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.     

高铁无砟轨道CPⅢ控制网测量

研究目的:根据无砟轨道施工对平顺性要求,研究了为满足施工要求CPⅢ控制网的网形布设、施测方法。研究了为满足施工要求对CPⅢ控制网定位精度要求及CPⅢ控制网点位相对中误差及可重复测量误差精度控制指标,从而明确CPⅢ控制网点位的误差,最终为满足无砟轨道施工对平顺性要求提供测量保障。研究结论:(1)CPⅢ控制网网形采用沿线路均匀布设、施测方法采用多方向后方交会,对于控制CPⅢ网点间相对中误差具有重要作用。(2)CPⅢ控制网点位相对中误差及可重复测量误差精度控制,能满足轨道施工高平顺度要求。     

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.     

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。     

基于单侧水准测量的CPⅢ三角高程测量方法研究

为提高高速铁路自由设站CPⅢ三角高程测量的精度,可采用加入单侧水准测量的CPⅢ三角高程测量法进行测站的天顶距改正。实测数据显示,改正后的CPⅢ点三角高程与水准高程较差落在[-3 mm,3 mm]之内的占99. 29%,较改正前提高3. 58%;改正后CPⅢ三角高程中误差全部落入[-2 mm,2 mm]之内;改正后相邻CPⅢ点间纵横向高差较差精度得以提高。研究结果表明,单侧水准测量法可以提高CPⅢ三角高程测量的精度,且只需对CPⅢ控制网单侧控制点进行水准测量,在一定程度上提高了CPⅢ控制网的工作效率,具有实用价值。     

起算点坐标精度对高速铁路CP0框架网GAMIT基线解算结果的影响研究

根据GNSS相对定位双差观测方程推导了起算点误差对GPS基线向量的传播模型。以杭黄高速铁路CP0框架控制网作为研究对象,用试验的方法讨论了不同起算点坐标精度对高速铁路CP0框架网基线解算结果的影响。结果表明,在使用GAMIT软件处理CP0框架网基线向量时,必须严格控制起算点坐标精度,最好将其控制在10 cm范围内;当起算点初始坐标精度低至20 cm时,GAMIT软件解算的CP0框架网基线在X、Y、Z三个方向的分量可仍保持在mm级;但当起算点坐标误差达到2 m时,CP0框架网GAMIT基线解算结果无法满足高速铁路CP0框架网基线解算的精度要求。     

长度投影变形对CPⅢ平面网精度影响的计算实验

为探讨长度投影变形对CPⅢ平面网精度的影响,选择3段不同长度的实测CPⅢ平面网,作为对照,仿真一段没有投影变形的CPⅢ平面网,然后对这4段CPⅢ平面网分别添加不同大小的边长投影变形改正,统计不同的边长投影变形改正下对应的CPⅢ平面网的精度,发现CPⅢ平面网精度最佳时的边长改正与由原始观测值自由网平差后坐标转换中的尺度比参数K一致,得出了采用K值作为边长改正可以最大程度的提高CPⅢ平面网精度的结论。这一结论能为正确进行CPⅢ平面网数据处理提供有益的参考。     

高速铁路CPⅢ平面网区段间置平衔接方法研究

每个CPⅢ点的平面坐标实际上仍含有误差,对区段间重叠测量的CPⅢ点进行强制约束搭接,可能会因起算数据间不兼容,影响搭接区域CPⅢ平面控制网的精度与轨道最终的平顺性。提出了采用置平的方法对CPⅢ平面网进行区段间衔接处理的方法,通过分析、对比两种处理方法的计算结果,证明新方法与既有约束搭接法计算结果基本一致。此外,置平方法可避免由于控制点间不兼容的因素造成衔接区域搭接后的网形发生扭曲变形,在理论上较原有的约束搭接法更合理。     

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.     

无砟轨道基桩控制网的一类设计

通过误差理论分析和仿真试验,提出无砟轨道铺轨基桩控制网的布网新方法。按照五等导线测量的精度要求布设基桩控制网,对基桩控制网的三种布网方案进行精度分析。试验结果显示:按照现行规范的精度要求,基桩控制网附合导线两端必须附合到线路控制网CPⅡ上。若将CPⅢ附合导线同时连接到CPⅠ和CPⅡ控制点上,原始数据误差对基桩控制网的点位误差影响非常大。试验结论对我国客运专线无砟轨道的建设具有重要指导意义。     

高速铁路轨道基准网精度评定方法探讨

轨道基准网是CRTSⅡ型轨道板施工安装定位测量的依据和保证轨道板高平顺性的基础,其相邻点的相对中误差直接影响轨道板安装的精度。目前国内轨道基准网的测量精度指标是借鉴外国规范的规定,要求实际测量中通过控制每个轨道基准点坐标值偏差与高程值偏差来控制相邻点相对中误差,并未进行相邻点间的精度指标计算。本文根据轨道基准网测量方法和特点,结合相邻点的相对中误差计算原理,推导出轨道基准网相邻点平面精度与高差精度评定公式,并依据所推导的公式对宁杭高速铁路轨道基准网平面与高程测量数据进行了精度评定,评定结果符合规范要求。     

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。     

广西沿海铁路轨道控制网(CPⅢ)静态验收技术方案设计

重点论述了广西沿海铁路轨道控制网(CPⅢ)技术方案设计,从CPⅢ坐标系统和起算数据入手,阐述了CPⅢ点的布设、外业观测方法、平差计算以及精度要求等,在静态验收时对数据进行抽样检查及分析。     

山西中南部铁路通道南吕梁山特长隧道CPⅢ轨道控制网建网测量

在隧道内进行无砟轨道CPⅢ平面网建网测量,主要包括隧道段CPⅡ加密网控制测量及CPⅢ平面网控制测量两项工作,而解决洞内CPⅡ控制点与洞外CPⅠ(GPS)的联测方案是建网的重点和难点。本文详细地阐述了在山西中南部铁路通道南吕梁山隧道无砟轨道建网中,利用960 m长的5#斜井和较长的4#斜井作附合导线,并利用2#斜井作补充控制,将网型呈三角形布置,提高了控制网的整体精度,并对其中的规范要求以及注意事项作了介绍。     

基于自由测站的高速铁路CPⅢ高程控制网建网方法研究

研究目的:针对高速铁路轨道控制网CPⅢ高程网的建网测量,本文分析了CPⅢ高程网的技术要求及其德国建网方法和中国已有建网方法的技术特点,并根据CPⅢ平面网自由测站测量的原理,探讨利用CPⅢ平面网自由测站观测值构建CPⅢ三角高程网的可行性。研究结论:通过引进中间法三角高程测量技术构建CPⅢ三角高程网,并比对高精度三角高程网测量的前提条件,认为CPⅢ三角高程网是可行的;通过对其实际精度指标的大量比较和统计分析,认为可以达到二等水准测量和CPⅢ高程网的精度要求,因此是CPⅢ高程网建网测量的一种全新方法。     

无碴轨道CPⅢ自由设站边角交会网平差概略坐标计算方法研究

针对无碴轨道CPⅢ自由设站边角交会网的特点,提出了CPⅢ网分区无定向概略坐标计算方法,并采用温福线八仙仑隧道的数据进行验证.结果表明,该方法计算的CPⅢ网点的概略坐标与其真值偏离较小,避免了非线性误差方程线性化造成的精度损失.     

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.     

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。     

高精度陀螺全站仪在长大铁路隧道CPⅡ平面控制网分段建网测量中的应用

为了确保隧道贯通前CPⅡ分段建网的精度,保障隧道的顺利施工,以格库铁路阿尔金山隧道为工程背景,采用高精度陀螺全站仪对洞内CPⅡ平面控制网加测多条陀螺边,并提出了陀螺定向精度观测精度内检核、多条陀螺边定向复核的方法,对陀螺定向边位置的选择、陀螺方位角观测中误差、陀螺方位角观测值的应用区间进行探讨。应用高精度陀螺定向成果对比分析洞内CPⅡ分段控制网成果,从理论上探讨了加测陀螺边对CPⅡ控制网贯通预计精度的影响,解决了隧道贯通前CPⅡ平面控制网精度无法验证的问题,确保了CPⅡ分段建网的精度,总结出一套高精度陀螺全站仪在长大铁路隧道CPⅡ平面控制网分段建网测量中的应用方法,其中包括陀螺定向边间距约2 km、陀螺定向边采用对向观测、每测站数不小于4测回且观测方向平均测角中误差应小于仪器精度(3.6″)、依据陀螺观测计算方位角与导线推算方位角较差值并将成果应用划为三个应用区间、依据陀螺定向观测精度变换权重降低贯通预计值、优化约束平差计算方案等。