客运专线无砟轨道桥梁垂直位移观测技术

桥梁工程在客运专线结构中占相当大的比例,是变形观测及评估的重要组成部分。桥梁垂直位移观测测点多,线路长,精度要求高,在国内尚无成熟经验。结合郑西客专变形观测实践,从监测网的建立、仪器使用、观测路线选择等多个方面阐述了垂直位移观测技术,对客运专线无砟轨道桥梁垂直位移观测有一定的借鉴和指导价值。     

BDS/GPS/GLONASS中长基线解算性能对比分析

北斗三号全球卫星导航系统的建成,显著改变了多星座GNSS(全球导航卫星系统)的空间结构,为了定量评估融合北斗三号的多星座GNSS中长基线解算的精度和可靠性,采用实测中长基线数据,对不同系统组合、不同定权方法、不同观测时长下的BDS/GPS/GLONASS基线解算性能展开试验研究。在分析多星座GNSS基线解算函数模型和先验观测值定权方法的基础上,通过观测某高速铁路框架网65.9 km基线数据,进行不同策略下基线解算对比试验,结果表明：(1)BDS定位性能整体上优于GPS,0.5 h观测时长高度角定权策略下,融入BDS后三系统基线解精度比GPS/GLONASS双系统提高39.7%;(2)高度角定权法总体稳定性优于信噪比定权与等权方法,融入北斗后三系统0.5 h观测时长的基线解算精度与单GPS 2 h的解算精度相当;(3)融入北斗后,BDS/GPS/GLONASS三系统融合可减弱不同定权方法的中长基线解算精度的差异,水平和垂向差异分别为1 mm和5 mm。北斗三号系统将有利于铁路框架网控制测量的定位精度提升及后续作业流程优化。     

隧道围岩收敛监测方法及其特点

为了保障隧道的安全施工,在介绍传统的收敛计(仪)隧道围岩收敛监测方法的基础上,说明了相对三维位移观测法、绝对三维位移观测法收敛监测的原理.收敛量计(仪)测量法精度可靠,但时于大断面隧道需要在平台车上工作,操作相对不便;相对三维位移观测法和绝对三维位移观测法可迅速测出相对收敛值和绝对收敛值,前者可以自由设站,后者可在控制点上设站,但不能实时连续观测;隧道收敛变形自动监测系统无论巴赛特收敛系统、全站仪动态监测系统或者断面仪动态监测系统,均可实现全天候无人值守,连续监测隧道收敛变形.     

基于北斗CORS的铁路快速静态测量方法研究

复杂环境下由于卫星信号质量差等原因,常规地区的测量技术标准不具有适用性。为研究复杂环境下快速静态测量的技术方案,利用某铁路带状稀疏卫星导航定位基准站(Continuously Operating Reference Stations, CORS)综合服务系统,开展一系列快速静态测量实验,通过箱形图等方式,分析不同星座、不同观测时长下的测量精度。与铁路控制网的成果比较后发现,观测时长为5～25min且解算成功的前提下,基于CORS的GPS+BDS、单GPS与单BDS的快速静态测量成果计算的外符合精度差异较小,平面和高程中误差整体优于16 mm和45 mm,均可满足像控点测量精度要求;存在解算失败的情况,解算失败的像控点与其距CORS站的距离无显著联系,随着观测时长的增加,解算失败的时段数明显减少。此外,在相同观测时长下,基于CORS的GPS+BDS与单BDS模式测量精度较高,单GPS相对较差。对于复杂环境,北斗CORS系统在铁路快速静态测量方面替代GPS是可行的,建议快速静态测量时长在25 min以上为宜。     

IBIS仪器竖直角估读误差对观测精度影响分析

意大利IBIS-S地面干涉雷达系统标称动态测量精度可达0.01 mm,在实际测量过程中,该仪器的测量精度与竖直角的量测精度有关。IBIS-S系统角度量测精度理论上仅能够达到0.5°。针对这一问题,应用误差传播定律,分析竖直角读数误差对仪器观测精度的影响。结果表明:在距离向位移变化量大于0.5 mm时,竖直角的估读误差对测量精度的影响不容忽视。     

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.     

铁路工程GPS-CPI控制网的数据处理与精度分析

以德大新建铁路工程GPS-CPI控制网实测数据为基础,研究GPS-CPI工程控制网的数据处理方法;基于TGO软件按观测时段实现基线处理与质量检核,采用CosaGPS软件实现网平差处理及精度分析。通过对整网的数值分析,结果表明:铁路工程GPS-CPI控制网中,各CPI控制点的平面点位精度在x方向上优于0.75 cm,y方向上优于0.70 cm,点位精度优于0.90 cm;基线方位角中误差优于0.94″,约束平差后的最弱边长相对精度为3.60×10-6,取得了满意结果。     

宜昌长江公路大桥主缆架设差分定位

分析了大跨径悬索桥主缆线形测量的主要误差来源及结构,介绍了差分测量方法的整体思路和原理以严格同步对向观测和跨越四边形的观测路线建立高精度跨河高程控制,以差分方法(实时改正大气垂直折光)提高单向三角高程测量的精度.该方法使主跨960 m的宜昌长江公路大桥主缆定位达到相对高差3 mm(跨中1/2点处)的水平.     

不量仪器及棱镜高的三角高程测量

上海市兴建的磁悬浮快速列车工程,要求离地面10多m高的轨道梁高程定位的精度为±1mm,如此高精度的要求采用精密的水准测量是难以实施的,故采用不量仪器高、棱镜高的三角高程测量来实现高程传递.     

高速铁路轨道基准网平面网精度指标合理性研究

介绍国外对高速铁路轨道基准网平面网精度的评定方法,通过试验和客运专线实测数据研究轨道基准点相对点位精度指标的合理性,并结合某客运专线实测数据对平面网外业数据的限差指标进行统计分析.研究结果表明:将轨道基准网平面网相邻点相对点位精度定为0.2 mm 偏高,现有的测量方法难以达到,合理值应为0.4 mm;外业测量时还应增加各点多次测量间坐标较差作为控制指标,以弥补目前平面网只有内业数据处理限差指标的不足.     

山区高速铁路岩质边坡变形分析

针对某高速铁路高边坡,计算了施工过程中水平位移与垂直位移。研究结果表明:边坡总位移不大,主要为垂直位移(由于开挖卸荷引起的回弹)。位移最大值发生在最后施工阶段;地下水存在使向坡外水平位移增大,向坡内位移减小;地下水对竖向位移值基本上没有影响。锚杆对岩质边坡位移影响不明显。计算成果也可供同类工程设计和施工参考。     

基于光纤传感技术的隧道结构安全监测系统研究

为了动态获取、处理和反馈隧道安全运营情况,基于光纤传感技术和图像匹配技术原理,设计了一种隧道结构安全监测系统。该系统由FBG应变传感器和视频位移计组成,可实现隧道衬砌结构应变、位移的实时远程采集和在线监测,目前该系统已在甘肃陇南两水隧道中应用。研究表明,该系统应变监测精度可达到με级;位移精度可达亚mm级;应变和位移变化在过车后具有较好的归零特性。最后,结合视频位移计和FBG应变传感器在同一点位的数据进行监测,结果表明,该视频位移计与FBG应变传感器波动基本一致,可满足隧道运行期的安全监测要求。     

京广线时速200～250 km区段位移观测桩的测设

以郑州铁路局时速250 km/h区段(全长43 km)位移观测桩的测设为例,介绍位移观测桩的埋设、测量过程,提出铁路养护维修的新方法.     

北斗导航卫星系统在铁路控制测量中的应用研究

为探讨北斗导航卫星系统静态测量模式在铁路控制测量中的适用性,利用基线重复性指标以及最小二乘法拟合得到固定误差和比例误差指标,基于连盐铁路控制网24 h连续观测数据,研究分析了基线向量实测精度。结果表明,单独使用北斗导航卫星系统进行静态测量,可以满足铁路五等测量精度要求;若结合GPS观测数据,能够有效提高静态测量精度和可靠性;增加观测时段长度,可以降低固定误差,但对比例误差的影响不明显。建议使用商用软件基于北斗导航卫星系统观测数据进行铁路控制测量时,将基线长度控制在15 km以内。     

CPⅢ平面网的解算方法研究及仿真计算

在详细研究CPⅢ平面网的构网方式的基础上,推导了CPⅢ平面网的严密平差数学模型并通过仿真计算得到三点有益结论:(1)方向及距离残差符合均值为0的正态分布;(2)每对CPⅢ点在x和y方向的中误差几乎相等,整网精度较为均匀;(3)相对点位中误差均小于1mm,且主要位于区间0.62~0.70mm,满足文献[1]规定的CPⅢ平面建网精度要求.仿真计算表明,采用标称精度为±5″,±(1+1×10-6D)mm的全站仪施测,能够达到相对定位精度≤±1mm的要求.     

墩台基坑开挖过程中列车动载对路堤的动变形分析

大量新建桥梁桥墩基坑工程位于铁路路基保护范围以内,使得铁路不可避免地受到基坑开挖的影响,既有铁路的列车动载加剧这种不良影响。在基坑开挖过程中,为了确保邻近铁路的安全,以孙渡特大桥上跨丰洛铁路桥墩施工为背景,通过建立三维有限元数值模型,分析在客车和货车不同速度下邻近既有线的基坑开挖过程中路堤的动变形规律:随着基坑不断向下开挖,路基中心处的竖向动位移和水平向动位移均增大,且水平动位移增长率大于竖向动位移增长率。60 km/h客车和40 km/h货车动荷载下路基中心的竖向最大动位移分别为3.32 mm和3.42 mm,其他情况均大于3.5 mm。最后基于铁路路基动变形3.5 mm的控制标准,提出在基坑开挖过程中客车限速60 km/h和货车限速40 km/h的控制措施可行。     

虚拟像片法监测建筑物变形研究与精度试验

介绍虚拟像片法监测建筑物变形的原理,该方法使用1台经纬仪或全站仪在两个及其以上适当位置观测标志点的水平角和竖直角,用程序计算出各点的虚拟像坐标和物空(物方空间)三维坐标,得到各点的三维位移矢量,所测的三维位移精度均在±2mm以内。     

深圳地铁三号线GPS平面控制网建立及精度分析

本文全面介绍了深圳地铁三号线GPS平面控制网的布设方案，包括GPS控制网技术设计、外业观测、基线向量解算、控制网平差及精度分析和已知点可靠性检验等。同时对地铁GPS平面控制网建立的有关问题提出一些建议。     

全站仪三维平差及大气折光分析

在桥梁定位、大坝监测等大型工程项目中 ,采用三维坐标法能够有效的提高施工进度。传统的三维平差方法是将平面系统与高程系统分开处理 ,此法实际上并不是真正的三维平差 ,没有考虑到垂直方向观测数据与水平方向观测数据之间的相关性。为克服传统方法的缺陷 ,本文以全站仪观测数据为对象研究了新的三维平差模型 ,并对大气折光影响进行了分析。     

北斗卫星导航系统定位性能验证

基于国际GNSS服务组织(IGS)MGEX测站的北斗观测数据和武汉大学卫星导航定位技术研究中心提供的北斗卫星精密轨道和钟差,分别利用多路径组合、标准单点定位和精密单点定位对北斗导航卫星系统定位性能进行分析。结果表明,北斗多路径误差在中高高度角处为20~60 cm;基于北斗4 GEO+5 IGSO+2 MEO星座的标准单点定位平面精度优于2.2 m,高程精度优于7 cm,完全满足北斗公开定位服务精度指标;精密单点定位平面精度优于1 cm,高程精度优于2 cm,基本与GPS相当。