基于超站仪的既有线测量方法研究

为了解决目前既有线测量效率不高等问题,在既有线测量中采用了一种基于超站仪的线上线下同时测量方法,其基本思想是利用超站仪下部的全站仪进行CPⅢ控制网测量,利用超站仪上部的GNSS接收机进行线下CPⅠ同步观测,并通过GNSS快速静态定位得到测站点坐标,再以此为起算点计算线上CPⅢ的坐标。推导论证了由线上测站点构成的新型CPⅡ网的精度,通过分析该方法在某段既有线CPⅡ网中的实验数据,说明该方法可以达到规范中时速160 km铁路CPⅡ网的精度要求。研究结果表明,这种新型CPⅡ网较传统网具有多方面的优势,能最大化地节约CPⅡ网的测量成本,提高测量效率,可以在普速铁路既有线测量中应用推广。     

无砟轨道CPⅢ控制网测量技术探讨

CPⅢ网是控制高速铁路上无砟轨道铺设和运营维护的一种高精度控制网。它采用自由设站进行多方向后方交会测量来获取角度、距离等测量数据,并采用分区无定向概略坐标算法对测量数据进行间接平差,得出CPⅢ点的坐标和CPⅢ网的精度。其网形结构、观测方法、观测时段及平差计算与传统的施工测量有着本质不同。     

自由测站边角交会法单边测量CPⅢ网应用研究

利用V形天窗时段进行运营维护或升级、改造的运营铁路,在测设CPⅢ控制网时只能考虑采用自由测站边角交会单边测量的方法进行作业。通过仿真试验计算,并对客运专线的实测数据进行精度统计分析,得出如下结论:采用自由测站边角交会法单边测量CPⅢ网与常规方法所得到的成果基本一致,各项指标与设站作业的精度皆可满足相关规范的要求,且单边测量的方法更符合我国部分既有线路运营期维护的实际情况。     

非整平自由设站在轨道快速测量中的应用

为实现轨道的快速测量,基于罗德里格矩阵及轨道控制网(CPⅢ)建立智能型全站仪非整平自由设站的数学模型,给出了站心三维坐标及其精度评定的计算公式。在运营无砟轨道线路的直线、缓和曲线、左偏圆曲线、右偏圆曲线、竖曲线、上坡段、下坡段等不同测试环境下开展试验,通过对获取的124站非整平自由设站数据的解算,得到站心三维坐标和每个坐标分量的中误差以及CPⅢ控制点的坐标残差。数据分析结果表明:该方法能够适用于各种倾斜状态下非整平自由设站的测量数据解算,解算过程快速、稳定;99%以上的CPⅢ控制点坐标分量的残差小于2 mm,并可基于残差进行控制点稳定性分析;站心三维坐标分量的中误差均小于0.7 mm,能够满足高精度轨道测量的应用要求。     

高速铁路运营期间CPⅢ平面网复测方法优化探讨

为满足高速铁路线路运营维护的需要,提高CPⅢ网复测作业效率,结合运营期间CPⅢ平面网复测特点,提出了平面网复测的优化方法—"固定2C半盘位测量法",并对该方法的测量精度进行了初步分析。结合某高速铁路运营期CPⅢ平面网复测数据,采用"固定2C半盘位测量法"进行平差文件计算和CPⅢ网平差处理,并与常规全盘位测量数据计算结果进行对比分析,进一步验证了该方法在运营期间CPⅢ平面网复测中的可行性。     

高速铁路轨道控制网CPⅢ精密测量若干问题探讨

轨道控制网CPⅢ测量是高速铁路无砟轨道施工测量的关键。结合参与国内多条高速铁路CPⅢ测量的实践,探讨了CPⅢ外业观测中提高测量精度的一系列方法与措施,以及数据处理中涉及到的方法、理论和算法;针对CPⅠ、CPⅡ控制点与CPⅢ观测值存在系统性尺度差异的问题,探讨了将CPⅢ观测值改化到CPⅠ、CPⅡ控制点坐标所在高斯平面内的数据处理方法,并分析了CPⅢ观测值经两化改正后对后续施工测量的影响。最后,针对CPⅢ测量中的大跨连续梁问题,提出了测定大梁缝长度,对CPⅢ点位坐标进行改化的方法,以达到消除或减弱桥梁伸缩变形对CPⅢ点位影响的目的。     

无砟轨道CPⅢ测量工艺及费用的探讨

研究目的:无砟轨道是我国铁路客运专线的主要结构型式,无砟轨道CPⅢ测量是控制无砟轨道线路平顺度的关键技术,也是决定铁路客运专线成功与否的重要因素之一.通过本文对CPⅢ测量工艺的研究,及对施工现场的实地调研,分析CPⅢ测量费用的构成,同时结合相关技术规范和现行的铁道部费用标准进行费用测算,为无砟轨道CPⅢ测量费用标准的确定提供依据. 研究结论:通过对无砟轨道测量工艺的研究和施工现场的调研,经过分析及测算,提出了无砟轨道CPⅢ测量的步骤、工作内容、人员机械配置及工效,进而测算出工程经济指标.经初步测算,无砟轨道CPⅢ布网测量相关费用为1.33万元/正线km.每正线公里的复测费用为0.93万元.     

铁路定测坐标法放线

从解决铁路测量坐标系中存在的长度变形出发,提出了建立分段独立坐标系的方法,对线路设计中线坐标进行转换,同时对铁路初测导线测量精度提出要求,使铁路定测放线既可以利用全站仪极坐标法又可以采用实时动态GPS测量(RTK)技术来进行.     

CPⅢ平面网必要点位精度的研究

研究目的:在考虑CPⅢ网的观测网形以及网中观测值的必要观测精度的前提下,对CPⅢ标准网以及改进网的必要点位精度进行仿真计算.通过误差理论分析,探讨CPⅢ点在2种网形下的合理点位精度,并进一步推算CPⅢ标准网以及改进网2次测量CPⅢ点X、Y方向坐标较差的合理允许误差.研究结论:采用边角网精度估算的方法,推算CPⅢ控制网的必要点位精度.认为改进CPⅢ网的交互强度虽比标准的CPⅢ网好,但其点位精度却比标准的CPⅢ网差,在横向精度方面差异更大.对标准CPⅢ网而言,其合理的可重复性测量精度应≤±1.5 mm,2次测量CPⅢ点X、Y方向坐标较差的允许值应≤±3.0 mm;对改进的CPⅢ网而言,其合理的可重复性测量精度应≤±2.0 mm,2次测量CPⅢ点X、Y方向坐标较差的允许值应≤±4.0 mm.     

铁路定测坐标法放线

从解决铁路测量坐标系中存在的长度变形出发。提出了分段独立坐标系的方法，对线路设计中线坐标进行转换，同时对铁路初测导线测量精度提出要求，使铁路定测放线既可以利用全站仪极坐标法又可以采用实时动态GPS测量（RTK）技术来进行。     

高速铁路CPⅢ相邻区段搭接方法研究与应用

研究目的:CPⅢ轨道控制网相邻区段之间能否实现合理平顺搭接已成为影响控制网能否达到高精度的重要因素之一,进而影响轨道的平顺性。本文针对现行规范中直接坐标严密平差搭接方法在可操作性上存在的问题,结合工程实际对CPⅢ网相邻区段搭接方法进行对比研究,意在发展一种既能满足工程实际需要又能有效提高CPⅢ网相邻区段之间搭接精度的新方法。研究结论:(1)余弦函数平滑搭接法在CPⅢ平面网相邻区段搭接中应用是可行的,其搭接处理后的长波平顺性和相对精度均高于直接坐标严密平差搭接法;(2)提出的"基于余弦函数平滑坐标的严密平差搭接法"更加有利于提高搭接区段轨道的短波平顺性和整体线路的长波平顺性;(3)本文研究成果满足工程测量实际需要,可应用于无砟轨道铺设阶段和运营维护阶段CPⅢ平面网相邻区段平顺搭接处理,对相关测量规范的完善有一定参考价值。     

V形天窗既有铁路CPⅢ技术方案探讨

由于既有铁路运营V形天窗的特殊性,在天窗时间无法跨线测设点对式自由测站边角交会轨道控制网(CPⅢ)。提出单侧布点自由测站边角交会测设CPⅢ的解决方案,并在工程项目中与点对式CPⅢ进行测量对比实验。数据对比分析表明,其成果的各项精度指标可以满足既有200 km/h运营铁路轨道控制网的精度要求。     

普速铁路轨道控制网的布设研究

轨道控制网(CPⅢ)在高速铁路施工与维护中应用已经十分成熟,而在普速线路中仍有大量线路没有建立统一的标准化轨道控制网。使用附合导线网,多测回边角测量方法,提出包含基准控制网和轨道控制网的整体布设方案,在满足运营维护需求的基础上降低了建网成本,可作为一种较好的轨道控制网应用于普速铁路的养护维修中。     

自由设站边角交会法在无砟轨道施工与精调中的应用

在武广铁路客运专线无砟轨道施工与精调中,采用自由设站边角交会测量方法进行CPⅢ控制网测量.论述了CPⅢ控制网的测量方法--自由设站边角交会法,为铁路客运专线无砟轨道施工控制测量及轨道精调奠定了基础.     

长大连续梁上CPⅢ网点实时坐标计算方法研究

为解决大跨度连续梁桥上CPⅢ控制点平面坐标受外界环境影响而引起的坐标变化问题,须建立连续梁变形与其上CPⅢ控制点平面坐标变化之间的数学模型,并利用该模型实时改正CPⅢ控制点的平面坐标.使用改正后的实时坐标自由设站,使连续梁上高速铁路轨道的精调施工可以顺利的进行.     

基于三维坐标测量轨道几何形位的计算模型

为改进基于CPⅢ轨道控制网测量技术的地铁无砟轨道几何形位精调的测量精度与效率,提出一种基于三维坐标测量轨道几何形位的方法。通过对轨道几何形位检测点进行三维坐标测量,以轨道控制网CPⅢ点作为测量基准点,采用轨道几何形位与检测点的三维解析几何关系,建立三维坐标测量轨道几何形位的计算模型。现场无砟轨道试验段的测试结果表明,三维坐标测量可有效对轨道几何形位进行测量,测量精度满足规范要求的无砟轨道几何形位测量精度指标。     

高速铁路自由测站三角高程测量代替CPⅢ精密水准测量的适用性分析

为分析CPⅢ自由测站三角高程测量代替精密水准测量的适用性,对比某高速铁路建设期水准测量成果及运营期CPⅢ自由测站三角高程测量和水准测量等三组数据的高程成果,结果表明,该项目中除有明显位移的CPⅢ点以外,相同CPⅢ点运营期与建设期精密水准成果之间的差值不超过10 mm;而运营期的三角高程成果与精密水准成果的差值为0~3 cm,由此判断自由测站三角高程测量成果在该试验项目中存在较大的误差。使用CPⅢ自由测站三角高程测量成果代替精密水准测量成果还需增加复核检测,不能完全代替精密水准测量作为高速铁路线上工程施工测量的高程基准。     

高速铁路CPⅢ平面控制网相邻区段搭接方法研究

在建立高速铁路CPⅢ控制网时,由于相邻区段两次都测量存在误差,因此必须需要对相邻区段重叠CPⅢ点的坐标进行搭接.在原有搭接方法的基础上,提出余弦函数平滑的搭接方法,介绍了该方法的数学模型,推导了余弦函数平滑后CPⅢ相邻点问的相对点位精度计算模型.理论分析和实测数据的对比分析结果表明:该方法在区段搭接中较传统方法好,值得在高速铁路工程实践中推广应用.     

铁路CPⅡ和CPⅢ控制网同步测量与联合平差方法研究

为解决在多联、多跨连续纵向连接特殊梁体结构及特殊铁路轨道控制网测量时,快速准确获取CPⅢ控制点平面坐标的难题.传统CPⅡ和CPⅢ网采用不同的测量方式,由于观测的时间不同步,必然存在两次对中整平误差.研究采用CPⅡ与CPⅢ同步测量的方法,在满足GNSS观测和全站仪联测的任意位置摆设脚架的情况下,可节省CPⅡ埋桩费用;在安...     

铁路既有线测量及设计一体化模式研究

从获取既有线的数学理论中线为出发点,对既有线外业测量方案、内业数据处理整套方案进行研究,采用最小二乘拟合法获取直线理论坐标;将理论坐标作为测点纳入曲线查定,获取曲线要素;采用逐渐趋近法,获取中桩对应的理论中线里程及拔道量;采用归化里程法,计算整数理论里程,内插其高程,获取理论中线水平单,实现里程、坐标的一一对应关系,满足利用CPⅢ进行轨道铺设及铁路既有线测量、设计一体化的要求。