高速铁路精密控制测量平面网的复测

高速铁路精密控制测量平面网的复测

摘要:高速铁路的精密控制网作为施工和轨道精调的测量控制网,其精度对后续各项工作的顺利开展至关重要,而定期开展精密控制网的复测是保证控制网精度的必要工作。本文结合津秦客专精密控制测量平面网的复测,对复测中的复测原则、复测施测、技术指标、成果处理及分析做出阐述,对其他各类铁路的控制网布网及复测均有一定的参考价值。

关键词:高速铁路精测网复测津秦客专

高速铁路对轨道的平顺度提出了更高的要求,也对测量工作的精度提出了更高的要求。高速铁路的精密控制网作为施工和轨道精调的测量控制网,其精度对后续各项工作的顺利开展至关重要。而定期开展精密控制网的复测是保证控制网精度的必要工作。津秦客运专线正线全长261公里,设计时速350公里。正线轨道长度257.429km(双线),无砟轨道铺设长度为162.344km,有砟轨道铺设长度为95.085km。本文以津秦客运专线精密控制网复测为例,对精测网复测相关问题进行分析,对其他各类铁路的控制网布网及复测均有一定的参考价值。

1 平面网复测原则

本次复测的总体原则是:同网形、同精度分级复测,复测时对遭到破坏、丢失的点按照原网标准进行选点、埋标和测量,经复测,对复测坐标精度不满足《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009)要求的点

进行分析,修正平面点的坐标成果,使全线各级平面控制网保持完整。根据现场核查,有多个点由于道路扩建或者铁路施工导致点位破坏,对遭破坏的点予以补设,并对其重新编号(在原点名后加A)。

2 平面网施测

本次复测采用16台Trimble R8 GPS接收机,标称精度(5mm+0.5ppm)。所用GPS接收机均经测绘仪器计量定点单位检定合格,并在有效期内。GPS测量前按要求进行仪器检校,并定期对基座的光学对中器进行检校。GPS作业时保证对中误差小于1 mm,每个时段观测前、后各量天线高一次,两次较差小于2mm,取均值作为最后成果。观测过程中不在天线附近50m以内使用电台,10m以内使用对讲机。观测时用电子手簿进行点号、天线高的记录,同时认真填写GPS 静态观测手簿。迁站方式同步平行前行迁站或传递式迁站,确保每个点置站2次。CPI GPS测量作业的基本技术要求满足二等作业要求:卫星高度角≥15;有效卫星总数≥5;时段中任一卫星有效观测时间(min)≥30;时段长度≥90(min);观测时段数≥2;数据采样间隔(S)=15;PDOP或GDOP≤6。CPII GPS测量作业的基本技术要求满足二等作业要求:卫星高度角≥15;有效卫星总数≥4;时段中任一卫星有效观测时间(min)≥20;时段长度≥60(min);观测时段数≥1～2;数据采样间隔(S)=15;PDOP或GDOP≤8;重复设站=2。

3 平面网复测成果处理

3.1 基线解算和平差

首先将CPI和CPII原始观测文件均转换为标准RINEX文件,并对点号、天线量高方式、天线高复核后进行基线解算。基线向量解算采用广播星历和商用软件,保证数据的一致性,统一应用商用软件LGO 7.0进行基线解算。平面控制网平差使用同济大学测量系的TGPPS软件计算。对CPI、CPII复测基线进行平差计算并检查各项精度指标:“基线较差”、“最小独立环闭合差”、“无约束平差基线向量各分量改正数的绝对值”、“相邻点相对点位中误差”、“基线边方向中误差”、“最弱边相对中误差”、“约束平差基线向量各分量改正数与无约束平差同名基线改正数较差的绝对值”均需满足规范要求。

3.2 复测成果与原测成果的较差

根据哈大、京石等在建客专的经验,为了更好地满足CPⅢ测量的技术要求,本次CPI复测对同精度复测较差限差的要求提高了等级。CPI同精度复测较差限差提高为15mm;CPI相邻点间坐标差之差的相对精度限差为1/130000(执行《高速铁路工程测量规范》规定)。CPII 同精度复测较差限差提高为10mm;CPII相邻点间坐标差之差的相对精度限差为1/80000(执行《高速铁路工程测量规范》规定)。

3.3 复测结果分析

CPI控制网约束网平差后,对此次复测坐标和2010年第二次复测成果进行比较,共比较89个点。其中坐标分量较差超过15mm限差的点有4个,占4.49%。CPII控制网约束网平差后,共分四段进行比较。其中第一段共比较58个点,坐标分量较差超过10mm限差的点有15个,占25.8%;第二段共比较65个点,坐标分量较差超过10mm限差的点有11个,占16.9%;第三段共比较41个点,坐标分量较差超过10mm 限差的点有1个,占2.4%;第四段共比较32个点,坐标分量较差超过10mm限差的点有4个,占12.5%。

CPI控制网约束网平差后,比较此次复测坐标与2010年第二次复测成果的相邻点坐标差之差,共108个点,其中6个点不能满足小于1/130000的限差要求,占5.56%。CPII控制网约束网平差后,共比较287个点,其中59个点不能满足小于1/80000的限差要求,占20.5%。

对“坐标分量较差超限”、“相邻点坐标差之差相对精度超限”的点和新设的点按照“同精度插点法计算”进行坐标计算,并提交新坐标。

4 结语及建议

本次精密工程控制测量平面网复测方案可行,观测、数据处理方法正确,测量成果各项精度指标均满足《高速铁路工程测量规范》

(TB10601-2009)相关规定,成果可提供勘测设计、建设施工、运营管理等各方面应用。针对本次复测,提出以下建议:(1)本次复测控制桩点丢失较多,建议建设和施工单位采取一定措施,加强精密控制桩点的保护工作。(2)建议施工单位根据精密控制测量平面点此次复测坐标修正情况,相应检测、修正相关施工加密点成果资料,合理分析和使用施工控制网成果。并在使用过程中对成果加强检核,防止用错成果、用错点位情况发生,发现问题及时反馈信息到设计单位。(3)在成果使用过程中,注意标段接头段落、工程独立坐标系分带段落控制桩点的衔接问题,确保CPⅢ顺接。