长大连续梁上CPIII控制点实时坐标计算方法研究

针对长大连续梁上CPIII控制点随梁体变形发生位移,从而导致CPIII控制点平面坐标发生变化的问题,提出一种新的解决方法。该方法通过比较2对CPIII控制点间的实时距离与原始距离,获得梁体缩放系数,然后将连续梁上CPIII控制点的原始平面坐标转换到桥轴线坐标系中并利用梁体缩放系数对其进行改正,最后将改正后的坐标转换回线路独立坐标系中,得到CPIII控制点的实时平面坐标。通过工程实践验证,新方法在梁体变形主要受温度影响的前提下适用,无需专门设备测量梁体伸缩量,能够在轨道板精调或轨道精测前实时获得梁上CPIII控制点的平面坐标,并满足精度要求。该方法可在高速铁路精密工程测量中推广使用。     

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。     

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。     

高铁轨道基准网平面网坐标转换方法研究

在高速铁路轨道基准网平面网数据处理中,需要将外业所测合格的轨道基准点坐标从测站站心坐标系转换到铁路工程独立坐标系,目前德国采用的是三参数坐标转换模型,而不是常规采用的四参数坐标转换模型.介绍了2种平面坐标转换模型及其转换参数精度评定的算法,通过对2种坐标转换的转换参数精度、坐标转换前后公共点残差以及站间坐标搭接情况的比较分析,认为2种坐标转换方法均能满足轨道基准网的精度要求,但是在其上一级CPⅢ控制网为约束平差的前提下,采用四参数坐标转换方法效果更优.     

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...     

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。     

高铁大跨斜拉桥主梁CPⅢ点实时高程预测方法研究及应用

针对高铁大跨斜拉桥主梁上CPⅢ点高程的多值性问题,结合昌赣高铁赣江特大桥工程案例,提出一种大跨斜拉桥主梁上CPⅢ点实时高程预测方法.首先,通过最小二乘线性回归法确定主梁上各CPⅢ点对高程变化量与主跨跨中CPⅢ点对高程变化量之间的数学关系式;然后,采用主成分回归分析法,建立各类传感器读数变化量与主跨跨中CPⅢ点对高程变化...     

轨道控制网平面偏移误差对高速铁路轨向平顺性影响的研究

对实测的高速铁路CPⅢ点位数据进行偏移假设试验,分析测站内多个CPⅢ点位发生偏移时对轨道精调数据及轨向平顺性的影响。研究表明,CPⅢ点坐标变化会直接影响调轨设站坐标,进而对轨向的精调偏差产生影响,CPⅢ点位变化越大,距离设站点越近,其对轨向的影响也越大。对于单个测站范围内的CPⅢ点位坐标,其在规定的限差范围内变化时,对测站范围内轨道10 m弦和30 m弦的轨向平顺性变化影响非常小。对于多个测站,当测站所观测的CPⅢ点在规范限差范围内变化时,300 m弦内每150 m轨向偏差与变化前的轨向偏差最大值为4. 54 mm。     

高速铁路衔接测量问题探讨

新建高速铁路与既有高速铁路衔接需根据平面坐标系统采用的参考椭球确定坐标转换方式。参考椭球相同时,新建控制网加入既有控制网的国家约束点及CP0点,进行约束平差计算,然后进行各项坐标转换。参考椭球不同时,新建控制网需联测既有控制网的CPⅠ、CPⅡ控制点,进行约束平差计算。两个系统参考椭球、中央子午面及投影面均不相同时,首先计算出两个坐标系统共用控制点的坐标,在施工坐标系下计算公共点的边长及角度,进行距离及角度的比较,若精度符合要求,即可以公共控制点为基准,进行正线、联络线、支线的衔接,进而对里程进行推算。     

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。     

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.     

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。     

归化投影改正对CPⅢ控制网精度影响分析

针对CPⅢ控制网是否需要进行归化投影改正,以及归化投影改正数在多少时需进行改正的问题,采用模拟数据计算并统计了以一定梯度变化的归化投影改正数对CPⅢ网约束平差后的精度影响情况;研究结果表明:归化投影改正数对约束平差后的方向平差结果没有影响,对距离平差结果以及相邻点位相对精度影响较为显著,提出了当归化投影改正数在5 mm/km以下时,可不进行归化投影改正,反之则需进行归化投影改正。     

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。     

高速铁路CPⅢ平面控制网长度投影变形处理方法研究

在建立CPⅢ平面控制网时,由于设计和现场客观因素将造成测量数据发生长度投影变形,对CPⅢ平面控制网的整网精度产生影响。为了尽量消除长度投影变形,令在地面上观测的长度能与设计值相匹配,提高CPⅢ平面控制网的精度,提出了两化改正及尺度改化两种方法对CPⅢ平面控制网的观测数据进行处理,并将改化前后数据的约束平差结果进行对比,证明长度投影变形改化方法的处理结果与原成果基本一致,并且可消除长度投影变形,提高CPⅢ平面控制网的精度。     

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。     

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。     

高速铁路无砟轨道CPⅢ控制网建立与精度控制

介绍CPⅢ控制网的建立及在无砟轨道调整测量中对CPⅢ控制点的利用,从而明确CPⅢ控制点的误差、无砟轨道调整测量的误差对轨道平顺性的影响,以便能更好地控制测量误差,满足无砟轨道平顺性要求。