铁路工程中精密控制测量技术分析

铁路工程中精密控制测量技术分析

贺大可

中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院黑龙江省哈尔滨市150000

摘要：随着我国经济发展水平以及科学技术水平的不断发展，铁路事业也迎来了一全新的发展局面。在具体的高速铁路工程建设过程中，如何更好地保障高速建设施工的顺利实施以及如何确保运营维护与放样精度，关键也就在于建立一套经济、有效的精密测量控制网。本文针对铁路工程中精密控制测量技术进行了分析。

关键词：铁路工程；精密控制测量；技术；分析

导言

高速铁路对轨道的精度、平顺性等几何参数要求十分严格，要求以毫米级的标准来控制各部分的测量精度。从这个角度来讲，高速铁路也属于精密工程测量范畴。与传统铁路工程测量技术相比，高铁工程测量技术对测量仪器、测量方法等要求都更加严格，而且测量精度要求精确到毫米级。我们将适用于高速铁路工程测量的技术体系叫作高速铁路精密工程测量。

1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。

1.1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。

1.2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。

2基础平面控制网

2.1基础平面控制网点位的选择需满足的要求

点位的安置位置周围要有着开阔的视野，而且也要便于安装GPS接收机，一般要同地面高度角维持在15度左右。另外，为便于GPS信号的接收，在其内部杜绝存在成片的障碍物。（2）在点位的附近尽量避免不要存在大面积的水域与对卫星信号接收存在强烈干扰作用的物体，如广告金属牌等；（3）点位尽量选在一些牢固、稳定而且容易寻找、不易破坏便于安全作业的区域；（4）点位要与如电视台、微波站等大功率的无线电发射源保持不低于400米的距离。

2.2基础平面控制点的施测

测量仪器：采用技术先进的双频GPS接收机;（2）基础平面测试点要满足不低于GPS点和三角点联测，同时保证在每50千米左右具备一个国家三角点的联测，国家三角点联测的个数要多于三个；

2.3GPS网平差与坐标转换

相关测量数据在经过一定的处理之后，应用相应的商业软件（或随机数据处理软件）进行平差计算，在计算过程中要注意以下几方面问题；

GPS基线网平差要应用GPS基线的双差求解；三维无约束平差要在WGS-84坐标体系中完成，并需要对三维坐标平面进行三维转换，将其变换为一个独立的工程平面坐标；采取一个已知方向和已知点进行必要的坐标变换，并将变换后的坐标引入到相应的坐标系中；在坐标进行转换之前，需要对联测三角点的精度进行检查，并对控制点精度进行确认，在确认所有相关要素满足要求后方可采用进行后续工作，以此来保证GPS测量的精确性。

3传统的铁路工程测量方法和不足

3.1传统的铁路工程测量方法

在铁路工程勘测与线路设计中，传统铁路工程测量技术是将线路中线控制桩作为坐标基准，从初测开始，到定测，再到线下测量、铺轨测量，依靠经纬仪和钢尺逐步展开轨道测量工作。

3.1.1初测

初测阶段主要涉及导线平面控制测量和水准高程控制测量两项主要任务。平面控制测量的坐标基准为1954年北京坐标系，测角中误差12.5"（25"），导线全长相对闭合差：光电测距1/6000，钢尺丈量1/2000。高程控制测量的坐标基准为1956年黄海高程/1985年国家高程基准，采用五等水准（30）精度标准。

3.1.2定测

根据初测结果，以初测导线的精度指标放出交点、直线控制桩、曲线控制桩（五大桩）的实际参数。

3.1.3线下工程施工测量

线下工程施工测量主要以定测阶段得到的参数以及初测水准点作为坐标基准，逐步测放出高程参数。

3.1.4铺轨测量

通过经纬仪穿线法进行直线测量，通过用弦线矢距法/偏角法进行曲线测量，以此得到精确的铺轨精度数据。

3.2传统的铁路工程测量方法的缺陷

上述主要测控工序主要通过钢尺、经纬仪等完成测控，只能用在对轨道线形精度要求较低的普速铁路工程的测量中。随着电子水准仪、GPS、全站仪等先进测量仪器的开发应用，以钢尺、经纬仪为主的传统铁路轨道测量技术的劣势逐渐显现出来，主要表现在：

3.2.1测量精度低

传统铁路工程测量技术对导线方位角测量精度的规定较低(25″)。实际施工中对导线方位角进行复测时常常出现曲线偏角超限现象，施工队不得不调整曲线要素来保证正常施工秩序。该方法基本能满足普通速度的列车对行车舒适度和安全性的要求，但如果是高速列车，将无法达到运行要求。

3.2.2线路平面测量可重复性差

以中线控制桩为坐标基准，无法实现对平面高程的分级测控，仅通过定测得到的坐标参数全面控制线路精度，如果中线控制桩连续丢失，恢复时十分困难，客观上会耽误工程测量进度。另外，分级平面控制网的缺失使得工程测量始终缺少稳固的平面控制基准，施工完毕后会直接将线路中线控制桩毁掉，不可重复利用，也就不能采用统一的平面控制基准进行轨道测量。

3.2.3平面坐标系投影差大：采用1954年北京坐标系30带投影，投影带边缘边长投影最大变形值为340mm/km，使用全站仪、GPS进行测量放线可能会出现较大的误差。线路控制网

结语

近年来，随着高速铁路在铁路客运系统的普及应用，百年来一直沿用至今的传统铁路工程测控技术逐渐表现出与现代铁路客运系统不相适应的特点。为了提高国内铁路系统发展水平，我国不断学习国内外高速铁路先进测控技术，目前已掌握了高速铁路精密工程测量技术，为适合本国国情的高铁精密工程测量模式的成形打下了坚实的基础。高铁精密工程测量技术在我国的应用，为国内高铁工程的测控提供了精确的技术指标，为我国建设世界一流的高速铁路提供了技术支撑，为高速铁路的安全运行提供了保障。

参考文献

[1]辛金珠.关于铁路工程施工控制测量的若干思考[J].建设科技.2014(16)

[2]雷鸣.地铁建设控制测量的集中管理[J].建材与装饰.2016(39)

[3]梁永.北斗导航卫星系统在高速铁路精密控制测量中应用研究及精度分析[J].铁道勘察.2015(05)