超过0.2 mm^[9]，所以我国各条高速铁路建设期间，为了保证CPⅢ控制网的精度及准确性，在进行轨道基准网建网测量之前，都需要对CPⅢ控制网进行复测^[10]。采用轨道基准网双线整网平面测量法，不仅可高效率地完成轨道基准网的建网测量工作，降低工作人员的劳动强度，还可省去轨道基准网建网前对CPⅢ平面控制网单独安排复测的工作，使用轨道基准网建网时所采集的CPⅢ平面控制网数据即可满足CPⅢ平面控制网复测的要求，对现场施工的进度和效率极其有利。因为在测量轨道基准网之前，CPⅢ网必定已有了建网时所得到的成果坐标，所以复测的CPⅢ平面网数据选择现场稳定合格的CPⅢ点作为约束点即可。

4 实验数据及精度分析

为了验证轨道基准网双线整网平面测量方法的可行性，在专门安排的铁路实验段上分别用两种轨道基准网平面测量方法观测同样的186个轨道基准点，然后再用相同的数据处理方法计算采集的数据。表 1为双线整网测量法搭接点横向、纵向搭接偏差统计表，表 2为德国单线法和双线整网测量法数据处理后所得的轨道基准点坐标较差统计表，表 3为联测的CPⅢ平面控制网数据处理后与原成果坐标偏差统计。

因搭接点n=5，按横、纵向搭接的限差±0.3×(n―1) mm、±0.4×(n―1) mm，所以横向、纵向搭接限差分别为±1.2 mm和±1.6 mm。由表 1中的统计结果可以看出，双线整网平面测量方法左、右线的搭接点精度都可满足限差的要求。

由表 2中的统计结果可以看出，与德国单线法比较，轨道基准网双线整网平面测量法观测结果坐标较差最大值不超过1.2 mm，且均值仅为0.54 mm，说明轨道基准网平面测量方法的成果与德国单线法的成果有着较好的吻合性。同时，结合表 1整体分析，证明了轨道基准网双线整网平面测量法是可行的。

由表 3中的统计结果可以看出，采用轨道基准网双线整网平面测量法所联测的CPⅢ平面网不仅网形规则、对称、与CPⅢ平面控制网建网时的网形基本一致，并且在数据处理后的坐标偏差也可满足规范中对于CPⅢ网复测的要求。

5 结束语

本文对轨道基准网平面网的两种测量方法进行了分析。首先，通过对比轨道基准网平面网两种测量方法的实验数据结果，发现双线整网平面测量法与德国单线法平面测量坐标偏差很小，认为其结果是基本一致的，测站间搭接的精度都可满足限差的要求，说明新的轨道基准网平面测量方法是可行的，而且较德国单线法具有更高的作业效率，更适合在铁路施工现场应用；其次，轨道基准网双线整网平面测量法还可将既有的半自动化的观测模式更改为全自动化的观测模式，大大降低了工作人员的劳动强度，使得测量作业更加人性化，具有更好的观测精度；最后，采用轨道基准网双线整网平面测量法进行现场数据采集的同时，还可获得CPⅢ平面控制网复测的数据，省去了单独进行轨道基准网建网前CPⅢ平面控制网的复测工作，对推进现场施工的进度极其有利。综上所述，本文推荐在高速铁路轨道基准网平面测量中采用轨道基准网双线整网平面测量法来代替德国单线法。