劉軍峰+王曉東

摘 要：改革開放以來，特別是進(jìn)入21世紀(jì)，伴隨著我國的社會主義市場經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)水平獲得了長足的進(jìn)步和發(fā)展，我國也開始應(yīng)用和普及新型的交通形式--高鐵。目前，高鐵在我國越來越受到國家和社會的重視，尤其是近年來，多條高速鐵路在全國各個(gè)地區(qū)開始修建。面對如此大規(guī)模的高速鐵路修建的實(shí)際背景，對高鐵工程測量的準(zhǔn)確性提出了更高的挑戰(zhàn)。本文通過對高速鐵路工程流程的研究和分析，闡述了高速鐵路測量誤差產(chǎn)生的原因，并進(jìn)一步的提出了相應(yīng)的改良辦法。希望通過本文對高速鐵路工程測量誤差的研究和分析，可以對我國的高速鐵路鋪設(shè)工作起到一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：高鐵工程；測量誤差；原因及對策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.104

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高與發(fā)展，我國的高速鐵路建設(shè)也處于快速發(fā)展的時(shí)期。規(guī)模越來越大的高速鐵路測量工作，對高速鐵路工程的測量工作精準(zhǔn)度提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。在如此的環(huán)境下，傳統(tǒng)的測量方法已經(jīng)不能滿足如此龐大的高速鐵路測量工作。引進(jìn)國外先進(jìn)的測量技術(shù)后，目前高速鐵路工程測量主要采取的是工程獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。我國的高速鐵路工程測量采用的是精密測量系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)由平面控制和高程控制兩部分組成，而平面的測量控制網(wǎng)分為三級：CP1、CP2、CP3，通過使用統(tǒng)一的國家坐標(biāo)系統(tǒng)，有利于測量工作的系統(tǒng)化和規(guī)范化[1]。

1 平面控制忘得特點(diǎn)和作用[2]

（1）CP1通常采用GPS測量的方法，來為高速鐵路的勘測、施工、運(yùn)營維護(hù)工作提供一定的坐標(biāo)基準(zhǔn)。

（2）CP2主要是利用C級GPS網(wǎng)的規(guī)定和要求，為勘測和線下工程的施工工作提供一定程度的控制基準(zhǔn)。

（3）CP3主要在無非軌道鋪設(shè)階段布設(shè)完成，主要采用后方交會全站儀自由設(shè)站的形式進(jìn)行測量，然后為軌道鋪設(shè)和運(yùn)營維護(hù)提供控制基礎(chǔ)， 通過上述的三點(diǎn)可以得出，造成高速鐵路工程測量出現(xiàn)誤差的原因主要有兩個(gè)，分別是：GPS系統(tǒng)測量產(chǎn)生的誤差和CP3平面控制測量產(chǎn)生的誤差。

2 測量誤差產(chǎn)生的原因[3]

（1）GPS的測量誤差。在前兩個(gè)階段的高速鐵路工程測量活動中，均是采用GPS工具進(jìn)行測量，通過研究分析可以發(fā)現(xiàn)，GPS測量出現(xiàn)誤差大概有三個(gè)原因：

1）與控制環(huán)節(jié)相關(guān)的誤差產(chǎn)生，具體是指在GPS衛(wèi)星在傳播的過程中，由于某種參數(shù)值產(chǎn)生的誤差，包括衛(wèi)星時(shí)鐘誤差和星歷誤差兩種

2）與衛(wèi)星傳播信號相關(guān)的誤差產(chǎn)生，具體是指GPS的信號受到衛(wèi)星以及接收設(shè)備間傳播介質(zhì)的影響，包括信號折射、波的傳播以及電離層延遲和對流層的延遲等導(dǎo)致的誤差產(chǎn)生

3）與接收設(shè)備相關(guān)的誤差產(chǎn)生。具體是指由于接收設(shè)備自身的噪音或其他原因而產(chǎn)生的誤差。

（2）CP3控制測量階段產(chǎn)生的測量誤差。高速鐵路測量工程中，使用CP3的階段時(shí)，主要采用后方交會全站儀自由設(shè)站的形式進(jìn)行測量，在這期間，產(chǎn)生誤差的主要原因是：

1）全站儀測量的軌道各個(gè)要點(diǎn)的誤差。

2）兩相鄰測站在平面位置和高程產(chǎn)生的相對誤差。

3）由觀測收集的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的誤差而導(dǎo)致的的自由設(shè)站點(diǎn)位置的誤差，這主要是由方向觀測方面的錯(cuò)誤引起。

3 減少測量誤差的具體措施和建議

（1）GPS測量誤差減少的措施和建議。衛(wèi)星時(shí)鐘的誤差如果在同一個(gè)觀測的實(shí)踐段內(nèi)是屬于系統(tǒng)自身的誤差，這種誤差包括了時(shí)鐘差、頻率偏差、和時(shí)鐘的隨機(jī)性等原因產(chǎn)生的誤差，對于衛(wèi)星時(shí)鐘的誤差一般可以采用鐘差改正法和差分技術(shù)來進(jìn)行降低和改良；而對于星歷的誤差來說，就必須要用相位觀測量求差的方法來降低甚至消除，

與衛(wèi)星傳播過程相關(guān)的誤差產(chǎn)生，是因?yàn)榇髿鈱又须婋x層是一個(gè)氣態(tài)的電離區(qū)域，衛(wèi)星信號在其中傳播的過程中，電離層會有一個(gè)折射作用，使得使得碼相位測量變長，載波相位變短，從而產(chǎn)生一定的誤差，如果想要降低和減少這方面原因產(chǎn)生的誤差，就需要傾斜因子系數(shù)來進(jìn)行解決，當(dāng)然更為簡單的辦法就是選擇有利的觀察時(shí)間段進(jìn)行觀察，同時(shí)采用同步觀測量求差法來進(jìn)行誤差的降低和減少。對流層對信號傳播的影響也會產(chǎn)生一定程度的誤差，可以采用對流層模型或者是相應(yīng)的函數(shù)進(jìn)行解決。

由于接收站自身原因而產(chǎn)生的誤差，要采用差分法，也可以在計(jì)算答案時(shí)將接收設(shè)備的鐘差作為一個(gè)相對獨(dú)立未知數(shù)。如果要進(jìn)行精度較高定位，就必須采用外接頻標(biāo)方法，為其提供出精度較高的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)并傳遞給接收設(shè)備。

對于觀測失誤而導(dǎo)致的誤差，只需要在精密定位的過程中整平天線，仔細(xì)對中便可消除。

（2）CP3階段測量誤差減少的措施和建議。同一個(gè)檢測站上全站儀測量設(shè)備上產(chǎn)生的誤差，并不能完全的消除，只能最大程度的減弱，在運(yùn)用GPS測量工具的時(shí)候，需要嚴(yán)格掌控觀測的角度和觀測距離方面產(chǎn)生的誤差，盡最大可能縮小觀測的距離。

4 結(jié)束語

高速鐵路工程測量是一項(xiàng)要求精密程度非常嚴(yán)格的工作，為了減少在其過程中產(chǎn)生的誤差，在測量的過程中必須嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定和技術(shù)，并在測量的過程中監(jiān)控和管理各個(gè)環(huán)節(jié)，爭取把誤差的產(chǎn)生扼殺在搖籃階段，針對不能完全消除的誤差，要盡最大的可能將其降低到最小的程度，切實(shí)保障鐵路鋪設(shè)工作的進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]何巍.高鐵工程測量誤差的產(chǎn)生原因及解決措施分析[J].科技傳播，2014（05）：93-93，92.

[2]陳冬江.工程測量誤差及控制對策淺析[J].江西建材，2015（07）：238，242.

[3]王昆.高鐵型軌道檢查儀誤差控制的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南昌大學(xué)，2014.endprint