精密工程控制测量在高速铁路建设中的应用（精选8篇）

精密工程控制测量在高速铁路建设中的应用 第1篇

精密工程控制测量在高速铁路建设中的应用

结合京津城际高速铁路工程控制网和高精度轨道基准网测设,总结探讨了精密轨道工程控制网的布设方法及高精度轨道基准网的`实现方法.

作 者：吴仲儒 陈顺利 牟海涛 WU Zhong-ru CHEN Shun-li MU Hai-tao 作者单位：吴仲儒,牟海涛,WU Zhong-ru,MU Hai-tao(秦垒岛市测绘大队,秦皇岛,066001)

陈顺利,CHEN Shun-li(中铁二局集团新运工程有限公司,成都,610031)

刊 名：长春工程学院学报(自然科学版)英文刊名：JOURNAL OF CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：10(2)分类号：P22关键词：高速铁路 工程控制网 轨道基准网

精密工程控制测量在高速铁路建设中的应用 第2篇

河南工业职业技术学院建筑工程系

毕

业

设

计

任 务 书 及 指 导 书

工 程 测 量 技 术

班级

建筑工程系工程测量080

1学号

0703080108

姓名

库强胜

指导老师

马淑英

2010 年 12 月9日 精密测量在高速铁路中的应用

库强胜

（建筑工程系工程测量0801,河南工业职业技术学院,0703080108）

摘 要：根据高速铁路无砟轨道要求的高标准性，轨道几何尺寸要求以及轨道精调强调精度测量在高速铁路建设中的作用。高速铁路最大的特点是快，而快的同时必须保证高平顺性、高稳定性、高安全性、高舒适性。要达到这样的目标，必须提高测量精度。因此，高精度测量成为高铁建设中的一项关键技术。

关键字：高速铁路；无砟轨道；精调；精度测量；关键技术

Application of Precision measure in high speed railway

Ku Qiangsheng(construction engineering Engineering Survey0801，Henan Industry

Vocational College，0703080108)

Abstract:

Based on high standards of without fragments orbital demand of high speed, the requirements of maintenance work measurement and truck fine tuning to emphasize the function of precision measurement in management pattern for constructing high speed railway.The greatest attribute of speed railway is speedy, but at the same time must ensure high ride comfort、high stability、high security、high comfort.All this will have to improve the measuring accuracy.So high 1 precision measurement becomes key technique of railway construction

Key words：speed railway;railway track;fine tuning;precision measurement;important skill

0序言

高速铁路轨道精度测量一直是影响轨道平顺的关键问题之一，特别是因为无咋轨道的整体性和连续性，使得轨道调整更加困难，精度要求更高。目前无咋轨道定位测量方法，基本上都采用过在CPⅢ控制网[1]的控制下，先用全站仪自由设站后方边角交会的方式确定全站仪三维坐标，再按极坐标测量的方法测量轨道上轨检小车棱镜点的坐标，最后与轨道点的设计坐标进行比较，计算该轨道点测量坐标和设计坐标的差值，从而逐步把轨道调整到位的方法。高速铁路建设要求

1.1 无砟轨道概况

无砟轨道是以整体道床代替碎石道床的一种新型轨道，其平顺性、稳定性、精度和标准要求高，传统的施工技术和工艺已不能满足设计和运营的要求。这种新型的轨道结构，其静态几何状态中线为2mm，高程2mm，轨距±1mm，检测方法为全站仪配合轨道几何状态测量仪检测。

对于无砟轨道要求的高标准性，施工中一般是采用全站仪配合静态轨检小车对已铺设成型的线路轨道进行测量，人工配合进行线路调整。使用全站仪配合轨检小车进行轨道几何状态测量是一项费时细致的工作，再加上没有成熟的调整顺序和方法，会出现调整过一遍后，再进行复测时又出现线路的几何状态不能满足规范要求，需进行反复测量反复调整。不仅影响铺轨精调的整体进度，而且给钢轨和扣件带来一定的影响，最大的问题是不能保证联调联试的正常进行。在现有的施工技术条件下，如何在保证精调精度的同时提高铺轨精调的速度，本文对此进行探讨，寻求一种快速的精调作业方法，提高铺轨精调的速度。

合武铁路的大别山隧道位于墩义堂至麻城之间，采用双块式无砟轨道，全长13.256km。在隧道两端分别设置25m的过渡段，设计线间距4.6m。隧道终点有 一半径7000m的曲线伸入隧道内，伸入长度799.93m。隧道内无砟轨道正线采用专用的双块式轨枕，按1600根/km布置。正线铺设60kg/m U75V无螺栓孔新耐腐蚀钢轨，隧道内正线采用pandrol直列式扣件。

1.2 轨道几何尺寸要求

1.2.1 轨道动态几何尺寸要求

轨道动态几何尺寸的检测是通过大型轨检车进行的，利用轨检车试运营来检测轨道在负重情况下的几何状态参数，依列车运营时的平稳性和乘坐舒适度为标准来衡量。为此，在进行静态轨道调整时，也要以线路的平顺性和相对关系为重点对线路进行静态调整。轨检车在时速160km情况下的轨道动态检测指标如表1所示。

1.2.2 轨道静态几何尺寸要求

轨道静态几何尺寸是指在线路不受外力的作用下，通过检测手段得到的线路平面位置、高程与设计值之间的差值，静态测量值可以显示出建成结构物的绝对位置。由于各种原因，施工后的轨道结构物不一定完全达到设计线路平顺性的要求，规范要求的轨道实际位置与设计位置偏差允许值如表2所示。

轨道静态情况下要满足线路平顺性要求，就需要检测各点在某一线路方向或高程方向左右的游离，这个方向就是需要拟合的线路正确方向，轨道各检测点相对于拟合方向的线路偏差的限差，规范中做了规定如表3所示。

在进行轨道精调时着重控制的技术指标是轨道静态几何尺寸。轨道绝对位置的正确是线路符合设计要求的保证，而轨道的相对位置是行车安全和乘车舒适度的保证。在此基础上进行轨道静态相对位置的调整，才能保证列车运行时的安全与乘车舒适性。

1.2.3 现场实施控制的轨道静态几何尺寸要求

合武铁路大别山隧道无砟轨道设汁速度为250km/h，规范规定的静态检核尺寸的限差为：10m弦长的高低和轨向为2mm，水平为1mm，轨距为±1mm。精调后 进行列车动态检核时又发现轨距、轨顶面的高低存在一定的误差。这说明进行列车动态检核更能体现出轨道的相对位置关系和轨道的几何尺寸的变化率。规范规定的10m弦长对轨道高低和轨向的控制实际上是对这2项指标的变化率的控制，故对轨道水平和轨距也应该用变化率来进行控制。大别山隧道无砟轨道每2根轨枕间距为0.625m，对于每根轨枕都作为静态几何尺寸的检查点，相邻2检查点的数据与设计值之差作为这2点的变化率。从现场的检测情况看：无论是轨向、高低，还是水平、轨距这个变化率都应控制在0.5mm以内，且这个变化率应该在某一个定值上游离。

1.3 轨道精调

1.3.1 确定基本轨

在轨道的2根钢轨中选择1条作为基本轨，一般在一段线路中选择没有曲线超高的一条钢轨作为高低基本轨；在曲线地段的外轨作为轨向基本轨。基本轨是轨道几何尺寸调整的基础轨，也是轨道调整的基本线，轨向基本轨的确定标志着线路中心线的确定，在合武铁路大别山隧道中选择左轨作为高低基本轨，右轨作为轨向基本轨。因为在隧道出口处有一左转曲线，右轨具有曲线超高。

1.3.2 轨距的调整

轨距是轨道的重要几何尺寸之一，也是最基础的控制要素，在钢轨铺完后就应对轨距进行检测。轨距的检测方法采用带有毫米刻度的道尺，读数应读至0.1mm，并做好记录，为下一步调整做好准备。

调整按照1435.5mm的标准轨距进行，2根轨枕间的轨距变化不应超过0.5mm，对已经调整过的地段重新进行轨距检测，保证在1435～1436mm之间，其变化率不应大于0.5mm。

1.3.3 精测与调整

轨距调整完成后即可用轨检小车进行轨道静态几何尺寸的测量，测量是进行轨向、轨顶面高程调整的基础和依据。静态测量数据的精确与否直接影响到线路的精调质量，测量时要严格按照轨道几何状态测量仪测量的顺序和步骤进行。在大别山隧道无砟轨道精调测量中采用德国的GEDO CE轨道几何状态测量仪和天宝全站仪以及配套的GEDO CE测量软件。1.3.3.1 精测方法（1）CPⅢ控制网布设形式

大别山隧道无砟轨道CPⅢ平面控制测量采用后方交会法施测，其测量布网形式如图1所示。

CPⅢ控制测量完成后利用铁道第三勘察设计院集团有限公司编程的后处理软件进行平差，平差后的相邻点位中误差应小于1mm。

CPⅢ控制点水准测量按精密水准测量的要求施测，CPⅢ控制点高程测量在CPⅢ平面测量完成后进行，并起闭于二等水准基点，且一个测段不应少于3个水准点。

（2）GEDO CE测量系统原理

采用全站仪自由设站，利用后方交会的测量方法和多对CPⅢ联测得到点位精度小于1mm的全站仪设点三维坐标；全站仪测量利用轨检小车上的棱镜得到高精度的棱镜坐标，通过小车的固定棱镜得到坐标值和高度值，计算得出线路的倾斜数据。将得到的测量数据结合小车传感器数据，计算得出线路中线数据、超高值(测量)和倾斜高(测量)；再将计算出的中线数据、超高值、倾斜高和线路设计值进行比较得到差值并通过显示器显示出来。轨检小车计算原理如图2所示。

1.3.3.2 测量

大别山隧道无砟轨道铺轨精调采用6～8个CPⅢ控制点的后方交会法进行全站仪设站，设站所测点残值都应满足小于2mm的系统要求，站点的坐标中误差应小于1mm。

全站仪架设在4对CPⅢ(左右线各4个)中间并保持与小车棱镜在同一条钢轨上方；全站仪架设要最低，保持小车从小里程到大里程运动(也可以从大里程到小里程运动)，小车棱镜安置方向应与固定端相对应，固定端安置在轨向参考轨上。设站时全站仪与小车的距离在80m以内，每次精调测设范围最好控制在10-80m。每测设完1站后移动1对CPⅢ，重新设站，全站仪倒退，每2次设站必须保持一定的重叠段(以10m为宜)，测量布设如图3所示。

1.3.3.3 数据整理

《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》要求轨道线路平顺性指标主要用10m弦控制，轨向和高低10m弦的最大偏差为2mm。10m弦的含义为：在线路上任意选取(或测量)3个点，组成一条弦最大偏差不应大于2mm。在大别山隧道无砟轨道测量中，GEDO CE测量系统的后处理软件也列出了这几项指标，该系统能自动生成一个包含这几项指标在内的实测数据文件表格，生成的数据文件中有10m弦和30m弦2种(可根据实际情况进行定义)，大别山隧道主要以30m弦2mm这项指标控制。铁道部最新颁布的铁建函[2009]674号文件《高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南》中规定轨道静态平顺度高低、轨向30m弦均为2mm。

现场测量中根据实测形成的数据文件，对线路上的超限部分进行数据分析，并重新对线路轨向、高低进行拟合，形成一条满足线路平顺性要求的内业拟合方向线，再依据这条拟合的方向线对各实测点的轨向和高低确定调整量，对测量点的钢轨进行调整。下面以表4为例具体说明。

以表中60～53测量点来说明具体数据分析调整方法：首先看轨顶高低的30m弦数据(测量数据可以形成10m、30m弦，为保证数据的可靠性这里采用30m弦 2mm的限值)，在整个30m弦轨顶高低偏差值项没有大于2mm的检核点，这说明该段线路在轨顶高低平顺性中是平顺的，满足规范对线路高低平顺性的要求，所以对本段轨顶面高程不需要进行调整。而在本段的轨向(中心线)上可以看出对应的30弦偏差出现了不同程度的超限(表中的加黑方框部分)，不难发现这几点的水平中线与前后相比有明显的偏离(前后的中线方向都在一1之上)，调整时需要将这部分轨道中心线调整到相对平顺的位置上(表4中加黑方框内粗线数据即为具体调整数据)，才能使弦差不超限，保证线路的平顺性。1.3.3.4 轨道调整

轨道调整在轨距调整完成后的段落进行，减少因轨距调整对方向和高程的影响，有效避免反复测量和调整。

首先调整轨向：根据软件形成的资料，由专人复核，并到现场按里程将需要调整的数据标记在钢轨对应的轨枕上(注意调整方向)。调整时需有技术人员指导对钢轨进行调整，首先用道尺量出调整处的轨距，并做好记录；松开扣件按照要调整的方向和数据将基本轨调整到位；再用道尺按照记录好的轨距将另一根钢轨调整到位。

基本轨轨顶面高低的调整：根据整理的测量资料由技术人员到现场将调整数据标记在钢轨对应的轨枕处，并指导工作人员对钢轨进行抬升或降低。对于既存在超高又需调整基本轨的测量点，首先将高低基本轨调整到位，再根据超高调整另一根钢轨到位。

无论是曲线地段还是直线地段都应该按照里程前进方向进行测量调整(保证调整方向的一直性)。在进行轨顶面高程调整的同时对调整部分的前后进行空掉板项的检查，发现空掉板应即时进行处理，保证线路几何状态在重力作用下的稳定性。做完第一遍调整后，重新对轨道数据进行测量，作为第二遍轨道调整的依据，依次类推。轨道路基沉降与测量

近几年来, 随着我国客运专线和高速铁路项目的建设,因路基的工后沉降已成为高速铁30 路和客运专线施工控制的重点, 控制路基沉降已成为路基施工控制的关键和重点, 也是今后影响高速铁路行车速度、平稳、舒适和安全的重要技术指标。然而，行车速度达200km/h以上的高速铁路与普通铁路具有本质上的差 异，其路基的列车动力作用远大于普通铁路。且无砟轨道建成后不可调整的特点[2]，要求线下工程沉降基本稳定或达到无砟轨道铺设条件后才能开始进行无砟轨道的铺设工作，这就要求在客运专线建设中必须对线下工程进行沉降变形35 观测工作。沉降观测应在墩台建成后立即埋设沉降观测标志进行不间断的观测，以得到墩台的沉降曲线，并预测墩台的最终沉降量，满足设计要求后进行无砟轨道的铺设工作。线下工程沉降变形观测成为控制工程进度的关键工序。为获得有效的沉降数据，在对铁路专用线沉降监测的特点进行分析后研究成果为无砟轨道铁路专用线的沉降监测提供了一种新的方法。

2．1 路基沉降观测精度要求及监测频度

2.1.1 路基沉降观测频度

表1 路基沉降观测频次

监测阶段 监测频次

一般 1次/天

填筑或堆载 沉降量突变 2～3 次/天

两次填筑间隔时间较长 1次/3 天

第1 个月 1次/周

堆载预压或路基施 第2、3 个月 1次/2 周 工完毕 3 个月以后 1次/月

第1 个月 1次/2 周

无砟轨道铺设后 第2、3 个月 1 次/月

3～12 个月 1次/3 月

客运专线的路基沉降应结合该工程的实际情况以及不同的阶段确定其观测频度。其施工阶段分为填筑或堆载阶段、堆载预压或路基施工完毕阶段、无砟轨道铺设后共三个阶段。其各阶段的观测频次应不低于表1的规定。

2.1.2 路基沉降观测精度

根据《建筑变形测量规程》[3]，路基沉降观测水准测量的精度为±1.0mm，读数取位至0.1mm；剖面沉降观测的精度应不低于8mm/30m，横剖面沉降测试仪最小读数不大于0.1mm。

2.2路基沉降监测方法

路堤沉降观测首先应满足精度要求，每测站高差中误差≤±0.5mm；每测段往返较差或附合路线允许闭合差：≤ ±1 n（mm）或≤ ±4 L（mm）（注：n 为测站数；L 为水准路线长度，以km 计）；65 沉降观测点相对于水准基点高差中误差≤±1.0mm。

根据路堤沉降监测的点位布置，为满足精度要求确定在整个沉降监测过程中采用横剖仪

和水准仪进行横剖面沉降观测。每次观测时，首先用水准仪按二等水准精度测出横剖面管一侧的观测桩顶高程，再把横剖仪放置于观测桩顶测量初值，然后将横剖仪放入横剖管内测量各测点。

其水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测沉降板测杆顶面测点高程。沉降板观测时在测杆头上套一个专用的测量帽。测量帽下部以刚好套入测杆，测量帽上部以中心为一半球型的测点。在沉降板测杆接高时，同时测量接高前后的测杆高程。按测量精度要求和频次定期观测路肩观测桩顶面测点水准高程。定点式剖面沉降测试压力计直接采用便携式工程测试仪读取数据。

在测量过程中，应使用测量精度不低于±1.0mm（每千米往返测高差中数的偶然中误差）的自动安平水准仪直接读数精度为0.1mm，估读精度为0.01mm。水准标尺应采用与之配套的线条式铟瓦合金标尺（尺长根据现场情况可选择1m、2m 或3m），以满足《国家一、二等水准测量规范》有关规定要求，在沉降观测前和沉降观测过程中的规定时间段应对仪器和标尺进行检定，成果合格才可以进行观测点的测量；每次观测采用相同的观测路线和观测方法；使用同一仪器和设备；固定观测人员；在基本相同的环境和条件下进行作业。

沉降观测点的高程测量采用从邻近水准基点测至沉降观测点，再闭合至邻近另一水准基点的附合水准路线法。附合水准路线法往返测的高差之差及附合路线闭合差均小于≤ ±4 Lmm（L 为两相邻水准基点间的水准路线长度，单位km），当高差之差或闭合差超限时，必须分析原因，且进行补测，直至满足要求。

2.3 路基沉降测量点位设计

根据《建筑沉降变形测量规程》的规定在点位布设中各部位观测点设在同一横断面上，便于集中观测，统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综 合分析。

沉降变形观测水准网的建立按照联测和观测方便的原则沿线左右进行了布设，且该地视野广阔，没有遮挡，利于观测。在保证满足沉降观测的精度要求的基础上，该路基沉降测量点位的设计，应结合施工方案与监测主断面的条件且应尽量保证不浪费资源。路基沉降监测断面根据不同的地基条件，不同的结构部位等具体情况设置。沉降监测断面的间距不大于50m，对于地势平坦、地基条件均匀良好、高度小于5m 的路堤或路堑可放宽到100m；对于地形、地质条件变化较大地段适当加密。路堤与不同结构物的连接处应设置沉降监测断面，每个路桥过渡段在距离桥头5m、15m、35m 处分别设置一个沉降监测断面，每个横向结构 物每侧各设置一个监测断面。

通过对该客运专线的实地考察并结合观测的精度要求与施工技术决定对该客运专线路堤地段采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型监测断面，Ⅱ型断面仅在桥头布置，一般每间隔3 个Ⅰ型监测断面设置一个Ⅲ型监测断面。这样既保证了观测精度又避免了资源的浪费，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。

图2.1 路堤沉降监测剖面元件布置示意图（Ⅰ型）

图2.1 所示Ⅰ型监测断面包括沉降监测桩和沉降板。沉降监测桩每断面设置5 个，施工完105 基床底层后，预压土填筑前，距左、右线中心4.7m处于基床底层顶面埋设2个沉降监测桩,。其余3 个于基床表层施工完成后布置于双线路基中心及距两侧路肩1m 处的基床表层顶面上；沉降板位于路堤中心，基底铺设碎石垫层的地段埋设于垫层顶面，基底设混凝土板地段置于板顶面，随填土增高而逐渐接高测杆及保护套管。

图2.2 路堤沉降监测剖面元件布置示意图（Ⅱ型）

图2.2所示Ⅱ型监测断面包括沉降监测桩和定点式剖面沉降测试压力计。沉降监测桩每断面设置5 个，埋设方法同Ⅰ型监测断面；定点式剖面沉降测试压力计位于路堤中心,基底铺设碎石垫层的地段埋设于垫层顶面，基底设混凝土板地段置于板顶面。

图2.3 路堤沉降监测剖面元件布置示意图（Ⅲ型）

图2.3 所示Ⅲ型监测断面包括沉降监测桩、沉降板和剖面管。沉降监测桩每断面设置3个，布置于双线路基中心及距两侧路肩1m 处的基床表层顶面上；沉降板位于路堤中心，底板埋设于基床底层顶面上，随填土增高而逐渐接高测杆及保护套管，横剖面管埋设于路堤基底碎石垫层顶面处。路堤与横向结构物过渡段，于横向结构物顶部沿横向结构物的对角线方向铺设剖面沉降管。横向结构物两侧外边缘各2m处设置一个I型观测断面，平面布置见图2.4（Ⅳ型）。

图2.4 路堤沉降监测剖面元件布置示意图（Ⅳ型）

路堑地段均采用堆载预压，见图2.5 采用(Ⅴ型)监测断面，分别于路基中心，距两侧路肩1m 处各设1 根沉降监测桩，路基中心设沉降板，底板至于基床底层顶面，观测路基面的沉降。

图2.5 路堤沉降监测剖面元件布置示意图（Ⅴ型）

2.4 精密测量在解决路基沉降中的作用

预测铁路线的后续沉降量对铁路路线的施工和运营安全至关重要。地基沉降是铁路客运专线沉降变形观测评估的基本内容，但由于对地基沉降的规律及其工程意义认识不足，观测成果的运用存在一些不足之处。测量在预测铁路线的后续沉降量和解决地基沉降中起着非常重要的作用，测量的精确度和准确性直接影响预测的结果。高精度仪器和适宜的工作方法在布设控制网中的应用尽可能地消除了部分误差，为高速铁路施工提供了必要的精度保障。自由设站在高铁测量中的应用 自由设站测量至少使用两个点，最多点没有限制，通过边角交会测量求得测站点的坐标。操作者只需粗略照准观测点，全站仪能够自动精确照准目标，并自动进行水平角、天顶距和距离测量，完成数据的自动采集。最后结果是获得测站点的三维坐标，同时提供精度评定。

3.1自由设站轨道精调测量步骤(见图3.1)

图3.1自由设站轨遭精调测量步骤

15(1)新建工程，输入工程名。

(2)测站设置。设置主要包括设置限差和测站两个方面。限差值是根据需要测量的精度要求输入一定的限差。如果计算出的限差值超限，会出现警

告，可以据此判定是否采用自由设站结果。同时输入测站的点名和仪器高。(3)输入已知点坐标。在开始采集数据前，先把周围所要观测的CPHI控制点坐标输入全站仪，供观测完成后计算使用。

(4)开始测量。在测量过程中，对一个点只测盘左或盘左盘右都测均可；对同一点的盘左盘右测量完成后自动计算2C(盘左盘右互差)值，如果2C值超限，程序将自动重测该点，取最后一次观测数据参与计算。测量开始前需选择目标点的点名和输入棱镜高。盘左盘右都测时，对同一目标而言，棱镜高不能改变。(5)查看已知点坐标和观测数据。为了避免人为输入坐标时出错，可以查看输入的已知点坐标。如果有错误，可以删除点或重新输入点坐标。

(6)查看自由设站结果。结果显示测站的三维坐标和坐标标准差，以查看是否符合测量精度要求，并确定是否采用测量成果。

3.2 自由设站的站点设置

在高速铁路轨道精调测量中，一般都要测8个CPIII控制点，为了适应这一需求，可测量多余8个以上点。为了保证高速铁路的平顺性和整体性，轨道精调测量非常重要。因此，希望在我国中长期规划的高速铁路建设中可以采用此方法进行轨道精调测量。高铁中的控制网

4.1 程控制网的布设 4.1.1 高程控制网的布设

高程控制点按基岩点、深埋水准点和加密水准点3种类型，且在线路施工的影响范围之外布设。根据沿线地质条件，基岩点埋设深度一般为300--400m，深埋水准点埋设深度一般为3000m，密埋水准点埋设深度一般为3_5m。

表1线路施工所用控制网的技术指标

控制网级别 精度要求 控制网说明

点距约Ikm，相邻点位 基础网 相对平面精度lOmm、高程精度2mm。

点距约每150-_250m，用于测设轨道设标点、线路导线网 相邻点位相对平面精度 对线各阶段的施工提供

5mm、高程精度1mm。放样和验收的依据。点距约60m有2个点，相 用于放样基准点、轨道 邻点位相对平面精度 铺设辅助锥，并做为测

轨道设标网： 1mm、高程精度0、5mm。设基准点的依据。如在

（特大桥梁点距可放宽至 承载层施工时已存在，150—180mm，平面精度 也用来进行承载层的放 3mm、高程精度lmm。)样和验收。每块板接缝处有一个点，轨道基准网 相邻点位相对平面精度 用于精调粗铺了的轨道

0.2mm、高程精度0/1mm。板。

为了确保轨道铺设，基础网的加密水准点高程要求达到2mm／km的精度。根据文献[5]中二等水准测量观测中误差的限差要求，附合于深埋水准点上的加密水准路线，其最弱点中误差应为：

Mb=m√L∫/2(1)式中：m——水准测量每公里高差观测中误差；

L----附合水准路线长度。

若深埋水准点间的路线长度为5一6km，则由(1)式可得加密水准最弱点的精度为±0．84一±0．92mm。因此．以4-5km的间距布设深埋水准点，其间布设加密水准点，并以国家二等水准测量的精度要求施测，便能确保加密最弱点的精度优于2mm。

深埋水准点的高程按一等水准测量的要求施测，并附合于基岩水准点。根据文献[4]中一等水准测量观测中误差的限差要求，每公里高差观测的中误差为±O．45mm。若基岩点之间的水准路线长度为25—35km，则由(1)式可求得其最弱点的精度为±1．0l一±1．23mm；因此，每隔30km埋设一个基岩点，一等水准路线的长度一般不会超过35km，就能确保最弱点精度优于2mm。

由于基岩点与深埋水准点的造价高，根据前面的精度分析每30km设置一个基岩点、5km设置一个深埋水准点是比较适宜的。按此埋设规则，全线应布设基岩点5座，深埋水准点25个。

线路导线网点问距为180--200m，其高程的精度是Imm。点位应均匀疗布在线路中线左右40--60m处，按国家二等水准测量的要求进行。

4.1.2平面控制网的布设

平面控制网按首级GIS网(见图4.1)、次级GPS基础网、GPS和精密导线网的形式布设。

首级GPS网、次级GIS基础网点分别与水准基岩点、深埋点的埋设共同考虑，设计基岩点和深埋水准点时，应在其上建成观测墩，并建立强制归心标志。首级、次级GIS网构成三角形和四边形独立闭合环，以保证控制网的可靠性，GPS加密网点间距为I．5km，约100个，沿线布设时以便于加密布线路导线和施工需要为原则，并尽量使点间通视(邻点保证通视率不小于2／3)，困难地段需增加方向辅助点。首级、次级、加密GIS网的技术要求分别以文献[5]中的B、C、D级网的技术指标为参考；同时，根据工程实际需要，各级GPS网的平面坐标点位精度应优于1cm。

线路导线在加密GPS网的基础上布设，其平均边长为180--200m，点数约500个，点位布设以便于施工需要为原则.各导线点都采用强制对中观测墩，其埋设标准与加密GPS点相同。根据导线最弱点精度应小于5mm的工程需要，导线的测角中误差应为2″，测距相对误差为1／10万。

4.2 工程控制网的施测与数据处理

4.2.1 高程控制网的施测与数据处理

根据前面分析，深埋、浅埋水准点分别按文献[4]中的一等、二等水准测量的精度要求观测，水准路线主要指标：一等各测段往返测高差较差的限差为±1．8 √Lmm(L---测段长度，km)，每公里水准测量的偶然中误差限差为3=0。45mm；--等相应为±3．0√Lmm和±O．75mm。数据处理按严密间接平差法，计算各水准点的高程、精度及相邻水准点的精度等。

4.2.2 GPS控制网的施测 GPS控制网采用LEICA 1230双频GIS接收机或相同精度指标的GPS接收机观测，采用广播星历，由商用软件解算的GPS基线向量，其标称精度为5mm+lppm。若采用精密星历和精密基线解算软件，只要有充足的观测时间。可将30km基线的相对精度提高到0．1ppm m。

首级GIS平面控制网共有5点，点位与基岩水准点重合，间距约30km；次级GPs网共布设25点，点位与深埋水准点重合，间距为4—5km。

在30个首级、次级GPS网点的基础上布设加密GPS网，点间距约2km，约100个点，均成对布设，并采用8台精度为5mm+lppm的双频GPS接收机进行同步观测，采样间隔为15s，卫星截止高度角为15°，观测PDOP<6，观测时段均为3h。

4.2.3 GPS网的数据处理

4.2.3.1 GPS网的基线解算与成果检核

在进行外业GPS测量过程中，对当天的观测数据进行初处理，以及时发现问题，确保观测数据的质量。数据的初处理主要是用广播星历和商用软件解 算当天观测的基线，用于解算基线的起算点在WGS一84坐标系中的绝对坐标精度不低于3m，可通过单点定位得到。4.2.3.2 GPS网的平差计算

数据后处理采用同济大学测量系的TGPPSWin32软件进行平差计算。包括：(1)GPs网的无约束平差；(2)GPS网的约束平差

4.3 轨道控制网的施测

4.3.1 轨道设标网

轨道设标网点一般是固定在铁路两侧的接触网支柱、边墙、挡土墙等上面，约每60m设一对点，且关于线路对称，相邻点位平面精度lmm，高程精度0．5mm。

轨道设标网的平面坐标采用伺服型全站仪(测角精度≤±l″，测距精度≤2mm+2ppm×S)按自由设站和后方交会方法测定。在每个自由测站，以2×3对设标点为测量目标，2测回观测，每次测量应保证每个点被测量3次。在观测时，应注意与靠近线路的GPS点、导线点联测，并且联测点应为2--3个测站共用，联测长度应控制在150m之内。当受观测条件限制，仅有一个自由站点和GPS点、线路导线点通视时，应设置辅助点。

轨道设标网的高程测定采用高精度电子水准仪，测量精度±lmm，读数至0．1mm。方法为：每一测段应至少与3个二等水准点联测，往测时以轨道一侧的设标网点为主线，另一侧的设标网点就近测站观测；返测时以另一侧的设标网点为主线，对侧的水准点在摆站时就近观测。

4.3.2 轨道基准网

轨道基准网点在每2个博格板接缝处布设，主要用于精调博格板。一般是在承载层施工完成后，根据预先设计的坐标粗放到实地，待轨道板铺设完成后，再予精确测定实际位置，待平差后，使相邻点位相对平面精度至0．2mm，高程精度至0．1mm。这种精度主要依赖全站仪极高的测角精度来实现，因此，使用全能全站仪，测角精度应高于l″，测距精度应不低于2mm+2ppm，处理米制数值(距离，高度，坐标)时，应精确到0．1mm，为保证高程精度，观测时镜站必须采用强制对中底座装置。

测量方法仍采用自由设站的方式，方法与设标点类似。仪器架设尽量靠近待定点的连线上，以轨道设标点作为后视起算数据，每组观测10--16块板，每组中至少有5个重合点，观测不少于3个测回，如遇特大桥梁时，略做调整，适当放宽要求。当每站观测结束后，根据赫尔默特转换原理将每站中未知点的坐标转换到国家坐标系中．然后再利用软件对各组成果统一起来进行平差，这样可以使各组数据缓和衔接，达到要求的精度。结束语

精密测量在高速铁路中的发展将来肯定会越来越精确，越来越先进，随着科学技术的不断发展与创新，精密测量肯定会在各个领域中取得突破，得到更加广泛的应用！接下来的几年，我国还要对高速铁路进行投资，精密测量在高速铁路中的应用必定会得到更加广泛的，取得更好的发展！致 谢

感谢中铁十五局一公司京沪铁路第四项目部测量队长张占森的实际指导，对实习指导老师马老师致以诚挚的敬意。感谢这三年来我们所有专业老师的辛勤栽培，没有老师们的悉心指导，我们不可能学习到这方面的深层次知识。同时也感 20 谢河南工业职业技术学院给我们师生建立的这样一个学习的的平台，感谢学校对我们的培养，相信我们大家将来可以做得更好！

参考文献：

[1]铁建设[2006]189号．客运专线无踏轨道铁路工程测量技术暂行规定[Z]．北京：中国铁道出版社，2006．

铁路工程中精密控制测量技术分析 第3篇

精密测量是以控制和测量为技术基础, 按照实际布置标准、等级、作业流程、数据组织处理形式进行合理的分析, 确定符合实际工程测量设计的标准, 确定施工样式、安装标准、变形监控形式等, 根据实际变形测量的阶段性标准形式度精密测量工程进行准去的分析, 确定适合工程实际的勘查设计标准, 采用有效的紧密标准测量, 确定其测量方法和测量精度大小。根据测量方式, 仪器标准和设备形式。在特殊的条件下, 对精密测量的相关数据进行调整和控制, 确保实际测量的高度和量程范围, 进而确定精密定向方向, 保证精密准确度。根据经济建设发展标准, 结合国家科技建设房屋的具体实施方向, 确定符合实际科技学研究的标准服务内容。

一、秘策测量的步骤

精密测量一般是需要基本测量技术任务书的, 根据现场实际测量的施工标准, 分析测量工程的大小量, 确定符合实际整体工作报告的相关数据和编制标准, 对精密工程测量中每一项精密工程设计进行合理的筹划分析, 确定周密的组织形式过程, 进而保证工程的合理性。

1编制

铁路精密仪器测量的过程首选需要编制技术测量设计书, 根据精密工程实际的测量标准, 对工程进行基础性设计分析, 需要按照实际编制过程确定符合实际系统的资料。每一个特定的制定标准都必须符合实际铁路技术的等级要求。编写过程总需要搜集工程基本概况, 根究工程实际的区域, 确定符合工程的内容。工作过程中需要确定符合实际资料的精度确定方法, 必须按照铁路等级进行划分, 设计出适合的线路和控制测量点, 保证仪器测量方法的合理性。结合数据数据测量软件, 根据数据测量标准和精度高度进行准确的分析。

2坐标设计

根据实际坐标进行投影设计, 分析实际的变形值, 采取有效的高斯投影, 确定坐标的系统设计标准。结合轨道交通的精度要求, 在施工过程中根据现场和实际理论值进行比较, 分析适合投影的边缘长度, 分析其是否达到有效投影标准价值。设计过程中需要采用独立的坐标系, 将长边投影在相对位置范围内, 满足实际的测量标准要求。根据告诉MMS定义标准, 采用特殊技术坐标系统进行分析, 控制长度变形限制范围。参考实际的控制测量标准, 规定符合实际变心长度的系统。具体来说, 数据模型包括抵偿型坐标、午线坐标以及任意无线坐标系统。

二、现场测量过程和埋标方式

1选点

选点是利用GPS或导线完成, 根据定位技术确定埋点位置。在实际的测量过程中, 如果选择的测量电位置不合理, 会对后续工作造成严重的影响。需要根据实际的位置点, 合理的分析测量过程。必须要确定点位, 不可以重复性测量。GPS点位的测量需要选择较为开阔的位置, 选择与地面高度角度不超过15°范围内的测量标准, 利用安全作业方式, 确定符合实际测量标准的位置。点位需要远离功率较大的发射源, 防止产生干扰问题, 距离不可以小于200m, 需要控制高压输电线路实际的距离位置, 对附近有干扰的信号接收装置进行隔离处理。附近不可以有强烈的卫星接收装置, 远离水域, 选择土质稳定的位置, 保证其容易达到的效果。尽可能的避免坎边, 控制房屋顶与底之间的距离。在铁路上需要根据实际的测量标准, 合理的分析实际数据, 不可以重复的选择测量点。

2埋标

埋标应当控制台标的位置, 避免台标丢失。埋标需要对尺寸、位置进行事先的调整, 对可能发现的位置问题进行判断和调整, 尽可能的适应整体调整谷草恒。如果发现位置有地下水或土质淤泥问题, 就需要对位置进行重新调整。调整过程中需要事先进行计划分析, 控制和避免可能存在的不确定点位置。根据实际的现场施工情况, 合理的分析现场与理论设计位置是否存在共同点。在印完后需要对每一个点进行认真的考核分析, 确定现场绘制的效果。

3实际测量过程

测量过程中需要根据实际的测量步骤进行分析, 按照工程施工前的相关步骤进行准确, 根据施工现场需要测量的工作任务进行预测分析, 确定现场施工测量的方式, 根据测量标准确的判断测量方式和测量方法, 确定符合实际测量标准的技术任务。

3.1前期准备工作

根据实际仪器的检测标准和鉴定标准进行判断, 确定仪器检测是否有有效证书, 仪器部件是否齐全, 是否符合实际设备的测量标准。根据实际的测量过程, 确定仪器检测情况。GPS数据测量过程中需要准确的分析长水准气泡实际的基座位置, 根据厨工前标准, 对每一个基座位置进行检测分析。基座位置需要进行准确的检验工作, 确定GPS测量中的可能出现的相关问题。基座检验过程中需要对中器、水位标准管进行检测分析, 由专门的人员进行检验分析, 确定核验标准的有效性和合理性。

2现现场核对测量

根据铁路工程的标准, 利用GPS测量技术进行精密控制。GPS测量过程中需要采用远程运输的方式, 对容易出现泡水或中断位置的问题进行分析和判断, 确定符合实际测量标准的基座位置, 及时进行检查校验和分析, 及时分析相关问题, 及时解决问题。铁路GPS实际的测量需要利用至少四台以上的基站进行测量, 这是为了保证测量的精准度。

3方法

根据数据的数据测量标准进行整理分析, 记录相关测量设计内容。根据实际的数据内容进行整理, 确定整体技术总结内容, 及时对相关数据进行编写分析。编写过程中需要根据实际的技术内容进行缜密的分析, 确定符合实际测量标准的方法、结论, 总结相关经验。

三、结语

综上所述, 铁路工程的实际精密控制测量是一项细致的工作, 需要结合实际现场测量标准, 合理的分析实际测量过程。按照测量数据的有效性和合理性标准, 分析适合铁路工程的精密测量方法, 提高测量的准确性。

摘要：警民控制测量对于铁路工程的技术发展具有重要的发展性意义。分析铁路工程中精密仪器的实际控制标准, 对铁路精密测量控制技术进行具体流程方式的分析, 确定符合实际工作标准的理论生化形式, 加强对铁路工程精密控制测量技术的分析过程, 确保工程测量的有效性和合理性。

关键词：铁路,精密,测量

参考文献

[1]章新福.GPS在杭长客运专线精密控制网复测中的应用[J].测绘与空间地理信息.2013 (12)

精密工程控制测量在高速铁路建设中的应用 第4篇

【关键词】GPS定位技术；精密工程测量；应用

近些年来，在精密工程测量中，GPS定位技术的广泛应用也属一项重要变革，是对测量技术的创新性发展。GPS定位技术是在基于对空间卫星优势利用的基础上，借助于对信号的接受，继而实现在地理空间中寻找并确定测量点，就此方面来看，GPS定位技术的应用更具高精准、高效率的优点。同时，该技术的应用存在极强的抗干扰性以及保密性，可确保在整个测量过程中的实时性与持续性，不会较大的受到外界因素干扰。相较于其他传统的测量技术，GPS定位技术无论是在航空还是在资源调查中都有了越来越广泛的应用，同时在工程测量中的应用也被人们普遍接受。对在精密工程测量中GPS定位技术应用的相关内容进行分析具有重要意义。

一、关于GPS定位技术的技术特性分析

GPS定位技术作为当前最具系统化的一项定位技术，其在精密工程测量中应用的技术特性主要表现在以下几个方面：

（一）区域范围不大，网中基线边较短，通常来说都不会在5km以上，且工作的GPS接收机的卫星信号一般也是存在相应相同的误差特性，例如卫星钟差或者是对流层折射误差等等，借助于差分结算，这些普遍存在的公共误差便能在极大程度上获得抵消。借助于GPS定位技术，只需要进行对观测方案合理、规范的设计，便能够得到精准度极高的观测成果。

（二）精密卫星星历的使用，在借助于精密定位的基础之上，采用精密卫星星历，借助于此，实现对囊括GPS卫星轨道参数、卫星轨道信息等诸多种类信号的分量，更进一步为获取精准的观测值、控制测量误差出现奠定了基础。

（三）更易获取到较高的相对精度。基于WGS-84坐标的前提下，借助于GPS测量技术，可以更易取得到更高的相对精度，同时若采取了得当的观测方法，再借助于一定的数据处理技术手段，在经由网平差之后，GPS点的相对定位精度便可以达到毫米级，更精准的甚至可以达到亚毫米级，进而满足精密工程测量在精度方面提出的严格要求。

（四）对通视方面提出的要求并不严格，且可灵活进行工作点的选择。就常规的测量方法来说，都要求相邻的观测工作点之间可实现相互通视，基于这样条件的约束，也使得工作点的选择在很大程度上受到工程条件的制约，有时候还必须要增加连接点来满足此项要求，这不仅会带来更大的工作量，而且还会影响到精度的准确性。而在GPS测量中，就不需要对站点间实现可通视这一条件进行考虑，不仅强化了选取工作点的灵活性，而且更确保了测量精准度。

（五）具有极高的自动化程度，可全天候自动观测。GPS系统属于一种单程的系统，通常来说，用户只需要做好GPS卫星发射信号的接收工作就可以了，实现信号的接收便可以实现昼夜的观测，即使是面对小雨或者是有雾等情况常规测量无法实现有效观测的条件，GPS也不会受到任何不利影响。除此之外，GPS定位技术还具有外业观测操作简便的优点，通过计算机来自动完成信号的内业处理，这样一来便更显现出其低成本、高效率、自动化等诸多应用优势。

二、GPS定位技术在精密工程测量中应用的误差来源与应对举措

（一）关于对误差来源的分析

通常，在精密工程测量中，GPS定位技术应用存在的误差可将其主要分成以下三类：第一是与卫星存在相关联的误差，这种误差主要是指卫星的轨道偏差以及钟差；第二，与卫星信号传播存在关联性的误差，这种误差主要是指对载波相位周跳以及多路经效应的影响而产生的误差；第三，与接收设备存在关联性的误差，主要是指观测信号中存在的分辨误差，接收机钟差以及接收天线相位中心存在的位置偏差。

（二）关于控制误差的应对举措分析

基于在精密工程测量中对GPS定位技术提出的高精度这一要求，必须要在实际工作中，借助于相应的作业手段，在最大程度上将这些可能存在的误差进行抵消或者是彻底消除，基于对上文中几点常见误差的分析，提出下列几点相应的应对举措。

1.求差多台接收机的同步观测值

实现对多台接收机同步观测值的求差，便可以抵消存在相同或者是相似误差特性的误差，尤其是在基线边相对较短的精密工程测量工作中，应用优点更为显著。例如卫星与接收机之间的误差，卫星轨道误差等等。

2.构建观测值改正模型

通过观测值改正模型的构建，可实现对部分观测值误差的进一步修正。该种改正模型主要包括：表征卫星轨道偏差的改正模型（如果是在相当短的时间中，可视卫星轨道偏差改正参数为常亮），电离层模型（通常来说是为导航电文的提供）；对流层模型以及接收机钟差改正模型。

3.有效借助双频观测

GPS卫星信号受到来自于电离层的影响主要可通过信号频率的函数来进行表现，通过使用频率各不相同的电磁波信号进行观测，可对其产生的影响进行确定，继而更进一步修正观测值。

4.精密卫星星历的使用

尽量选取更为适应的观测方案，并确定卫星条件较好的观测时段，可进一步减小GDOP及PDOP值，对由于电離折射、卫星信号误差以及载波相位周跳等误差所带来的影响可进一步减少。

5.长时间、多时段的持续观测

通常来说，在借助于相对静态定位的方法下，完成对一条基线相对定位所需要的观测时间，是以精准度的各不相同来决定的，一般来说在1～3h左右，同时应该使用2个时段的观测。

6.观测点的选择

对观测点进行正确的选择，确保拥有良好的卫星观测条件，无论是对数据的检核还是处理都要严格进行。在进行观测点选择的时候，应避免由于信号噪声、多路径效应或者是信号遮挡等因素造成的影响。于基线向量进行初步计算之后，对相位双残差曲线图进行调处，并对其发生的变化进行密切观察，对波动起伏超过限差要求的部分应予以重新测量；就个别卫星在某个时间段失常者，应予以做删除处理，之后再做基线向量解算工作，再一次相应的调出重算后的相应双残差曲线，确保基线向量的每一个指标都能完全符合相关要求。

在进行平差的计算之前，应使用工程设计精度指标，实现对重复基线的较差工作，实现对环、异步环各坐标分量闭合差的同步工作，同时检核全长闭合差，分析超限原因，采取一定的补测举措，以此来进一步保证网的精准度。

三、GPS定位技术在精密工程测量中的具体应用分析

精度设计：依据工程实际，确定城市GPS网为控制网。一般边长平均设定在超过1000米，最弱变差应不超过1/10000，固定误差应在15mm以内。

基准、网形的设计：一般设置12个控制网点，3台接收机，在进行网形的布设时，应呈边连式。

观测时段：通常确定观测时段应依据大气条件。若卫星分布条件较好，那么相应的测量时所获取精度也就更好。一般是将卫星颗数与分布作为依据的，4颗以上、分布较均匀的条件下可进行作业安排。

选点：基于各个站点之间可不通视的优点，可进行灵活选点，继而布网条件也非常便利。

观测：基于作业调度出发来进行观测的安排，使用静态相对定位。就3点以上的，应相应的安排3台接收天线来实现对气象的测量，在指标达到相关要求之后，再将数据输入到接收机之中，其便会实现自动化的记录。依据外业数据做相应的处理，解算合格的向量构成基线，继而得到网点坐标。

结束语

相较于传统的测量技术，GPS定位技术无论是在测量精准度方面还是适用性方面都更具应用优势，可进一步提高工程测量质量与效率。在精密工程测量中实现GPS定位技术的普遍应用，为测量工作更进一步打开了新的局面，属工程测量的创新性改革，极具重要意义。

参考文献

[1]蒲正川.GPS定位技术在精密工程测量中的应用研究[J].环球人文地理，2014，（14）：50-50.

[2]修玉县，赵浩，冉怡静等.GPS定位技术在精密工程測量中应用及其优缺点分析[J].大科技，2015，（20）：139-140.

[3]姜云中.GPS定位技术在精密工程测量中应用初探[J].黑龙江科技信息，2014，（21）：154-154.

[4]敖小冲.GPS定位技术在精密工程测量中的应用[J].大科技，2015，（20）：125.

[5]孙明，韩晓竹.浅谈GPS技术在精密工程测量中的应用[J].大科技·科技天地，2011，（5）：189-190.

作者简介

精密工程控制测量在高速铁路建设中的应用 第5篇

一.系统概述

高速铁路信号控制平台安全型计算机联锁（VPI）系统要求计算机设备具有足够高的安全性和可靠性，以确保列车管理管理系统的安全性。中国铁路通信信号总公司研究设计院基于研祥公司的双冗余CPCI总线系统开发了安全型计算机联锁（VPI）系统，成功的应用于中国铁路的各个区域。

二.系统要求

铁路车站联锁系统对车站上的信号机、道岔和轨道铁路等信号设备进行相互关联控制，为在车站行驶的列车建立一条安全的行驶线路。传统的车站联锁设备采用继电器电路实现，称为继电器联锁。计算机联锁采用计算机技术实现对铁路车站信号设备的运算和控制，是新一代车站联锁设备，广泛应用于现在的高速铁路线路上。车站联锁设备是直接关系到列车行驶安全和运输效率的重要装置。

三..系统描述

安全型计算机联锁（VPI）系统是一种“故障-安全”的、以微处理器为基础的车站联锁信号控制系统。

VPI是具有部分“固有故障-安全”电路，既采用了二取二的“组合故障-安全”技术，又采用了“反应故障-安全”技术的综合安全系统。

VPI双冗余热备系统既满足了铁道部对可靠性和可用性的高要求。VPI系统采用完全冗余架构，其主系统和备用系统分别执行同一工作，并经同步检查，确保主备系统同步工作，实现真正的热备冗余。

四.系统框图

车站计算机联锁系统的组成：由控制台子系统、检测子系统、联锁子系统、输入输出子系统和继电器接口电路五部分组成。

为了满足对高可靠性和安全性的要求，联锁机采用三个90-70三取二表决方式同步工作。联锁处理子系统（IPS）

IPS Interlocking Computer IPS是整个VPI系统的核心，它由两套“双系热冗余组合故障安全” 加“NISAL反应故障安全”专用联锁机（IPSA和IPSB）组成，根据需要可以分中央逻辑控制（CLC）和区域逻辑控制（ZLC）的分层结构。

项目产品清单

CPCI加固通讯终端高铁信号控制平台系统配置如下:

CPC-8716 整机

7U双系统 14槽 19"标准CPCI上架机型

每系统1个系统槽，6个外设槽

每系统1+1冗余CPCI电源，兼容AC/DC输

风扇可拆卸

CPC-1814CLD5NA-N双核主控板

Intel® Core™ 2 Duo Processor L7500/T7500，BGA，4M L2 cache，800Mhz FSB

板载2GB 667MHz DDR2 SDRAM

RAID 0/1/10存储模式，5个千兆网口

宽温工作范围：-40℃ ~ +80℃

CPC-16COM

16个串口支持RS232/422/485，最高速率支持115200bps

工作温度：-40℃ ~ +80℃

CPC-2CAN-6U

DB9接口，双路智能CAN口，符合DeviceNET和CANopen标准

光电隔离，隔离电压2500VDC

五、EVOC产品优势

1、国内最强大的CPCI产品研发队伍，可提供国内最完善、最齐全的CPCI加固产品解决方案。

2、研祥CPCI产品应用于军工、通讯、轨道交通、安防、电力、钢铁等多个行业

精密工程控制测量在高速铁路建设中的应用 第6篇

由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量等特点.作为先进的.测量手段和新的生产力,在高速公路测量中的应用起着关键作用.本文从GPS卫星定位技术的精度和特点等方面,探讨了GPS技术特别是RTK技术在高速公路测量工程中各阶段的应用.

作 者：郭亚真 陈通 霍林 作者单位：郭亚真(西北电力设计院)

陈通,霍林(西安科技大学地质与环境学院)

精密工程控制测量在高速铁路建设中的应用 第7篇

【关键词】GPS定位技术；精密工程测量；应用研究

引言

GPS技术是在美国研制开发的卫星定位系统，GPS系统有着全球性、全天候和连续性的定位功能，能够为用户提供精密的坐标[1]。当前，在工程测量中，施工部门应该使用全站仪进行施工测量和检测，这是确保工程测量和放样进度，实现工程质量目标的重要保证。因为GPS因为其拥有的优势，在精密工程测量中也得到了重视。GPS在精密工程测量中的一般使用的是双频接收机载波进行定位测量。对于GPS在定位上的精确性是在其设计以及数据处理等方面上来决定的。而GPS设计的好坏在其中也发挥着关键性的作用。文章对于精密工程控制网的技术特点以及其应用进行了讨论。

1、精密工程控制网的技术特点

1.1 高精度特性

可以说，精密工程测量在工程测量时的精度能够到毫米级，而且其相对测量也能够达到10Lm。而且，一般在特殊的情况之下，精密工程测量一般是使用先进的仪器和设备进行测量的工作。可以说，高精度是精密工程测量的一个最基本的特点。

1.2 不均匀的起算点分布

对于起算数据的误差，精密工程测量对其的要求是最大限度的要小。在选择方案时，一般都是先建立工程的坐标系统。同其他控制网相比，精密工程测量对于原来坐标上的控制点一般都不能把其作为开始计算的点。因而，精密工程测量网的起算点是不均匀分布的。

1.3 灵活的起算数据

对于国家以及地方的测量控制网来说，通常其布置的区域是比较大的，无论是什么等级的控制点其绝对的定位精度也不能确保精密工程测量的定位能够达到毫米量级的要求。因此，精密工程控制网中没有上下级控制网，其所谓的高精度要求是指项目的相对精度。精密工程测量对于起始数据的要求是基于点位以及相对精度的条件能否满足工程需求的，有着一定的灵活性。

2.、GPS在精密工程测量中的应用

2.1 应用

精度设计：从工程需要出发，选择城市GPS网为控制网。平均边长一般要低于1千米，最弱变差一般要低于 1/10 000，固定误差要低于15毫米，b比例误差一般要低于20×10-6

基准、网形设计：12个控制网点，使用3台接收机，布设网形时呈边连式。

观测时段选择：一般而言，对于观测时段的确定主要根据天气来。如果卫星的分布越好，那么测量时的精度也就越好。通常来说是以卫星颗数以及分布为依据，4颗以上以及分布比较均匀时可安排作业。

选点：站点间可不通视，选点灵活，方便布网。

观测：从其作业调度出发安排观测，采用静态相对定位。3点上需要安置3台接收机天线来测量气象，指标达到要求以后，根据接收机的知识输入数据，其会自动记录。根据外业数据加以处理，解算基线的向量，并且合格的向量构成的基线加以解算，得出网点坐标。在测量的过程中要避免误差可通过限制无线电波实现。具体的避免误差的措施下文将进行分析。

2.2 减少误差的措施

2.2.1 建立观测值改正模型，修正误差

采用观测值改正模型一般有四种，一种是表征微信轨道偏差模型，该模型能够在较短的时间内把偏差作为常量[2]。一种是电离层模型，该模型主要提供导航电文，改正率为75%。一种是对流层模型，该模型是通过大气资料解算的。最后一种是接收机钟差模型。

2.2.2 双频观测

电离层对于GPS信号的影响主要体现在其信号的频率上，通过不同的频率的电测波观测可以确定该影响，进而修正观测值。

2.2.3 精密卫星历

可通过选择观测方案和时段，最大程度的降低GDOP值和PDOP值，而且还可以减少电离的折射和信号等误差的影响[3]。

2.2.4 多时段、长时间观测

为了减少或者是削弱路径效应以及信号的误差和载波相位周跳，可以通过使用相对静态定位来对一条基线上的定位，因精度不同其观测的时间一般在一个小时到三个小时间，通过2个时段来加以观测。

3、结论

采用GPS进行精密工程测量，对于误差的消除有着积极的意义。本文基于其在工程测量中的具体应用进行了探讨，发现其前景较好，且具有低成本、高效率的优势。

【参考文献】

[1]郑因志，徐嘉汉，马风山，等.GPS在露天矿边坡变形监测中的应用[J].人民长江， 2008， （4）：4-5

[1]杨光. GPS和伪卫星组合定位技术及其在形变监测中的应用研究[D].河海大学，2009，7（6）：36-37

[2]柳光魁，杜明成，王进，李凤斌. GPS定位技术在核电站精密工程水平控制网测量中的应用、研究[J]. 现代测绘，2008，01：3-7.

精密工程控制测量在高速铁路建设中的应用 第8篇

关键词:GPS;城际铁路;控制网;网平差;精度

一、控制网设计及外业施测

(一)测区概况

武黄城际铁路客运专线一标,位于湖北省境武汉市内,地势较平坦,平均海拔50米左右,但经过市区建筑物较多,复测较为困难。

(二)GPS测量的技术设计

1.设计依据

(1)《客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定》(铁建设[2006]189号);

(2)《精密工程测量规范》GB/T15314-94;

(3)《全球定位系统(GPS)铁路测量规程》(TB10054-97);

(4)《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314-2001);

(5)《测绘技术总结编写规定》国家测绘局(GH1001-95)。

2.平面控制测量精度指标

(1)平面控制网复测CPI采用B级、CPII采用C级GPS测量外业观测技术要求

(2)平面控制采用B级(二等)GPS测量的精度指标(见表1)

(三)平面坐标系统

坐标系统平面采用北京54坐标系统。

a—6378245.0m(长半轴)

α—298.257223563(扁率)

Utm—1.0

详细参数如下:

中央子午线经度:114.45度;投影面大地高:50m。

坐标换带采用Geotrsan软件进行。

(四)设计基准和图形

1.现有成果

测区内现有铁四院做的35个CPII,8个CPI點,二等水准点12个。

2.CPI、CPⅡ控制网复测构网

与原测控制网相同,本次复测CPI、CPⅡ控制网(如图1所示)沿线路呈带状布设,保证了CPI、CPⅡ网的精度均匀及减少了尺度比的误差影响。全网采用边连接形式构网,由多个重叠大地四边形和中点多边形组成,复测时至少深入相邻管段内2个控制点。

3.外业数据采集

本次GPS控制网外业数据采集使用4台Leica(GX1230)、双频GPS接收机,观测时严格按《客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定》中控制网精度要求执行,并参照《全球定位系统(GPS)铁路测量规范》要求。采用静态定位技术施测,同步作业图形之间采用边联结的方式,并做到有较强的图形结构,确保该网的高精度和高可靠性。

(五)外野观测

主要作业技术指标

1.保证观测时间

此次观测中时段长度均>90分钟,大部分时段大于120分钟。

2.较强的图形结构

因控制点是线状布网形式,在网形设计时做到:

(1)至少每个点有3条及以上独立基线相连接;

(2)GPS独立基线传递必须是边连接,组成大地四边形或多边形连接;

(3)在选取独立基线构网时,要考虑以邻近点之间的短边传递为佳,每一时段中尽量不选择太长的边。

为便于整个GPS网的内业平差处理和成果的比较分析,在GPS观测时控制点的编号和原控制网的编号一致。

GPS观测的主要技术指标如下:

(1)步观测健康卫星数≥6;几何图形强度因子PDOP≤6。

(2)卫星截止高度角为15°;观测时段长度≥90分钟;

(3)平均重复设站次数≥2.0;历元采样间隔为15秒;

(4)天线对中精度≤1mm;对天线高量测三次,并取均值作为天线高,保证天线高度读数的准确无误。

二、数据处理

(一)CPI、CPⅡ基线解算及精度分析

外业数据采集结束后应对采集数据进行计算并检核观测成果的质量。首先应按静态相对定位模式进行基线解算,基线解算采用卫星广播星历坐标作为基线解算的起算数据。基线解算结果应满足《全球定位系统(GPS)铁路测量规范》规定的指标要求。

1.按《全球定位系统(GPS)铁路测量规范》要求,基线观测值重复边长度检核,应满足下式要求:

ds≤2δ

式中:dS—基线较差

δ—相应等级规定的精度

2.在网平差前,对复测基线观测值与设计基线观测值进行比较,按《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》要求,复测基线与设计基线观测值较差CPI应小于1/170000、CPII应小于1/100000。对于超限基线需要重新检测,二次检测边长与复测边长的较差应满足《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》边长较差限差要求。

(二)控制网平差及精度分析控制网平差包括三维无约束平差和二维约束平差,平差数据采用基线向量的双差固定解进行。

1.三维无约束平差及精度分析

首先进行三维无约束平差,以检定基线向量网自身的内符合精度及其系统误差和粗差。由控制网三维无约束平差精度统计数据可知:控制网的基线向量网自身的内符合精度高,基线向量没有明显系统误差和粗差,基线向量网的质量是可靠的,在此基础上可以进行二维约束平差。

2.二维约束平差及精度分析

(1)二维约束平差

在确认复测精度满足要求时的前提下,进行GPS控制网的二维约束平差,做到和设计时施工控制网的平差方案基本一致为好,包括中央子午线的确定,投影面的选择等,以便成果的比较和分析。

平差时选用复测固定的B级GPS控制点,选择约束点时,固定点位均匀分布,作为平面基准点进行二维坐标约束平差,中央子午线经度为114°45′00″,投影面高程为50m。求出各控制点在独立工程坐标系中的坐标。

(2)精度分析

经过对二维约束平差精度统计数据可知:基线向量最弱边相对中误差、最弱基线向量坐标方位角中误差、最弱点中误差全部满足《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》中相关指标要求。

三、CPI、CPⅡ控制网复测成果分析及结论

(一)CPI、CPⅡ控制网复测成果判别方法

首先进行复测基线观测值与设计基线观测值比较,基线边长度较差应满足限差要求。对于网中任一点,如果与相邻点基线边长度较差大于限差时,进行检核。确认复测精度满足要求时,可认为该点位已有变动,对坐标值进行修正。在确认复测精度满足要求时的前提下,进行复测平差计算,然后进行CPI、CPⅡ控制点的复测坐标与原测坐标的比较,点位较差参照CPI的精度要求,应满足不大于±20mm的要求。

(二)CPI、CPⅡ控制网复测坐标成果分析及结论

三维无约束平差计算完成后选择标石完好且复测精度满足要求的CPI控制点为已知点进行约束平差,按与原测相同的分带投影的独立工程坐标系对基线网进行约束转换,得到平面控制网中各点的工程独立坐标成果。统计二维无约束平差计算后精度数据,通过对上述控制网平差精度分析,并得出结论。

(三)复测结论

平面CPI点均符合规范要求.CPII点符合规范要求

最大点位误差CPI302ΔX=17.9mm,ΔY=0.3mm小于规范点位误差20mm

相对精度:CPI最弱边CPI001-CPI002相对精度为1/170000;CPII最弱边CPII417-CPII418相对精度为1/126000。均大于测规要求1/100000

平面控制网:满足规范要求

四、结束语