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。     

自由测站三角高程在市域铁路跨河水准中的应用

市域铁路精密控制测量中,当线路无几何水准测量跨江条件时,应根据《国家一、二等水准测量规范》跨河水准测量有关规定进行。以温州市域铁路S2线一期工程中跨越瓯江为例,介绍了采用自由测站三角高程法的点位布置、观测过程。选取满足规范要求观测数据,经各双测回互差限差、各环线的闭合差的分析,获得跨河水准段的高差,然后进行整网闭合差计算,通过与联测两岸的基岩点水准进行闭合差进行分析,表明自由测站三角高程法所得跨河水准高差可以满足《高速铁路工程测量规范》二等水准测量要求。     

基于数字水准仪的桥上精密水准测量方法

以港珠澳大桥首级控制网的复测工作为例,分析数字水准仪测量的主要误差来源及消除或削弱误差的技术措施,针对桥上的测量特点和环境条件,提出基于数字水准仪的桥上精密水准测量方法,制定了水准路线布设、数字水准仪检校、外业观测及限差验算等方面的技术要点和技术措施。在港珠澳大桥首级控制网第八次复测中,使用数字水准仪完成了单线总长28. 2 km的二等水准测量,线路起终点水准测量高差与原跨海水准测量传递高差的较差仅2. 1 mm,远小于二等水准测量限差(21. 5mm),局部水准高差闭合环检验(环线长度11. 53 km)、4测段跨海水准测量高差对比检验及高差闭合差均满足二等限差要求。     

数字水准仪数据预处理软件的研发及在高速铁路客运专线中的应用

结合我国当前的实际需要,研究数字水准仪原始记录数据的预处理.该预处理软件采用C 进行程序代码的编写,对水准测量的各种情况进行逻辑分析,利用原始观测文件的多种信息,形成正确、全面的高差观测值文件.该软件具自动读取外业观测数据,生成记录手簿,输出后续平差需要的高差观测值文件等功能,从而实现水准测量从外业观测到内业平差的自动化.该软件已应用于郑西客运专线、京沪高速铁路的精密高程测量,效果较好.     

GPS在某铁路跨河水准测量中的应用

利用传统方法进行长距离跨河水准测量时,视线长度易超过规定的限值或仪器所能观测的距离而难以实施。在这种情况下,需要进行特殊的水准测量:利用河流两岸GPS水准点之间的大地高高差及水准测量高差来拟合跨河点之间的正常高高差。结合某铁路工程实例,探讨GPS高程测量代替常规水准测量的基本施测方案和计算方法,通过同岸计算数据及国家水准点闭合数据验证,满足二等水准限差要求。     

全站仪差分数据处理技术在自动化变形监测系统中的应用

将差分数据处理技术应用于智能型全站仪自动化变形监测系统,即设置已知基准点,求取观测点和基准点之间观测值与已知值的较差,计算单位改正数,进而求得改正值。经计算及实验,该方法对斜距、单向三角高差和水平方向观测值的改正效果较好,具有推广使用价值。     

全站仪系统差对三角高程跨河高差的影响分析

从三角高程跨河水准测量的基本公式出发,探讨全站仪系统差对跨河高差的影响规律及性质,并通过仪器系统差测试实验和工程实例予以验证。理论推导和实例分析结果表明:全站仪系统差的影响可通过对两个仪器位置测回观测高差取平均的方法消除。提出了"只对同一个仪器位置的测回观测高差进行独立限差验算"的新思路,有效地解决了因仪器系统差造成测回观测高差容易超限的问题。     

GPS拟合高程应用于铁路定测的研究

简要介绍了当前采用的高程系统,结合客运专线精密工程测量网施测的二、三等水准成果和GPS测量数据,通过高程拟合得出水准点高程,并将GPS拟合高差与水准实测高差进行比较分析,认为在铁路勘测的定测阶段,采用精度较高的拟合算法所得到的拟合高程可靠,同时提出了进一步提高GPS拟合高程精度的方法。     

铁路隧道高程贯通测量若干问题探讨

相关规范中铁路隧道高程贯通误差限差为50 mm,随着特长隧道越来越多,为研究铁路隧道高程贯通误差限差指标(≤50 mm)对于特长隧道的适宜性问题,以136座隧道实际贯通资料为基础,对实测高程贯通误差进行统计分析,结果表明,原指标亦适用于当前特长隧道(20 km以上)高程贯通误差限差控制要求。基于隧道高程贯通误差与环闭合差理论公式分析,证明当洞内、外高差环闭合差限差满足要求时,隧道高程贯通误差限差亦满足规范要求。对于隧道贯通前后高差闭合差不一致的情况,可采用高差闭合差检查法进行判断;当高差闭合差在限差以内时,应采用线路定测高程,不设断高,并采用所有稳定可靠的线路水准基点为基准进行约束平差,计算隧道控制网点的高程。当隧道施工控制网直接水准高差的闭合差与线路定测水准闭合差超限时,在确认直接水准高差无误后,应采用施工独立高程。以西成高铁大秦岭隧道为例,验证了该方法的可行性。     

高速铁路线路水准基点测量有关问题的探讨

对线路水准基点建网方案设计进行研究,通过相关分析得出:在平均海拔700 m以上地区,正常水准面不平行改正量的影响较为显著,高差数据应进行相应改正,有利于国家水准点的闭合;在山区建网,应按隧道长度设置高差往返测量较差的限差,并采用隧道长度分配国家点间闭合差,可解决水准线路绕行造成的精度损失;采用环形方式联测国家水准点,可提高联测精度,利于水准点间的检核;在跨河区段,绕行长度在10 km以内能保证相邻水准点间的精度,超过10 km宜优先选择跨河水准测量方式;在线路水准基点复测时,应提高点位稳定性判定标准。