CPⅢ精密三角高程控制网精度影响因素分析

为了进一步提高CPⅢ精密三角高程控制网的精度,从精密三角高程测量模型入手,分析了控制网精度影响因素,并基于仿真计算,分析了各因素的影响规律.结果表明:影响CPⅢ精密三角高程控制网精度的主要因素是大气折光和地球曲率、测角误差以及高山区观测目标与测站之间垂线偏差的变化;基准点间距每增加0.5 km,CPⅢ点高程中误差降低约0.1 mm左右,但基准点间距的变化,对相邻CPⅢ点间高差精度的影响可忽略不计.     

无砟轨道施工CPⅢ控制网的设置与维护

对武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段无砟轨道施工基桩平面控制网(CPⅢ)的位置、测设方法、设置的精度要求、CPⅢ高程控制网精密水准测量方法、CPⅢ控制网站点的位置和编号方法,以及CPⅢ控制网的维护要求等进行了详细的介绍,为无砟轨道铺设施工的测量工作提供了宝贵经验。     

CPⅢ控制测量技术在有轨电车铺轨中的应用

为保证有轨电车铺轨精度,确保有轨电车运行安全性、稳定性和平顺性,将CPⅢ控制网测量技术引入有轨电车铺轨施工中,研究了控制网建网、平面控制测量和高程控制测量外业观测和内业平差的方法及技术指标要求。成都有轨电车蓉2号线工程采用CPⅢ控制网进行平面和高程测量,测量成果满足施工规范要求,为有轨电车高精度轨道铺轨及高平精调提供了测量保障。     

无砟轨道施工精密测量

结合工程经验,阐述测设高速铁路无砟轨道施工加密网CPⅢ以及通过CPⅢ利用轨检小车进行施工精密测量的具体方法和注意事项,以确保轨道的平顺性,达到高速行驶的情况下列车的安全性及乘客的舒适性。     

CPⅢ高程网复测稳定性分析方法研究

针对当前规范中关于CPⅢ高程网复测稳定性分析方法存在原、复测高差较差≤2 mm的规定不合理、可能出现稳定点错判,以及规定原、复测高程较差限差≤3 mm的依据不足等问题,推导了原、复测高差较差和原、复测高程较差的合理限差,提出了对CPⅢ高程网复测的稳定性分析新方法.该方法根据CPⅢ高程网原测和复测的平差结果计算出CPⅢ高程网中所有测段的原测与复测高差较差,根据其限差指标探测出CPⅢ高程网中所有不稳定的测段;对于每一段不稳定测段中的两个CPⅢ点分别计算它们的高程较差限差,探测不稳定测段中的不稳定点,以此进行CPⅢ高程网的稳定性分析.理论分析和实测数据结果表明,CPⅢ高程网中各个相邻点间测段的原、复测高差较差限差为1.4 mm时,能够正确地探测出网中不稳定的CPⅢ点.     

CPⅢ控制网测量实验场建设方案设计与实施

CPⅢ控制网(测量控制网)已广泛运用在高铁、地铁、轻轨等精度要求较高的交通轨道基础建设领域。结合CPⅢ控制网的特点,研究设计出了一种新型CPⅢ控制网测量实验场,它可以有效地模拟高速铁路CPⅢ控制网进行实验,并对实际测量数据进行赫尔默特平差处理和平差结果精度评定。结果表明:新型CPⅢ控制网测量实验场地数据平差结果的平面点位误差、方向观测值改正数和距离观测值改正数均满足规范要求,该实验场建设方案设计及实施切实可行。     

有砟客运专线CPⅢ控制网测量方法与实践

有砟客运专线的列车运营速度较一般列车快,对轨道的平顺度要求较高,借鉴无砟客运专线CPⅢ控制测量技术对有砟客运专线进行CPⅢ控制网测量。以胶济铁路为例,详细论述平面控制测量、高程控制测量和数据处理方法,实践验证该方法可行,能够为类似工程提供借鉴。     

高速铁路CPⅢ三角高程网构网与平差计算方法

为提高高速铁路CPⅢ高程控制网的建网效率和精度,提出采用与平面控制网同步测量、基于差分法构建CPⅢ三角高程网的建网新方法.这种方法根据间接高差与直接观测量的误差传播关系进行定权,依据观测值及其权重建立数学模型,通过间接平差方法计算精确的CPⅢ控制点高程.基于该算法开发了相应的数据处理软件,并将软件用于实例分析.结果表明,该方法求得的高程与水准高程的高程较差落入[-3 mm,3 mm]区间的概率为99.40%,用该方法构建的CPⅢ三角高程网代替CPⅢ水准网仍然可满足CPⅢ高程网的精度要求.     

CPⅢ技术在城市轨道交通铺轨施工中的应用

调线调坡是指高架、隧道等结构工程完成建设后,对其进行空间三维坐标测量,然后与原设计线路做数据对比,进行线路剖面优化,以满足设备限界与建筑限界的要求。轨道基础控制网(CPⅢ)测量控制技术可以有效提高铺轨精度,保证轨道的平滑性,降低后期维护成本。以上海市轨道交通5号线南延工程调线调坡测量为例,阐述了CPⅢ技术在城市轨道交通铺轨施工中的应用,并针对闵浦二桥老桥段埋点这一难题提出了相应的解决方案。     

变残留率的有砟轨道高低不平顺恢复模型

大机捣固与钢轨打磨可以显著改善轨道几何不平顺,在不同作业方式、不同线形状态下,轨道几何不平顺的改善效果是不同的.为了合理的安排养护维修作业计划,准确预测养修作业后轨道几何状态的改善状况,基于沪昆线捣固与打磨作业实践,分析了不同养修作业方式下的轨道不平顺恢复效果,以捣固作业为例,分别建立了直线、曲线和桥隧3种线形区段下的轨道不平顺恢复预测模型,最后根据现场实测数据对模型进行了验证,结果表明:模型在直线和曲线区段预测的相对误差均值在7%左右,在桥隧区段预测的相对误差均值在9%左右,预测效果良好.     

城市轨道交通GPS控制网复测结果评估

理论推导出复测点位较差的中误差限差。以某市地铁5号线GPS控制网复测为例,首先检核复测GPS控制网基线质量、三维无约束平差和二维约束平差的质量是否满足相应的规范要求。在保证复测成果满足要求时,将本次复测坐标成果与2009年原测坐标成果进行对比和分析,所有GPS控制点均满足点位坐标较差不大于25mm、点位较差不大于34mm的规范限差要求,可以认为这些GPS点位无显著变化,GPS控制网稳定,GPS控制网的原坐标成果可以继续使用。     

动静态轨道不平顺评价差异及动态弦测法特性

中点弦测法能够有效控制影响行车安全性和舒适性的指定波段轨道不平顺,主要用于测量轨道静态不平顺,但其较低的测量效率制约着轨道“状态修”的发展.针对上述问题,将轨道动态不平顺按中点弦测输出,分析动静态弦测值差异与弦长和不平顺波长的关联关系,提出能够评价轨道动态平顺性的动态弦测法,研究动态不平顺与静态不平顺间的映射关系.研究结果表明：42 m和70 m动态高通滤波幅值分别与10 m弦和20 m弦测值变化规律相当;当不平顺波长大于70 m时,120 m动态高通滤波幅值与40 m弦测值变化规律基本对应;截止波长为42、70、120 m的轨道动态不平顺,分别与弦长为20、30～40、30～60 m的动态弦测波形相关性最优,对应的动态弦测法最大合理弦长分别为20、30、40 m,通过路基和简支梁区段实测数据验证了动态弦测法的适应性;在路基沉降区段,弦长为60 m时,静态弦测值明显朝负方向偏离动态弦测值的处所为沉降点,相邻两侧朝正方向偏离动态弦测值的处所为沉降区段起终点.     

有砟轨道高低不平顺概率分布的时空特征

为研究有砟轨道不同线形区段上高低不平顺标准差所服从的最优概率分布函数及其时空特征, 采用三参数概率分布函数拟合有砟轨道高低不平顺标准差峰值及尾部特性, 选取了5种三参数理论分布函数, 并确定了最优概率分布函数的选择原则; 以既有沪昆线为例, 拟合了有砟轨道上6种不同线形区段上高低不平顺标准差服从的最优概率分布函数; 分析了高低不平顺标准差的时间特征, 采用非线性函数拟合了分布函数参数随时间的变化情况; 分析了高低不平顺标准差的空间特征, 比较了轨道质量状态在空间维度上的不同。分析结果表明: 在高低不平顺标准差大值区域, 三参数Lognormal分布理论值与实际值的相对误差小于5%, 而正态分布理论值与实际值的相对误差则大于50%, 因此, 采用三参数概率分布函数能有效解决两参数概率分布函数理论值在此区域与实际值发生偏离的问题; 在描述线形区段的统计分布特性时, 不同线形区段应选择不同的分布函数, 同一线形区段宜选取同一种分布函数; 既有沪昆线桥隧区段上, Burr分布有5次是最优概率分布, 且P值之差的均值和标准差分别为0.09和0.12;各区段高低不平顺标准差所服从分布的3个参数用非线性函数拟合的优度均大于0.6, 因此, 采用非线性函数可有效拟合3个参数随时间的变化规律; 维修与养护作业前后桥隧区段高低不平顺标准差的超限百分比都小于3%, 圆曲线、缓和曲线和直线区段上高低不平顺标准差的超限百分比为3.5%~12.8%, 而限速区段和道岔区段上均大于25%。确定的最优概率分布函数选择原则可应用于轨道不平顺概率分布特征研究。     

自由测站边角交会网在隧道内平面控制中的应用研究

针对目前高铁隧道洞内导线环网多余观测量少、受旁折光影响大、控制点使用困难和横向误差大等问题,提出用自由测站边角交会网作为隧道洞内平面控制测量的新方法.推导了自由测站边角交会网的边长相对中误差和横向贯通误差计算模型,并进行了仿真计算.计算结果表明,这两项指标能够满足高速铁路工程测量规范的精度要求;隧道贯通精度提高了20%,并提高了测量效率;从定性和定量两方面证明了自由测站边角交会网可以代替洞内导线环网.      

基于中点弦测模型的无砟轨道精调量迭代求解

为避免无砟轨道精调对外部几何参数测量的过度依赖,提出了一种基于轨道不平顺的精调量计算方法.该方法通过对轨道检查仪的惯性轨迹建立轨道不平顺的向量模型,构造了以恢复平顺性为目标的无砟轨道精调量的逐次超松弛迭代算法,并分析了算法的收敛性和收敛速度.提出的方法已在某高速铁路精调作业中规模试用,并通过动态检查验证了方法的有效性.研究表明:该方法具有收敛性,对轨道惯性轨迹进行有限次迭代即可获得满足平顺性要求的精调量;动态检查结果轨道质量指数为2.26,与绝对测量作业效果相当.      

基于GAMIT的IGS站基线可靠性处理与分析

利用GAMIT/GLOBK软件对IGS站数据进行批处理,并结合国际地球力学服务组织(IGS)跟踪站部分站点所构成的控制网数据进行基线解算,求得GPS基线向量、测站坐标以及测站速度并对其进行可靠性分析,结果表明,基线的各坐标分量上的中误差不超过10 mm,基线长度的中误差不超过3 mm,平面坐标精度都处于毫米级,满足高精度基线解算的基本要求。     

有砟轨道捣固作业起道方案的综合修正方法

为保证捣固作业效果达到预期目标，需严格控制影响作业质量的不利因素，首先，以有砟轨道捣固作业数据为研究对象，分析影响作业质量的关键因素，探讨传统方法修正起道方案的基本原理；其次，将多因素约束条件纳入目标线形构造过程，并遵从历史作业规律，对起道量进行修正，构造一种用于提升轨道高低调整效果的起道方案综合修正方法；最后，以某高速铁路有砟轨道捣固作业为工程背景，验证综合修正方法的实施效果.研究结果表明：在起道方案制定过程中施加针对性控制措施，有利于提高捣固作业对轨道不平顺的调整能力；捣固后，线形实测值与目标值之间决定系数高达0.92；方案起道量与实际起道量之间均方误差为1.8 mm；高低60 m中点弦测值降至4.0 mm，高低轨道质量指数降至0.28 mm.     

高速铁路CP Ⅲ交会网必要测量精度的仿真计算

为合理布设CPⅢ网的测量网形,确定CPⅢ网中观测值的必要精度,结合CPⅢ网的标准和改进测量网形,采用边角网间接平差的严密精度估算方法,对CPⅢ网的相对点位精度进行仿真计算,并据此确定了CPⅢ网中观测值的必要测量精度:方向测量精度≤±1,″距离测量精度≤±(1 1×10-6)mm.研究结果对高速铁路测量规范的修订和在建高速铁路CPⅢ网的测量具有重要参考价值.     

小面积测区内直接采用GPS坐标差的可行性研究

从理论上推证了：对小面积测区,在确保一定精度要求的情况下,不作坐标转换,直接将地面上任意两点在WGS－84坐标系中的坐标差,视为北京－54坐标系中对应两点的坐标差时,GPS网基线布设的有关问题;并对我国范围内不同测区GPS网坐标变换的问题进行了计算分析,其结果可以作为建立GPS局部工程控制网的参考。     

关于轨道谱面积与TQI指标关系的研究

根据沪昆和金温两条不同线路的轨道不平顺检测数据,利用Matlab编程分别进行功率谱和TQI分析。然后利用梯形积分公式对各项轨道不平顺谱值进行积分,得出TQI单项指数与各轨道不平顺谱面积值具有很好的相关性,特别是在高低和轨向不平顺上,相关系数达到了0．91以上,从而验证了用轨道不平顺功率谱方法来控制和管理轨道平顺性的可靠性。最后建议将轨道不平顺功率谱作为控制提速线路轨道质量的主要指标之一。