精密控制测量在铁路工程中的应用研究

本文以笔者参与的京沪高速铁路精密工程控制测量为工程背景,研究探讨了铁路工程中精密控制测量的具体实施流程和方法,全文是笔者工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

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工程技术

精密控制测量在铁路工程中的应用研究郑雪峰

(铁道第三勘察设计院航遥测绘分院天津 3 0 5 ) 0 2 1摘要：本文以笔者参与的京沪高速铁路精密工程控制测量为工程背景，研究探讨了铁路工程中精密控制测量的具体实施流程和方法，全文是笔者工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。 关键词：密控制测量铁路工程设计精中图分类号： 2 P文献标识码： A文章编号： 7—3 1 2 1 ) 2b一0 8 -0 1 2 7 ( 0 0 () 0 O 2 6 9 0

精密工程测量规定了精密 r测量及程其控制网的布设原则、级、业要求和数等作据处理方法。刖干各类工程的勘察设计、适 施工放样、装调试、形监测诸阶段的精安变密测量工作。 l领域应用时，原则也往，乓他其可参照执行。密工程测量是工程测量的精现代发展和延伸，它以绝对测量梢度达到毫米帚级，相对测量精度达到 1 0以先×1,进的测量方法、器和设备，特殊条件仪在进行的测量上作。密工程测量准确求定精控制点和工作点的坐标和高程以及进行精密定向、密准直，密垂准，经济建设、精精为 国防建设和科学研究服务。 对于一般 E秤来说精密工程控制测量是一个新名词，对于铁路来说确是最而近几年得到长足的发展。 2 0年 1月，沪高速铁路精密工程控 06 2京制测量工作开始展开，起了中国铁路精掀密工程工作的序幕，接着哈大线，太紧石线，中线，津城际，秦，郑，两线人京津京大等一批精密工程测量项目相继展开。人本通过参加京沪高速铁路，中银铁路及京太线精密工程测量工作，现了精密工程发测量工作中仔在一些问题同时也有一些体会，在写出来是为了避免在后续的精密现工程测量中同样的问题重复出现，工程给带来玎必要的隐患和损失。 铁路精密工程测量过程分为以下几个步骤： ( )术设计书的设计与编写； 1技 () 2现场的选点埋标及测

量工作； () 3数据整珲工作及技术报告的设计与

统全面，别是每个技术指标的制定，特必须子午线附近 Ym: ),使长度变肜小于 0时要满足铁路的技术等级要求。写前先要搜 1 1 0 0,编/ 0 0 0则线路的高程至归化高程血的距集过去工作资料，解整个工程概况，括离不宜人于6 .m(度变形比为 1 1 0 0 )了包 37 /000 归化到参考}球体面上的边长再投 I 5 f i s,工程所处的地理区域，去工作的注意事过其。项，作方法及成果资料的精度指标。工必须影至高斯平面时，长度将会放长△s设明确铁路的等级、计时速及线路的设计该边两端点的！均横坐标为y则其近似设 m,资料，此来确定铁路精密测量控制点的关系式为：以 埋标等级，测量所用仪器方法，理数据所处 AS S=2 R () 1用软件及成果资料达到的精度指标等。对于每个环节都要仔细斟酌，保制定的测确即高斯正投影变肜比弓该边距 l【子{欠 l量方珐及技术寸标满足铁路设计要求，旨能午线的、均距离的平方：成正比。 够指导后续工作。 根据高斯投影近似公式 ()标系统的设 t:据测投影长 2 t根 度变形值的要求，用任意带高斯正形投采 2 影抵偿标系进行坐标系分带设计。碴}皇无当考虑高程投影时，使高斯正投 特轨道工程测量精度要求高，工 l要求山施 1】 影变形值不人于 1 10 0,将投影带边缘/ 0 00应/坐标反算的边长值现场灾测值膨尽量一至中爽 f,线的距离控制在 2 k以内， 1 f: 8m日投]致，国家的3带投影坐标，而 7在投影带边缘 6 m。的边长投影变形值达到 2 . c/ i。此影带东西向的宽度府不人于 5 k利用高 2 5 m, n因 k高 采用工程独立标系，边长投影变形值稃化时导线边长缩短，斯正投影时导把~

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控制住一定范围内以满足施工测量的要求。国高速铁路采用MKS义的特殊技德定术平面坐标系统。 MKS可根据需要把地球表面正形投影到

设计和计算平面上，生发的 (呵避免的)度变形限定 1 mm/ i不长 0 k n的数量级上。考国外先进的控制洲最技参术，定投影长度的变形值 不大于 1规股 0 mm/ m。 k关于投影长度的变形值一不大般干 1 mm/ m的坐标系统， J择以下种 O k '选数学模型：偿坐标系统、意中央了午线抵任坐标系统、意中央子午线的任意较窄宽任度带坐标系统。 编写； 导线测量中，测边长D归化至参考观每步中都要缜密筹划，周密组织，需椭球体面上时，长度将会缩短△D。归其设要在： E作巾认真对待。 化高程为 H,球平均曲率半径为 R,近似地其 1技术设计书的设计与编写关系式为： AD H ( )路精密工程控制测技术设计 1铁书，指导精密工程控制测量的基础，是是也 D指导后续工作的基础，此必须编写的系因当不考虑高斯正投影产生的变形(央 —

线边长伸长，两者变形符号相反的特性，就仔在着一定的抵偿地带。使高程归化变若形比与高斯正投影变形比的差值不人下l /10 0,: 00 0即

蔓一一… 2 R R l 0 0 0 0 0

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根据这一公，以计算 f抵偿地带 可 I j的高桴 I和卡应的横坐标 Ym之㈣的关{ H系。于…定的高俘只存在定的抵偿地对带，东西宽度也随高的增加而变得愈其狭窄。干基夺南北走向的高速铁路，东对其西摆动在一定范同内，用人为的方法来改变归化高稃面，它高斯止投影变形柯使 1抵偿，并不改变同家统一的高斯 _影但 l F投 3带的中央：线，种投影方法称为抵。午这偿高程面的高斯正投影统一 3带平面直角。坐标系，称抵偿标系。于基本南北止简对 r的高速铁路，口 J其东西摆动仟一定范围内， 还可以人为改变中央了午线的位置，改 变归化高程面，长度变形火于 1 他/ 10 0, 0 0 0这种方法称为任意 L央：1线的高 I产-|斯止投影平面直角杯系，称意【央简 _ I I子/ r线标系。

表 1测角测边精度指标表控制网级别接线方向中误差景弱边相刊差相对点位 l误差 (11中误 f] 11)[IB级网C缎

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2现场的选点埋标及测量工作2 1选点工作 .选点看起来是一比较简单的 I,项 其实小然，无论 G 还是导线选点都要求有 l s很高的技术水的【作。果点他选择不如好，给后续工作带来很人的麻烦。时甚会有至因为点位的原因小能测量 j须重新选 必点。 点位要尽最选择在四周开阔的 GIS

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