基于部分参数约束的粒子加速器隧道控制网平差

为控制隧道控制网平差时的误差累积问题,提高隧道控制网平差精度,设计了3种约束方案。首先,考虑到测站铅垂线之间的不平行性,依据控制网规模计算测站铅垂线与储存环中心铅垂线之间的夹角,在平差时顾及该约束,使平差模型更加严密。然后,为提高隧道控制网的平面精度,使用全站仪对距离较远的控制点进行长边夹角测量,在平差过程中附加长边夹角约束。其次,按照一等水准规范,对隧道地面点进行水准测量,基于水准测量结果,采用最小二乘转换方法,将控制网转换至水平面,进一步提高控制网竖向精度。最后,对周长为1360 m的隧道控制网进行仿真试验。结果表明,顾及测站垂差及水准点高程或高差平差值可提高控制网竖向精度;附加长边夹角约束可提高控制网平面精度;同时顾及测站垂差、长边夹角观测值及水准高程或高差平差值可提高控制点的点位精度,验证了约束条件的有效性。研究成果可为相关工程布设控制网提供参考。

双线货运铁路天窗点外CPⅢ平面测量方法研究

为解决运营期双线货运铁路CPⅢ平面控制网无法在天窗点外测量的问题,提出一种双侧自由测站CPⅢ平面控制网测量方法。通过分别在既有铁路道床坡脚(限界)外两侧路肩架设全站仪,获取全站仪与同侧左右各1个CPⅢ点及对侧多个CPⅢ点之间的边角关系,从而形成包含大量CPⅢ点与自由测站间方向和距离观测值的边角交会网,按照边角网平差方法,求取CPⅢ点的坐标。试验表明,双侧自由测站CPⅢ平面测量自由网及约束网平差各项精度指标均能满足铁路工程测量规范的要求;与常规测量方法相比,其方向平差结果、距离平差结果、最弱点点位中误差及相邻点相对点位中误差等控制网平差精度指标均有所提升;两种测量方法获取的CPⅢ点坐标较差极值为-4.1 mm,相邻点坐标增量较差极值为2.8 mm,满足铁路工程测量规范对于CPⅢ控制网复测的要求。研究结果表明,双侧自由测站方法可克服天窗时间限制及接触网杆遮挡等因素的影响,适用于双线货运铁路天窗点外CPⅢ平面控制网测量工作。

轨道精测与精调自由设站测量算法研究

自由设站测量是铁路工程测量中一项非常重要的工作,目前轨道施工测量及其平顺性检测几乎都使用Leica智能型全站仪的自由设站测量功能完成,但其具体算法还不得而知。鉴于这种情况,提出并推导基于平面坐标转换的自由设站测量平差算法及其相应的精度评定方法,然后通过3次自由设站测量实验验证了智能型全站仪内置自由设站测量平差算法为本文推导的基于三参数坐标转换的自由设站测量平差算法。基于上述算法开发自由设站测量及其数据处理软件,经验证具有较好的数据交互性,能够提高自由设站测量工作的效率,对指导轨道施工测量及其平顺性检测具有一定实际意义。

高速磁浮轨排平面控制网精密测量技术研究

磁悬浮列车凭借其无轮轨阻力、高速及节能被视为轨道交通史上的一大变革。由于高速磁浮列车的运行速度要远快于目前高铁350 km/h的运行速度,那么对磁浮轨道梁及其他部件的安装精度便必然会提出更高的要求,对磁浮轨道的平顺性也必然提出更高的要求。如何建立高精度的CFⅢ平面控制网成为迫切需要解决的问题。基于自由测站边角交会网测量原理和新型测量设备激光跟踪仪,本文研究了一种新的CFⅢ平面控制网测量方法,并进行了相关实验分析,证明可大幅提高高速磁浮轨道平顺性测量效率和精度。

自由设站三角高程测量在跨河水准测量中的应用

提出了一种基于轨道控制网技术的自由设站三角高程跨河测量方法。该方法相对于已有的三角高程跨河测量方法,具有施测方便、作业效率高、自动化程度高等优势。通过多条铁路跨河水准测量实践,证明该方法可以达到二等水准测量精度的要求。

自由测站边角交会网在隧道内平面控制中的应用研究

针对目前高铁隧道洞内导线环网多余观测量少、受旁折光影响大、控制点使用困难和横向误差大等问题,提出用自由测站边角交会网作为隧道洞内平面控制测量的新方法.推导了自由测站边角交会网的边长相对中误差和横向贯通误差计算模型,并进行了仿真计算.计算结果表明,这两项指标能够满足高速铁路工程测量规范的精度要求;隧道贯通精度提高了20%,并提高了测量效率;从定性和定量两方面证明了自由测站边角交会网可以代替洞内导线环网.

大尺寸高精度三维控制网技术探讨

空间大尺寸机构的位置和姿态测量是诸多领域中不可或缺的必要环节。而传统的一维测量技术在精度、范围和速度上已经无法满足越来越高的需求,因此必须探索新的测量技术和方法。激光跟踪仪的单站坐标测量精度在局部范围内能够达到几十个微米量级,如果要在大尺度空间内同样实现该坐标测量精度,则需要建立全局的精密三维控制网。为了解算控制点全局坐标以及测站的位置和姿态参数,文中基于边角观测值和坐标转换模型建立了激光跟踪仪三维边角网整体平差模型。平差过程中,为了削弱激光跟踪仪测角误差的影响,建立了合理的角度和距离观测值权矩阵,为高精度距离观测值赋予较大的权值,从而对其进行约束。将该方法应用于宝钢不锈钢冷轧厂生产线的安装检测和轧辊轴线平行度测量,基于激光跟踪仪自由设站理论实现大尺寸精密三维控制网的建立,取得了良好效果。

铁路联络线CPⅢ测量技术与数据处理

联络线在绕行方式、单双线、轨道结构、设计速度、设计高度上都与正线区别较大,运营期的维护检测要求全线CPⅢ整体测设,联络线由于单线绕行导致CPⅢ布设没有可利用的杆柱构筑物,同时CPⅢ测量上由于地势高差导致通视困难。通过宁启、宁杭等多条铁路现场调查研究,数据对比分析,研究结论如下:一是丰富了利用既有杆、柱构筑物布设CPⅢ的类型;二是研发非强制对中CPⅢ标志;三是进行了衔接段的共点布网方法研究。其中非强制对中CPⅢ标志获得了国家专利4项,衔接段的共点布网方法减少埋设工作量和联测工作量,极大提高了工作效率,并提出了"加密CPⅡ采用CPⅢ共点、加密水准采用加密CPⅡ共点"等新颖理念,可为GNSS高程测量、高程异常研究提供基础数据。

基于自由测站的高速铁路CPⅢ高程控制网建网方法研究

研究目的:针对高速铁路轨道控制网CPⅢ高程网的建网测量,本文分析了CPⅢ高程网的技术要求及其德国建网方法和中国已有建网方法的技术特点,并根据CPⅢ平面网自由测站测量的原理,探讨利用CPⅢ平面网自由测站观测值构建CPⅢ三角高程网的可行性。研究结论:通过引进中间法三角高程测量技术构建CPⅢ三角高程网,并比对高精度三角高程网测量的前提条件,认为CPⅢ三角高程网是可行的;通过对其实际精度指标的大量比较和统计分析,认为可以达到二等水准测量和CPⅢ高程网的精度要求,因此是CPⅢ高程网建网测量的一种全新方法。

高铁长大隧道洞内CPII网分多段建网方案探讨

现行高速铁路测量规范中规定:无砟轨道隧道洞内CPII控制网应在隧道贯通后一次性进行建网测量。然而,由于施工工期紧,一些高铁长大隧道洞内CPII控制网不得不分多段进行建网测量。以宝峰隧道洞内CPII控制网分三段建网为例,提出高速铁路长大隧道洞内CPII控制网分多段建网的测量技术,并且进行分析探讨。利用提出的自由测站边角交会网和交叉导线网混合构网的方法,以及段与段之间搭接数据顺推处理的技术,能够建立满足精度要求的洞内CPII控制网,并且避免各段单独建网时搭接误差大而难以处理的风险。该方案值得在高速铁路长大隧道洞内CPII控制网分多段建网时应用。

广佛环线城际铁路精密工程测量技术体系及特点

城际铁路精密工程测量技术体系已成为城际铁路建设成套技术的一个重要组成部分,在城际铁路设计、施工和运维中具有决定性作用。广佛环线城际铁路作为连接佛山西站与广州南站两大枢纽、串联广佛两市多条地铁线路、国内较早开始修建的城市环形城际铁路,其修建具有十分重要的意义。结合广佛环城际铁路建立的精密工程测量技术体系,从“三网合一”测量技术体系、GNSS卫星定位测量、地下段落CPⅡ控制网建立、地上地下联系测量、地下段落CPⅢ三角高程网建立,以及精密测量控制网定期复测与维护等方面进行研究和论述。该项目精密工程测量技术体系形成过程中总结的经验及其鲜明的技术特点,可为其他类似项目特别是城市地区城际铁路精密工程测量工作提供借鉴与参考。

特种设备安装平面控制网建立方法

结合特种设备安装控制网建立过程,讨论由该工程精度要求推出的精密平面控制网精度指标,详细介绍采用自由测站测量技术建立精密平面控制网的测量方法和数据处理过程。通过平差结果分析,验证采用自由测站测量技术建立精密平面控制网的可行性,对同类高精度工程控制网的建立具有一定指导作用。

高速铁路隧道洞内CPⅡ平面网建网测量新方法研究

基于导线环网的传统高速铁路隧道洞内CPⅡ平面网建网方法存在控制点标志易被破坏,观测时受隧道侧壁旁折光影响严重和点位精度不均匀等缺点。为了克服这些缺点,文中提出一种基于自由测站边角交会网的高铁隧道洞内CPⅡ平面网建网新方法。理论和实践证明,新方法不仅能有效克服传统方法的不足,而且在提高测量效率和测量精度方面有着显著优势,值得推广使用。

后验方差法在地铁隧道平面控制网稳定性分析中的应用

在狭长的地铁隧道中,常使用自由设站法测量监测点的水平位移,但如果基准点发生变动,将无法得到监测点的准确位移,因此对控制网中基准点的稳定性分析至关重要。在平差计算得到后验方差后,构造卡方检验判断控制网是否稳定,如果网中存在不稳定的基准点,再利用t检验法分别对各基准点的观测值残差进行判断,找出不稳定的基准点。剔除该基准点。重复上述步骤,直至卡方检验可以通过。最后通过实例分析,验证了该方法的有效性,可为类似工程提供借鉴。

边角后方交会在高铁板式无碴轨道放样中的应用

智能型全站仪结合边角后方交会原理在高速铁路测量工作中得到广泛应用,其在CPⅢ高精度铺轨控制网的基础上进行自由重叠设站的精度能满足高铁测量的精度要求。在板式无碴轨道底板放样和轨道板安装时,可以根据仪器误差参数计算得出每个测站进行放样时误差不超限的最远放样距离,供测量人员参考。

高速铁路轨道控制网局部快速复测技术研究

为了解决运营期高速铁路重点段轨道控制网复测面临的较难单独安排天窗时段的难题,提出采用轨道快速检测时全站仪不整平自由设站数据进行CPⅢ复测构网的作业方法,以提高天窗综合利用效率。分析60 m及120 m两种设站间距下的观测网形,建立基于罗德里格矩阵的单站解算模型、整网平差模型、不稳定点分析模型及精度评估模型;基于大量不整平自由设站实测数据的统计结果,提出以坐标不符值2 mm为限差的不稳定点判别准则,并采用1.5 km轨道控制网复测数据对所述方法进行验证,结果表明:不稳定点识别判定可靠、操作简便;7个模拟不稳定点的平差解算成果与原成果的坐标差<2 mm,数值正确,对重点段轨道控制网复测的工务运营养护实践具有应用价值。

利用自由设站导线测量方法建立CPⅡ平面控制网探讨

在铁路隧道贯通后,为满足无砟轨道铺设的需要,需建立线路平面控制网(CPⅡ)。本文分析了传统导线测量建立CPⅡ控制网存在的缺点,提出采用自由设站导线建立线路平面控制网(CPⅡ)。自由设站导线平面网较交叉导线、四边形导线网具有优势,可以在铁路隧道无砟轨道建立CPⅡ平面控制网时推广应用。

隧道洞内线路平面控制网CPII建立方法探讨

从高速铁路隧道洞内线路平面控制网CPII的建立方法切入,分别对隧道洞内建立CPII控制网的传统方法(导线环网和交叉导线网)和自由测站方法的特点进行分析,并对交叉导线网和自由测站边角交会网建立洞内CPII控制网进行仿真计算。可以得出,自由测站的方法比起传统方法具有诸多优越特性,值得在高速铁路隧道洞内CPII控制网建网中推广使用。

连续自由设站法在常州地铁轨道控制网中的应用

地铁与高铁相比有地下隧道空间狭小拥挤,曲线半径小,通视条件差的特点。针对传统的铺轨基标测量方法难度大、效率低,结合地铁地下隧道的结构与施工特点,尝试了利用连续自由测站法进行地铁铺轨控制网的测量,讨论了控制点的埋设要点以及作业方法,对不同区段控制网的接边结果进行了精度分析。工程实践结果表明,基于自由测站方法的铺轨控制网布设灵活、方便,测量精度能够适应地下隧道的复杂环境,满足地铁铺轨施工的要求。

消除地球曲率对超大型导管架高程影响的方法

超大型导管架尺寸巨大,坐标控制网分布更广,运用传统坐标控制网测量卧式建造超大型导管架高程时,地球曲率会带来较大的高程误差,不能保证超大型导管架尺寸精度。针对传统坐标控制网测量超大型导管架不能有效消除地球曲率带来的高程误差问题,提出一种基于一站式坐标控制网的三维坐标转换方法,该方法用高精度全站仪在一个位置测量全部站点坐标,在导管架卧式建造过程中通过站点三维坐标转换将被测点转换到一站式坐标系中,有效消除地球曲率对导管架高程的影响。超大型导管架高程测量实验结果表明,运用基于一站式坐标控制网的三维坐标转换方法,无论全站仪架设在任何位置,高程测量值都基本一致,消除了地球曲率导致的高程误差。基于一站式坐标控制网的三维坐标转换方法对于超大型导管架尺寸精度控制具有重要作用。