鐵路工程中精密控制測量技術研究

摘 要：本文以筆者參與的京滬高速鐵路精密工程控制測量為工程背景，研究探討了鐵路工程中精密控制測量的具體實施流程和方法，全文是筆者工作實踐基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：精密控制測量 鐵路工程 設計

中圖分類號：TB21 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（c）-0047-02

精密工程測量規定了精密工程測量及其控制網的布設原則、等級、作業要求和數據處理方法。適用于各類工程的勘察設計、施工放樣、安裝調試、變形監測諸階段的精密測量工作。在其他領域應用時，其原則也可參照執行。精密工程測量是工程測量的現代發展和延伸，它以絕對測量梢度達到毫米量級，相對測量精度達到1×10，以先進的測量方法、儀器和設備，在特殊條件下進行的測量工作。精密工程測量準確求定控制點和工作點的坐標和高程以及進行精密定向、精密準直、精密垂準，為經濟建設、國防建設和科學研究服務。

對于一般工程來說精密工程控制測量不是一個新名詞，而對于鐵路來說確是最近幾年得到長足的發展。

鐵路精密工程測量過程分為以下幾個步驟：（1）技術設計書的設計與編寫。（2）現場的選點埋標及測量工作。（3）數據整理工作及技術報告的設計與編寫；每一步中都要縝密籌劃，周密組織，需要在工作中認真對待。

1 技術設計書的設計與編寫

（1）鐵路精密工程控制測量技術設計書，是指導精密工程控制測量的基礎，也是指導后續工作的基礎，因此必須編寫的系統全面，特別是每個技術指標的制定，必須滿足鐵路的技術等級要求。編寫前先要搜集過去工作資料，了解整個工程概況，包括工程所處的地理區域，過去工作的注意事項，工作方法及成果資料的精度指標。必須明確鐵路的等級、設計時速及線路的設計資料，以此來確定鐵路精密測量控制點的埋標等級，測量所用儀器方法，處理數據所用軟件及成果資料達到的精度指標等。對于每個環節都要仔細斟酌，確保制定的測量方法及技術指標滿足鐵路設計要求，能夠指導后續工作。

（2）坐標系統的設計：根據測區投影長度變形值的要求，采用任意帶高斯正形投影抵償坐標系進行坐標系分帶設計。無碴軌道工程測量精度要求高，施工中要求由坐標反算的邊長值與現場實測值應盡量一致，而國家的3°帶投影坐標，在投影帶邊緣的邊長投影變形值達到22.5 cm/km。因此采用工程獨立坐標系，把邊長投影變形值控制在一定范圍內以滿足施工測量的要求。德國高速鐵路采用MKS定義的特殊技術平面坐標系統。MKS可根據需要把地球表面正形投影到設計和計算平面上，發生的（不可避免的）長度變形限定在10 mm/km 的數量級上。參考國外先進的控制測量技術，規定投影長度的變形值一般不大于10 mm/km。關于投影長度的變形值一般不大于10 mm/km的坐標系統，可選擇以下三種數學模型：抵償坐標系統、任意中央子午線坐標系統、任意中央子午線的任意較窄寬度帶坐標系統。

2 現場的選點埋標及測量工作

2.1 選點工作

選點看起來是一項比較簡單的工作，其實不然，無論GPS還是導線選點都要求有很高的技術水平的工作。如果點位選擇不好，會給后續工作帶來很大的麻煩。有時甚至因為點位的原因不能測量而必須重新選點。GPS點位要盡量選擇在四周開闊的區域，在地面高度角15°內不應有成片的障礙物；點位應選擇在交通方便，且利于安全作業的地方；點位附近不應有大面積水域或其它強烈干擾衛星信號接收的物體（如金屬廣告牌等）；點位須遠離大功率無線電發射源（如電視臺、電臺、微波站等），其距離均不得小于200 m，離高壓輸電線距離不得小于50 m；附近不應有強烈干擾衛星信號接收的物體，盡量避開大面積水域。值得強調的是，點為要選在土質穩定，易于保存且容易到達的地方，盡量不要選在坎邊、臨時性的房屋頂上和距離線位太近的地方。實踐證明，當有流動的物體經過GPS靜態接收機附近時對信號的PDOP影響很大，因此也不要選在公路路邊、鐵路路基上，因為這樣將會給后序的測量和數據處理帶來很大的麻煩，有時甚至不得不重新選點測量。

2.2 埋標工作

一般來講選點和埋標工作最好同時進行，避免選好點時間臺長標記丟失給后續埋標工作帶來麻煩。埋標最基本原則是按照事先選好的位置和尺寸埋設，但如果發現選點的位置有問題，可以適當的調整，如發現選好的位置有地下水、土質不好有淤泥等情況，就要做調整。調整時要看事先計劃好的通視情況進行，避免任何點都不通視的點存在。根據現場情況，保證現場點名和事先設計好的點名完全一直，在印完每個點名時都要認真核對核實并拍好招片，現場仔細繪制好點之記。

2.3 測量工作

測量工作分為以下幾個步驟。

（1）出工前的準備工作。

檢查儀器檢定證書是否在有效期內，儀器部件是否齊全，設備有無破損情況。最好進行實地測量，檢查儀器是否能夠正常。GPS測量最好用帶有長水準氣泡的基座，出工前要檢校好每一個基座的對中器?；鶛z校是測量工作的基礎，許多項目GPS測量返工大都由于基座問題造成了?；鶛z校主要是對中器，水準管兩方面檢校，須由專業人員或者工作經驗豐富的人員檢校。

（2）現場測量工作。

通過京滬高速鐵路、太中銀鐵路、京石客運專線等多個精密控制項目GPS測量工作發現，GPS基座的由于在運輸過程中長途顛簸，對中器和長水泡經常發生問題，所以要求操作者對基座做經常性的檢查校正，發現問題及時解決處理。鐵路GPS測量多采用四臺基站測量，因為這樣做效率較高。

（3）測量方法。

3 數據整理工作及技術報告的設計與編寫

3.1 數據整理工作

3.2 技術總結的編寫工作

技術總結應該詳實縝密全面，主要是對測量過程、測量方法及測量成果的結論，總結出經驗以便別人借鑒。

參考文獻

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