CPⅢ平面网半盘位观测的可行性研究与分析

研究目的:将实测于某高速铁路客运专线的CPⅢ平面网数据分全盘位和半盘位分别进行平差处理,通过对CPⅢ平面网半盘位观测方式进行的可行性研究与分析,以期望能够用半盘位的观测方式来代替现在CPⅢ平面网全盘位观测的外业数据采集方式。研究结论:通过理论分析和采用大量CPⅢ平面网半盘位观测数据进行平差计算,并且与用全盘位观测数据进行平差计算的各项精度指标进行对比分析,证明能够用半盘位的外业观测方式代替现在CPⅢ平面网的全盘位的外业观测方式,这一研究结论可为《高速铁路工程测量规范》的修订与完善提供依据。     

高速铁路CPⅢ平面网复测稳定性判定标准的探讨

基于CPⅢ平面网独有的构网特点,利用参数平差法和协方差传播律,给出CPⅢ平面网复测稳定性判定标准及其严密的计算式,并在此基础上模拟CPⅢ平面网观测数据予以分析,据此确定CPⅢ平面网复测与原测成果的X、Y坐标较差≤±4 mm,且相邻点的复测与原测坐标增量ΔX、ΔY较差≤±2.5 mm。从理论上严密给出高速铁路CPⅢ平面网复测稳定性判定标准,希望能为正在修订的高速铁路工程测量规范所采纳。     

2C互差对CPⅢ平面网精度影响的仿真计算与分析

研究目的:在满足CPⅢ网点间相对点位精度要求的前提下,在CPⅢ网实测数据添加符合正态分布的随机误差,以此来模拟2C互差值,同时采用边角网间接平差的严密精度估算方法,探究2C互差对CPⅢ平面网主要精度的影响。研究结论:根据无碴轨道CPⅢ平面网外业观测的方法和特点以及测量现状,通过添加符合正态分布随机误差的方法,模拟2C互差值,并采用某客专的部分数据进行了仿真计算。通过对结果的分析,证明了2C互差对CPⅢ平面网的主要精度有一定的影响,然而,在起算数据精度较好和投影变形较小的前提下,通过本文的研究认为可以适度放宽2C互差的限差至15″,这时CPⅢ平面网的主要精度指标仍能满足规范的要求,这样的话放宽2C互差的限差指标可提高CPⅢ平面网的测量效率,也为高速铁路工程测量规范的修订与完善提供基础资料。     

高铁CPⅢ复测高程和相邻点高差较差限差的确定

研究目的:CPⅢ高程网对保证高速铁路无砟轨道高程方向上的静态平顺度具有至关重要的作用。为了确保其测量结果的可靠性,常需进行复测,而目前高铁CPⅢ复测高程和相邻点的高差较差限差一般是基于大量的统计数据给出的,并非经过严密的理论推导。因此,研究CPⅢ复测高程和相邻点高差较差的严密估算原理,对保证在建高铁CPⅢ高程网的建网、复测成果的可靠性具有重要的意义。研究结论:按间接平差原理推导了CPⅢ高程网复测高程和相邻点高差较差限差的严密估算模型。并依据该模型,对按德国中视法和中国矩形法施测的CPⅢ高程模拟网进行了仿真计算,其结果与现有高速铁路工程测量规范关于CPⅢ高程网复测高程和相邻点高差较差限差的规定相吻合,为高速铁路工程测量规范有关CPⅢ高程网复测高程和相邻点高差较差限差的规定提供了理论支撑。     

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。     

运营期高铁精测网“逆向”复测及其数据处理新技术研究

针对当前运营期高铁精测网复测及其数据处理分析过程中存在的问题,提出一种“逆向”复测方法。所谓“逆向”复测方法,就是先进行CPⅢ平面和高程网的复测,且在CPⅢ平面网复测时同步联测线上CPⅡ点,在CPⅢ高程网复测时同步联测线上水准点,该方法可以省略线上CPⅡ网和水准网的复测环节;然后以复测过的线上CPⅡ点和水准点的复测结果,对CPⅠ和CPⅡ的GNSS联合网以及线上和线下的高程联合网进行复测与约束平差,以达到对线下CPⅠ网和线路水准基点网进行复测的目的。该方法已经在国铁集团广州局的多条运营期高速铁路精测网复测中成功应用,具有精度高、CPⅢ网复测成果与原测成果吻合度好和复测效率高等技术优势。     

客运专线无砟轨道平面控制网分级平差与整体平差的差异分析

客运专线无砟轨道的平面控制网分三级布设，数据处理在施工阶段是采用固定起算数据的分级平差，而后期复测阶段则可采用整体平差。为解决复测数据与施工数据的衔接问题，以最小二乘分解法建立数学模型，推导CPⅡ和CPⅢ网分级平差与整体平差的成果差异。理论分析结果表明，二者之间存在的系统性差异对CPⅡ导线影响显著。该研究可为客运专线的后期复测提供参考。     

附加系统参数平差在高速铁路CPⅢ控制网数据处理中的应用

高速铁路CPⅢ控制网测量中距离观测值可能存在系统性的固定误差或比例误差。针对该问题,探讨了采用附加系统参数的平差方法进行CPⅢ控制网数据处理,并以一个实际高速铁路CPⅢ控制网为例,对附加系统参数的平差方法和经典约束平差方法进行了比较与分析。通过研究,得出了有益结论：对于存在系统误差的CPⅢ控制网,可预先估计可能存在的系统误差,通过引入附加参数进行自动补偿,平差结果更为可靠。     

高速铁路运营阶段CPⅢ复测方法研究与应用EI北大核心

研究目的:CPⅢ轨道控制网是高速铁路运营维护阶段轨道系统静态检查的控制基准,需要定期进行必要的复测,且复测工作仅能在夜间4h天窗维修时间内进行。现行规范中CPⅢ网的复测方法需要全线复测且必须联测上一级控制点进行分区段测量等特点导致存在复测工作量大、效率低下等问题。发展一种适用于运营维护阶段CPⅢ网复测的新方法并制定合理的点位稳定性判定标准具有非常重要的意义。研究结论:(1)模拟计算确定CPⅢ网复测的横向和纵向弦长较差限差的建议值分别为1 mm和2 mm,并据此进行了复测点位稳定性判定的试验验证。判定方法为:当相邻CPⅢ点间不满足不大于1 mm的横向弦长较差限差时,则至少有一点的稳定性欠佳,为进一步判别,需结合这两点与相邻点间的纵向弦长较差是否大于2 mm来确定。(2)采用横向和纵向弦长较差的相对变化进行点位稳定性判定与现行规范中的复测方法结论一致,证明该方法是可行的,研究成果对CPⅢ网的复测及相关测量规范的制定和完善有参考价值。     

高速铁路运营阶段CPⅢ复测方法研究与应用

研究目的:CPⅢ轨道控制网是高速铁路运营维护阶段轨道系统静态检查的控制基准,需要定期进行必要的复测,且复测工作仅能在夜间4h天窗维修时间内进行.现行规范中CPⅢ网的复测方法需要全线复测且必须联测上一级控制点进行分区段测量等特点导致存在复测工作量大、效率低下等问题.发展一种适用于运营维护阶段CPⅢ网复测的新方法并制定合理的点位稳定性判定标准具有非常重要的意义.研究结论:(1)模拟计算确定CPⅢ网复测的横向和纵向弦长较差限差的建议值分别为1 mm和2 mm,并据此进行了复测点位稳定性判定的试验验证.判定方法为:当相邻CPIII点间不满足不大于1 mm的横向弦长较差限差时,则至少有一点的稳定性欠佳,为进一步判别,需结合这两点与相邻点间的纵向弦长较差是否大于2 mm来确定.(2)采用横向和纵向弦长较差的相对变化进行点位稳定性判定与现行规范中的复测方法结论一致,证明该方法是可行的,研究成果对CPⅢ网的复测及相关测量规范的制定和完善有参考价值.     

全站仪半盘位自由设站测量的精度分析

在高速铁路工程测量过程中,经常会使用到全站仪进行半盘位的自由设站测量,之后再根据测量数据计算自由设站点的三维坐标值和定向角参数。由于全站仪半盘位的实测数据不能减弱或者消除全站仪的一些系统误差,因此该方法的精度与可靠性有待进一步研究。通过介绍自由设站三维平差的原理及其优点,使用实例进行自由设站测量的精度分析,在全站仪补偿器开和关的情况下,进行全站仪的全盘位和半盘位的自由设站测量实验,进行严密的三维平差,并研究不同类观测量的定权方法,比较各种条件下的坐标值及其精度。研究结果表明:在补偿器打开的条件下,利用全站仪半盘位自由设站测量可以达到较高的精度。     

高速铁路CPⅢ水准网平差通用模型研究

CPⅢ水准网为高速铁路的施工、运营提供高精度的高程基准。现有的CPⅢ水准网数据采集方式主要有中视法、矩形法两大类,为提高现场实测效率,在矩形法基础上又衍生出X形法、Z形法等。目前,以高差为观测值的传统CPⅢ水准网平差模型主要适用于矩形法及其衍生型,而中视法由于高差为非独立观测值,使得传统模型使用理论上受到限制。为此,提出一种CPⅢ水准网平差通用模型,该模型以水准尺读数为观测值。平差时每测站引入一个参数合并一系列未知量和固定的系统误差,最后由高程平差值计算高差。通过现场实测数据的验证表明,该模型具有算法简单,数据利用率高等特点,且精度不低于传统CPⅢ水准网平差模型。由于该模型观测值不存在相关性,故可适用于现有各种CPⅢ水准网形。     

高速铁路线上加密CPⅡ和CPⅢ网复测方法优化探讨

精测网复测是高速铁路运营维护阶段的一项重要工作内容,结合运营期高速铁路精测网复测的内容、周期与特点,分析目前制约高速铁路加密CPⅡ与CPⅢ复测效率的因素,针对加密CPⅡ与CPⅢ复测不能同步这个问题,发明一种新型棱镜连接卡,并通过实验验证其同心精度优于1 mm,其有效解决了加密CPⅡ与CPⅢ观测不能同步的问题,提高了高速铁路运营期天窗的利用率,通过工程实践进一步验证这种新型棱镜连接卡的精度,对全国高速铁路运营期精测网复测具有借鉴意义。     

高铁运维阶段CPⅢ平面网复测方法研究与应用

CPⅢ轨道控制网是高铁运维阶段轨道系统静态检查的控制基准,需要定期进行必要的复测,且复测工作仅能在夜间4 h天窗维修时间内进行。为此,提出了通过对相邻CPⅢ点位之间组成的纵横向弦长的变化进行CPⅢ网复测的新方法,推导出了纵横向弦长较差及其限差的计算模型,通过模拟计算确定了CPⅢ网复测的横向和纵向弦长较差限差的建议值分别为±1 mm和±2 mm,并据此进行了复测点位稳定性判定的试验验证。理论分析和试验结果表明,该方法是正确可行的,研究成果对CPⅢ网的复测及相关测量规范的制定和完善有参考价值。     

高速铁路CPⅢ平面网的闭合差研究及其应用

CPⅢ平面网精度要求高、外业观测的数据量大.如何评定CPⅢ平面网外业观测数据的精度,以及如何进行CPⅢ平面网外业观测数据的粗差探测,是CPⅢ网理论研究和测量实践的重要内容之一.本文在充分研究CPⅢ平面网网形特点的基础上,提出CPⅢ网纵横向闭合差的概念,并推导CPⅢ网纵横向闭合差限差的计算模型.通过模拟计算,确定了CPⅢ网纵横向闭合差极限误差的建议值,并据此进行CPⅢ网外业观测数据中是否含有粗差的检核.剔除并重测含有粗差的外业观测数据,可以有效提高CPⅢ网的可靠性和精度.本文的研究成果,对CPⅢ平面网测量及相关测量规范的制定和完善有参考价值.     

胶济客运专线CPⅠ、GPⅡ平面复测技术

结合胶济铁路客运专线,介绍客运专线首级控制网CPⅠ、CPⅡ平面复测技术和方法,并对其采集的原始数据进行平差分析处理,确保平面复测精度及工程质量.     

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。     

隧道内CPⅡ平面控制网与施工导线网差异探讨

在总结和吸收高速铁路测量新技术、新方法的基础上,我国铁路工程测量建立了"三网合一"的测量理念,高速铁路、普通铁路洞内平面控制测量随即引入了"隧道内CPⅡ平面控制网"这个新概念,隧道内CPⅡ平面控制网在用途、点位埋设、测量时机、数据采集、平差原则、贯通测量等方面,与隧道施工导线网具有显著差异,按照施工导线网测量原则再次施测隧道内CPⅡ平面控制网,很难保证控制网既满足轨道控制网(CPⅢ)测量精度要求又满足无砟轨道施工后建筑界限与隧道线下工程施工现状相一致的复杂要求。应对两者之间的差异进行分析,采取针对性的技术策略,才能确保隧道后续无砟轨道的顺利施工。     

高速铁路运营期线上平面控制网复测方法探讨

高速铁路建成通车后,在运营初期需要进行精测网复测,常规的复测方法为CPⅡ和CPⅢ两级控制网分别独立测量,作业效率较低。为解决这一问题,研制出一种新型的GPS天线-精密棱镜连接装置,可确保GPS相位中心与棱镜中心投影位置一致,解决了CPⅡ控制网和CPⅢ控制网不能同步观测的问题。在不同角度、不同距离的条件下进行了多组合的实测模拟,结果表明,该装置的同心精度优于0.5 mm,满足线上精测网复测的要求,可提高线上测量作业效率。     

经典平差与赫尔默特方差分量估计法平差的适用性分析

针对铁路工程测量中的单一附合导线、双导线网和CPⅢ平面网不同的网形特点,分别采用经典平差和赫尔默特方差分量估计法两种平差方式对工程实例数据进行平差计算,对比其平差后坐标成果、精度指标等,进行理论及适用性分析研究。