膠濟(jì)客運專線CPⅢ控制網(wǎng)測設(shè)過程

張衛(wèi)庭 李偉麗

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司濟(jì)南設(shè)計院,山東濟(jì)南 250022)

1 平面控制測量

1.1 測量形式

有砟軌道CPⅢ平面控制測量采用無定向?qū)Ь€方法施測,導(dǎo)線附合于CPⅠ或CPⅡ控制點上,邊長以150～200 m為宜。其測量布網(wǎng)形式見圖1。

圖1 CPⅢ控制網(wǎng)布設(shè)(單位：m)

1.2 測量流程

(1)CPⅢ測量控制網(wǎng)的布置

在線路的兩側(cè)每隔70 m左右布置測量標(biāo)志點(CPⅢ點),在這些測量標(biāo)志點上安置供全站儀測量的反射棱鏡。測站點到標(biāo)志點的最遠(yuǎn)距離為120 m左右,最大不超過150 m。

(2)CPⅢ控制點觀測

使用全站儀對網(wǎng)中CPⅢ控制點進(jìn)行邊長及角度測量。觀測時應(yīng)做到以下幾點：

①CPⅢ點的編號統(tǒng)一。

②確保氣壓、溫度值及棱鏡常數(shù)輸入正確。

③水平角觀測與距離觀測同步進(jìn)行。

④每隔一對CPⅢ棱鏡進(jìn)行自由建站,每測站至少觀測2個測回。

⑤應(yīng)與CPⅠ、CPⅡ進(jìn)行聯(lián)測,當(dāng)觀測條件受限,只能有一個自由站點和CPⅠ/CPⅡ通視時,應(yīng)設(shè)置輔助點。

(3)CPⅢ控制點成果整理

檢查外業(yè)觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性,并對明顯的單個錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行改正。然后利用專門平差軟件對外業(yè)CPⅢ點的全站儀數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計算,首先獲得 CPⅢ點的獨立坐標(biāo),然后再加入CPⅠ、CPⅡ點的準(zhǔn)確坐標(biāo)值,即可平差計算(最小二乘法)得到CPⅢ點的絕對坐標(biāo)值。

2 高程控制測量

膠濟(jì)線客運專線精密控制網(wǎng)CPⅢ高程測量采用精密水準(zhǔn)測量方法按三等水準(zhǔn)進(jìn)行,往返測量并起閉于水準(zhǔn)基點。測量完成后進(jìn)行嚴(yán)密平差,平差計算按有關(guān)精密水準(zhǔn)測量的規(guī)定執(zhí)行。

2.1 測量方法

CPⅢ高程控制網(wǎng)應(yīng)按三等水準(zhǔn)測量精度要求施測。每一測段應(yīng)至少與2個二等水準(zhǔn)點進(jìn)行聯(lián)測,以形成檢核條件。聯(lián)測時,往測時以軌道一側(cè)的CPⅢ水準(zhǔn)點為主線貫通水準(zhǔn)測量,另一側(cè)的CPⅢ水準(zhǔn)點在進(jìn)行貫通水準(zhǔn)測量擺站時就近觀測；返測時以另一側(cè)的CPⅢ水準(zhǔn)點為主線貫通水準(zhǔn)測量,對側(cè)的水準(zhǔn)點在擺站時就近聯(lián)測(如圖2所示)。

圖2 往測水準(zhǔn)路線示意

返測水準(zhǔn)路線示意如圖3所示。

3 工程應(yīng)用實例

3.1 平面控制網(wǎng)實例

以CPⅡ224到CPⅡ225之間的CPⅢ測設(shè)進(jìn)行舉例分析,該測段采用高斯任意投影,投影長度變形<25 mm/km,中央子午線經(jīng)度為118°15′、投影面高程為0 m。

圖3 返測水準(zhǔn)路線示意

CPⅢ測設(shè)前,首先要對全線的CPⅡ進(jìn)行復(fù)測,本項目利用Trimble GPS 雙頻接收機(jī)同步觀測一個時段(≥60 min)。其中CPⅡ224與CPⅡ225坐標(biāo)差之差的相對精度限差均小于1/80 000,滿足三等平面控制網(wǎng)等級要求,因此可以進(jìn)行CPⅢ測設(shè)。復(fù)測結(jié)果見表1。

表1 CPⅡ控制點相對精度限差 m

CPⅡ224與CPⅡ225之間距離為591.014 m,兩者之間布設(shè)了4個CPⅢ點,另外加設(shè)一個轉(zhuǎn)點,共設(shè)5個測站。導(dǎo)線測量路線如圖4所示。

圖4 導(dǎo)線測量路線

作業(yè)時利用全站儀照準(zhǔn)后視點,讀取距離和水平角度；再照準(zhǔn)前視點讀取水平角度和距離,每個測站測量兩個測回,現(xiàn)場記錄下水平距離和角度,外業(yè)操作各項限差均按三等導(dǎo)線要求執(zhí)行。內(nèi)業(yè)處理時打開文本器,第一行輸入方向中誤差、測邊固定誤差、測邊比例誤差,第二行為已知點點號和坐標(biāo),然后輸入測站點號及后視和前視點號、角度、距離。取角度和距離的平均值整理為COSA控制網(wǎng)軟件格式,保存為*.in2文件,如圖5所示。

圖5 導(dǎo)線數(shù)據(jù)輸入

點擊菜單平差→設(shè)置和選項,設(shè)置好平差選項后,點擊菜單平差→平面網(wǎng),打開上述擴(kuò)展名為in2的文件,軟件自動平差完畢,計算結(jié)果如表2～表5所示。

表2 坐標(biāo)和點位精度成果

表3 邊長方位角和相對精度成果

表4 方向觀測值平差成果

表5 邊長觀測值平差成果

由坐標(biāo)和點位精度表看出,點位中誤差均<5 mm；由邊長方位角和相對精度成果表看出,邊長相對中誤差<1/20 000；由方向觀測值平差成果表看出，角度中誤差<4″、由邊長觀測值平差成果表看出，邊長中誤差<3 mm。該平面網(wǎng)滿足一級導(dǎo)線要求。

3.2 高程控制網(wǎng)實例

高程系統(tǒng)采用1985國家高程基準(zhǔn),從BM117到XBM118共有13個測段,利用Trimble DINI電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行往返測量,現(xiàn)場作業(yè)各項限差均按三等水準(zhǔn)測量要求執(zhí)行,最后取距離和高差的平均值。在記事本編輯器中將格式整理為COSA平差軟件可識別的格式,第一、二行為已知點點號和高程,然后依次是測段點號、測段高差、測段距離,最后保存為擴(kuò)展名為in1的文件,如圖6所示。

圖6 高差與距離

利用COSA平差軟件設(shè)置好平差選項后,點擊菜單平差→高程網(wǎng),讀取上述in1文本文件,軟件自動平差完畢,平差結(jié)果如表6、表7所示。

表6 高差觀測值平差

表7 高程平差值和精度成果

先驗高差閉合差為8.90 mm,后驗每公里高程測量高差中誤差為5.867 mm。

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