探析高速铁路精测控制网的测量论文
一、控制网平顺度要求
高速铁路的平顺度对于列车在运行中的安全性和舒适性有很大的影响，因此必须要保证铁路的平顺度。它主要有两个分量构成：线路分量和纵向分量。线路分量指的是钢轨头内侧和钢轨铺设方向在凹凸两方面的平顺性。相关标准要求线路分量在10m 弦实测正矢和理论正矢差值不超2mm。
平顺度并不能保证铁路整体线路的正确性和精确性，它只是其中的一个标准，是一种局部误差，与精确性有相关性，不是全等性。因此平顺度只能作为控制测量的部分标准。平顺度具有误差累计和扩大的特性，只保证平顺度有可能使得实际线路与理论线路相差甚远。平顺度包括短波平顺度和长波平顺度。
(一)短波平顺度误差计算
以直线性的线路为例来说，10m 的线路如果出现2mm 的不平顺度，那么线路就会产生82.5″的转折角，此时将B 移至B′点。假设AB 短线路总长为150m，根据平顺度具有偶然性的误差计算得出mβ=127 ㎜。
(二)长波平顺度误差计算
假设线路总长AB=900mm，根据平顺度长波要求，每150m 不大于10mm，按最大值10mm 计算线路将会产生27.5″的转折角，则整个线路mβ=147 ㎜。相比较之下，无砟轨道铺设每150m 最大10mm 的平顺度要求比每20 米弦实测正矢与理论正矢之差为2 毫米的精度要求高。
尽管如此，铁路平顺度在达到要求的情况下，整体线路在误差累计的情况下有可能会与预测或者理论线路偏差很远。因此在铁路轨道的.铺设过程中，还需要运用精测控制网来保证铁路整体线路的正确性和精确性。
(三)CPⅠ和CPⅡ误差计算
利用无砟轨道中平顺度的要求，我们可以反求CPⅠ和CPⅡ控制网的相关精度要求。依据导线测量方法，我们计算CPⅠ和CPⅡ最弱点的横向中误差。对于CPⅠ，假定s 取值4000m，通过计算可得km=11.6 ㎜。对于CPⅡ，假定S 取值4000m，通过计算可得km=11.6 ㎜。
同时我们假设纵向分量误差与横向误差相等，则同样计算可得最弱点的点位中误差约为5mm 和15mm。
二、精密高程测量
(一)总体方案
首先线路水准基点作为基准一定要选择在线路的旁边并且是不容易发生变动破坏的位置，按照惯例一般是选择在桥墩底部，并且加设无重型车辆通行。线路水准基点的编号有原则依据，一般按照BM-X-XX 的格式进行编排，其中x 表示标段号，xx 表示标段内里程增大方向按照顺序标号。其中点好标志字号按照统一规格字摸，字高6mm，正楷字体刻绘，白色油漆抹底，编号用黑色漆，点号铭牌的白色抹底规格应为 40cm×30cm。
精密高程测量的水准点要求与测量线路的水准点埋设要求一样，并且它的测量要求要高于ds1 的水准仪，同时需要经过相关部门的检定，同时处于有效期之内。
为了能够检测水准点是否产生明显的下沉，在沉降区水准特殊地段必须能够同时测量到至少两个深埋的水准基点。而对于非沉降去区地段的线路要保证至少五个水准点的联测。水准线路的检测按照往返原则进行，且按照同一线路，分时段进行，每个检测段按偶数站结束。高程控制网测量中无需测量低端和需要测量低端各自按照标准要求来进行：无需测量地段按精密水准;需测量地段按照二等测量标准要求，并且要分级控制。进行作业前和过程之中是检查角不要超过相应标准。为了保证准确性和精确性，水准尺安装时要用辅助支撑，同时转点处加装尺垫。
水准测量仪和水准尺的选取标准应按照施工中测量要求的等级来选择，过高或过低的等级标准都会给使用者带来不必要的麻烦或者达不到标准，选取中优先考虑数字水准仪，自带有数据采集自动记录功能，内置存储器存储测量数据，并转换成电子手簿。
(二)相关技术规定
如果施工规划中遇到跨越特大河流的情况时，二等的水准线路应该按照《国家一、二等水准测客运专线精密控制网测量量规范》的有关规定执行，作为测量的依据。
(三)数据处理
1、采用高程控制网进行测量时要依据《高速铁路工程测量规范》TB10601-2009标准规则进行实施。计算时从联测的线路水准基点开始算起，然后再进行平差计算，这其中要用到专业的平差软件，计算结果要保留到小数点后一位。
2、所需数据测量结束后要计算飘然误差MΔ，计算时要按照被测段往返测高差不符值。其中水准网的环数超过20 时，还要计算闭合误差Mw。
三、平面控制
在进行铁路轨道施工时若借用平面控制网进行测量时，应了解平面控制的三个分网的各自用途。平面控制网分为基础平面控制网CPI，线路控制网 CPⅡ和基桩控制网 CPⅢ。CPI 主要是为高速铁路的勘测、施工及以后的运营提供坐标基准。CPⅡ主要是提供勘测和施工的控制方面的基准。CPⅢ主要为铺设无渣轨道和高铁运营维护提供控制基准。
(一)三级布控测量方法
CPI 和CPⅡ分别按铁路的B 级和C 级测量要求来进行测量数据，进行cp1 测量时在4km 的距离内设上一个点或者一对点，要求是能够保证两个误差不超出范围值。最弱变的相对中误差 1/170000，基线边方向中误差不大于 1.3″。CPⅡ的测量要用到GPS 测量，并且在CPI 的基础上进行，也可以用导线测量方法进行测量。两点间距离为800~1000m 时，最弱边相对中误差为 1/100000，若用导线测量法进行，则按照四等来计算，各种误差均不要超值。测角的中误差为2.5″，基线边方向中误差不大于 1.7″，相对闭合差 1/40000。CPⅢ的测量方法称为后方交会网测量，也可称之为自由设站交会网测量。按照《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》在用此种刚发进行测量时以 2×3 个 CPⅢ点作为测量目标，每个目标数据要测3 次。
对于CPⅢ控制点的距离一般在60m 左右，不要大于80m，CPⅢ观测点的要求为120,m 左右，一般不要超过180m。
在测量时一定要记录各项所需数据。CPI、CPⅡ-点上的目标点的棱镜高、当时的气压及温度等等都要记录下来。注意每个测量点都要测量三次。如果线路上出现了长短链要特别注意那些编号和重复里程。
(二)测量要求
三级布控测量有相应要求在进行测量前一定要熟知这些要求：
1、在用平面控制网进行测量之前一定要设计好总体及局部的技术方案，这其中包括：CPⅢ点的埋设与编号设计、测量方法与精度设计、CPⅢ观测网形设计，测量中所需仪器，人员的组织安排以及与之相关的安全注意事项等等。
2、CPⅢ按照自由设站交会网测量时要依次进行，每段测量，不要遗漏。
3、CPⅢ平面网水平方向测量需要满足以下要求：在对控制点进行测量时，可以采用多测回全圆方向观测法，对于同一测站来说，测量控制点可以采用一次或者分组观测。如果采用分组观测，应采用同一方向归零，并且要重复观测一个方向。水平观测应满足相关要求。
(三)数据处理
采用平面控制法进行铁路施工指导时，数据的测量必须要有专门的数据处理软件，应满足能够自动记录数据并进行处理。在测量数据进行存储之前要对测量数据进行检验，查看各项数据记录是否齐全完整，应包括一下内容：观测者、记录着、复核者、日期及天气情况等要素。如果数据不满足要求要及时的进行重测，保证无误后进行存储和提交。
数据的计算和平差处理要用经过铁道部正式认定过的软件，否则无效。在最后的计算结果报告中要注明软件名。进行整体平差计算时要对各项精度做出评定。
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