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。     

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。     

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。     

高速铁路自由测站三角高程测量代替CPⅢ精密水准测量的适用性分析

为分析CPⅢ自由测站三角高程测量代替精密水准测量的适用性,对比某高速铁路建设期水准测量成果及运营期CPⅢ自由测站三角高程测量和水准测量等三组数据的高程成果,结果表明,该项目中除有明显位移的CPⅢ点以外,相同CPⅢ点运营期与建设期精密水准成果之间的差值不超过10 mm;而运营期的三角高程成果与精密水准成果的差值为0~3 cm,由此判断自由测站三角高程测量成果在该试验项目中存在较大的误差。使用CPⅢ自由测站三角高程测量成果代替精密水准测量成果还需增加复核检测,不能完全代替精密水准测量作为高速铁路线上工程施工测量的高程基准。     

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。     

无砟轨道精调中CPⅢ网点稳定性检测方法的研究

研究目的：无砟轨道施工控制测量技术，特别是其中的无砟轨道精调已成为无砟轨道建设的关键技术之一。无砟轨道精调时，在进行后方交会点的三维平差之前，需对参与后方交会的CPⅢ网点的稳定性进行检测，剔除点位发生变动的CPⅢ网点。如何进行CPⅢ网点的稳定性检测，研究CPⅢ网点的稳定性判断方法及其可行性并制定合理的判断标准，对确保无砟轨道的高精度铺设很有必要。研究结论：提出了利用前期CPIR平面和高程控制网平差后提供的资料，和无砟轨道精调时由全站仪自由设站实测数据计算的每2个CPⅢ网点间的实测距离和实测高差，与已知距离和已知高差比较，进行CPⅢ网点稳定性检测的方法，理论分析与试验结果证明，该方法是正确的和可行的，可在工程中推广应用。     

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...     

高速铁路轨道控制网(CPⅢ)高程网建立方法探讨

结合工程实践,对高速铁路轨道控制网(CPⅢ)高程网常用的两种建网方法进行了分析对比,同时就轨道控制网(CPⅢ)高程网的建立方法、质量控制和测量效率三个方面提出了自己的观点,供大家探讨。     

高速铁路轨道基准网测量与数据处理新方法

高速铁路轨道基准网在我国工程测量领域是个新生事物,最近几年才从德国引进。本文在学习德国测量技术的前提下,结合这几年在我国的应用情况,在分析总结其优缺点的基础上,提出与德国方法完全不同的、具有自主知识产权的CPⅣ网测量与数据处理的新方法。新方法中采用13m间隔布设CPⅣ点,CPⅣ点采用强制对中标志,采用构网法进行CPⅣ平面网的自动测量,根据中视法的高差构建具有多余观测的CPⅣ高程网,对CPⅣ平面网和CPⅣ高程网进行严密间接平差和验后精度评定。新的CPⅣ网测量精度和测量效率更高,数量处理理论更严谨。观测实验结果表明：本文提出的新方法理论严谨、切实可行,值得推广应用。     

精密三角高程代替二等水准测量的研究

根据三角高程测量原理,利用误差传播定律推导高差中误差公式,对三角高程高差误差的来源及高差中误差进行分析;利用两种不同精度的全站仪,按距离和竖直角的不同,分别对测角、测距、大气折光引起的误差和每公里高差中误差进行计算,得出竖直角测量误差是其主要误差来源,以及每公里高差中误差与三角高程各项误差源之间的关系。通过在平坦地区三角高程导线测量和丘陵山区电子水准仪与高精度全站仪三角高程测量对比,验证了采用精密三角高程测量代替二等水准测量的可行性。采用高精度全站仪进行精密三角高程测量代替二等水准测量时,最好选择早晚气象稳定、外界噪声影响较小时进行,否则,无法准确读取数据;竖直角观测至少3个测回以上。     

高速铁路自由设站高程计算方法研究

高铁轨道施工精密测量通常采用自由设站的数据处理方式。现场施工中,一般采用基于全站仪的机载后方交会程序进行实时解算。平差计算及结果分析表明,机载测量程序的高程计算成果与后处理采用的三维严密平差方法计算成果有差异。提出一种改进的高程计算方法,即在后方交会高程计算中,以设站点至CPⅢ点的高差改正数为权重因子参数,计算设站点高程。以某一测量工程为例,验证了这一改进的高程计算方法的正确性,提高了设站点的高程精度。     

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。     

CPⅢ控制网自由测站三角高程测量数据处理与精度分析

探讨CPⅢ控制网自由测站三角高程测量数据处理方法,结合上海和宁波地铁的实测数据,对其结果精度进行全面统计分析。数据分析结果表明,CPⅢ控制网自由测站三角高程测量的精度可以满足精密水准测量的要求。     

CPⅢ控制网测量技术在无砟轨道桥梁上的应用

论述CPⅢ控制网特点、测量基本原理及测量工艺流程;从测量准备、控制网建网、平面测量和高程测量方面分析操作要点;从外业观测和内业计算方面阐述施工测量注意事项。哈大客运专线鞍辽特大桥采用CPⅢ控制网进行平面测量和高程测量,测量成果得到认可。轨道板安装和钢轨铺设在测量成果指导下完成,哈大客运专线每年定期复测按CPⅢ控制网操作要点进行。     

京沪高速铁路CPⅢ监督测量解决方案

对高速铁路及客运专线精密控制施工测量工作进行有效监督提出新的思路。详细介绍CPⅢ平面、高程控制网监督测量的精度指标、技术要求及作业方法。指出,为确保CPⅢ平面控制网和高程控制网的精确可靠,提高高速铁路及客运专线几何线形平顺性极其重要。     

CPⅢ三角高程测量数据粗差探测方法研究

采用数据探测法和基于L1范数的单纯形法对某段高速铁路CPⅢ三角高程测量的实测数据进行粗差探测。结果显示:当由三个测站观测同一个CPⅢ点的观测量中存在一个粗差观测量时,单纯形法能发现并定位粗差,且平差所得残差值与粗差值相近,而数据探测法不能正确定位粗差;当存在两个粗差观测量时,单纯形法与数据探测法均可发现但不能定位粗差;当存在三个粗差观测量时,单纯形法与数据探测法均不能发现并定位粗差。研究结果表明,单纯形法的粗差探测效果优于数据探测法。     

高速铁路大跨度斜拉桥主梁CPⅢ点实时高程预测模型算法研究——以昌赣高铁赣江特大桥为例

大跨度斜拉桥梁体受到多种环境因素的影响会发生变形，进而导致桥面CPⅢ控制点的成果具有多值性，昌赣高铁赣江特大桥主跨长300 m,采用常规的技术方法在如此大跨度斜拉桥上铺设无砟轨道难度较大。通过实测桥面CPⅢ点位高程、大气温度、梁体温度和桥塔位移变形，建立以上几种参数之间的关系模型，通过模型计算各个CPⅢ点在不同温度条件和桥塔偏移量下的变化量，并验证模型计算结果和实测结果较差小于规范要求的3 mm限差，进而采用模型计算的高程数据进行自由设站，设站精度均不大于规范要求的0.7 mm限差，说明本研究模型计算的CPⅢ点高程能够在实际工程应用中使用并满足规范的精度要求。     

三维平差技术在小范围变形监测中的应用研究

水准测量具有精度高、可靠性强等优点,但也同时存在着外业工作量大、成本高等不足等缺点。近些年,在一些专家学者的基于平面观测数据进行CPⅢ三角高程网建网方法研究成果启示下,本文提出了小范围变形监测网采用三维平差的思路,以期达到仅利用全站仪三维观测数据通过三维平差技术建立监测三维网,避免水准测量,降低建网费用的目的。     

高速铁路隧道洞内无砟轨道CPⅢ控制网测设

隧道洞内无砟轨道CPⅢ控制网已经广泛应用于高速铁路的建设中,其在建设施工及运营维护中的重要性已越来越明显。阐述了CPⅢ的基本概念,结合应用实例,简述了高速铁路隧道洞内无砟轨道CPⅢ测量的过程及数据处理的方法。