孫英潮

黑龍江鐵路發(fā)展集團(tuán)有限公司 黑龍江 哈爾濱 150000

引言

某高寒鐵路是中國(guó)最北的運(yùn)營(yíng)高寒高鐵[1]。為了保證高速鐵路施工的順利進(jìn)行，需要對(duì)高鐵精密控制網(wǎng)進(jìn)行定期復(fù)測(cè)[2]。該鐵路位于高寒地區(qū)，精測(cè)網(wǎng)復(fù)測(cè)對(duì)測(cè)量時(shí)間和測(cè)量方法的要求比較高。選取該鐵路某段控制網(wǎng)復(fù)測(cè)資料進(jìn)行分析。

1 復(fù)測(cè)時(shí)間選擇

該鐵路沿線(xiàn)大部屬于中溫帶亞濕潤(rùn)～亞干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。冬季嚴(yán)寒干燥漫長(zhǎng)，夏季多雨涼爽，春、秋季干旱多風(fēng)；蒸發(fā)強(qiáng)烈且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，蒸發(fā)量大于降水量約 3 倍左右。由于沿線(xiàn)最冷月平均氣溫均低于-15℃ ，按對(duì)鐵路工程影響的氣候分區(qū)，均屬?lài)?yán)寒地區(qū)。據(jù)歷年氣象和調(diào)查資料，沿線(xiàn)土壤最大凍結(jié)深度。

表1 土壤最大凍結(jié)深度

表2 月平均氣溫

根據(jù)以往測(cè)量經(jīng)驗(yàn)和溫度變化對(duì)控制點(diǎn)影響情況，從10月中旬就有冰凍跡象，一般來(lái)年4月開(kāi)始大地融化，凍脹現(xiàn)象逐漸減輕，一直到5月中下旬，點(diǎn)位高程變化逐漸減弱精測(cè)網(wǎng)復(fù)測(cè)時(shí)間一般在五月中下旬至六月初及以后開(kāi)始，這樣可以減少凍土凍融對(duì)控制點(diǎn)的影響。

2 復(fù)測(cè)方法

平面復(fù)測(cè)的總體原則是：同網(wǎng)形、同精度分級(jí)測(cè)量[3]，測(cè)量時(shí)對(duì)遭到破壞、丟失的點(diǎn)充分利用既有其他滿(mǎn)足埋設(shè)要求的平面控制點(diǎn)，按照原網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)采用鐵路二等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。

表3 CPI復(fù)測(cè)要求

平面控制點(diǎn)復(fù)測(cè)根據(jù)《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》(TB10601-2009)要求，CPI復(fù)測(cè)成果與原測(cè)成果坐標(biāo)較差不應(yīng)大于20mm，復(fù)測(cè)相鄰點(diǎn)間坐標(biāo)差之差的相對(duì)精度小于1/130000。當(dāng)復(fù)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)較差大于等于20mm或者相對(duì)精度大于1/130000時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次質(zhì)檢查明原因，對(duì)變化點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。

表4 CPI復(fù)測(cè)要求

高程復(fù)測(cè)按照二等[2、4]水準(zhǔn)要求進(jìn)行, 高程控制網(wǎng)中被破壞或受到外界干擾不能測(cè)量的點(diǎn)按照原網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)設(shè)。

表5 高程復(fù)測(cè)要求

高程控制點(diǎn)更新原則

水準(zhǔn)點(diǎn)間復(fù)測(cè)高差與原測(cè)高程高差的比較，二等水準(zhǔn)不符值應(yīng)小于。對(duì)復(fù)測(cè)結(jié)果超限段落進(jìn)行質(zhì)檢找出原因，如發(fā)現(xiàn)點(diǎn)位確實(shí)發(fā)生變化應(yīng)對(duì)其進(jìn)行內(nèi)插更新。

3 數(shù)據(jù)處理與分析

平面CPI測(cè)量采用的儀器為T(mén)rimble R8 標(biāo)稱(chēng)精度水平±5mm+0.5ppm*D和垂直±5mm+1ppm*D。首先將CPI原始觀(guān)測(cè)文件均轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)RINEX文件，并對(duì)點(diǎn)號(hào)、天線(xiàn)量高方式、天線(xiàn)高復(fù)核后進(jìn)行基線(xiàn)解算?；€(xiàn)向量解算統(tǒng)一應(yīng)用商用軟件LGO進(jìn)行，采用TGPPS對(duì)基線(xiàn)進(jìn)行平差處理。

GPS平差處理步驟如下：

首先重復(fù)基線(xiàn)較差和閉合環(huán)，當(dāng)兩者都滿(mǎn)足要求后就可以進(jìn)行GPS網(wǎng)無(wú)約束平差。

重復(fù)基線(xiàn)較差限差[3]：。

閉合環(huán)[3]：

無(wú)約束平差基線(xiàn)向量改正數(shù)[2]：。

其次在無(wú)約束平差滿(mǎn)足要求后，對(duì)整網(wǎng)的控制點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定性分析選取穩(wěn)定的控制點(diǎn)對(duì)整網(wǎng)進(jìn)行平差計(jì)算。穩(wěn)定的控制點(diǎn)滿(mǎn)足方位角精度不大于1″，邊長(zhǎng)相對(duì)精度小于1/250000。根據(jù)此要求選取穩(wěn)定的起算點(diǎn)為CPI001利用該起算點(diǎn)進(jìn)行三維約束平差滿(mǎn)足《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》(TB10601-2009)中二等網(wǎng)平面最弱邊相對(duì)中誤差≤1/180000，方向中誤差≤1.3″的精度要求。

CPI控制網(wǎng)約束網(wǎng)平差后，對(duì)此次復(fù)測(cè)坐標(biāo)和原測(cè)坐標(biāo)成果進(jìn)行比較，共比較15個(gè)點(diǎn)。坐標(biāo)分量較差超過(guò)20mm限差的點(diǎn)有1個(gè)分別為CPI009占總數(shù)的5%。

表6 復(fù)測(cè)坐標(biāo)和原測(cè)坐標(biāo)成果比較表

CPI控制網(wǎng)約束網(wǎng)平差后，比較復(fù)測(cè)坐標(biāo)與原測(cè)成果的坐標(biāo)相鄰點(diǎn)坐標(biāo)差之差相對(duì)精度，共14段，其中2段不能滿(mǎn)足小于1/130000的限差要求，占14.3%。相鄰點(diǎn)坐標(biāo)差之差相對(duì)精度詳見(jiàn)下表。

表7 相鄰點(diǎn)間坐標(biāo)差之差相對(duì)精度表

續(xù)表

CPI008-CPI009，CPI009-CPI010相對(duì)精度超限是由于CPI009坐標(biāo)較差超限引起的, CPI015-CPI016邊長(zhǎng)為640.2911m， 邊長(zhǎng)較短，其中CPI015坐標(biāo)較差較大，可以更新CPIO15。

CPI009變化較大是由于該點(diǎn)位于河邊，地質(zhì)條件不穩(wěn)所致。CPI015位于路邊，車(chē)輛影響造成其變化較大。

綜上所述CPI009，CPI015可作為更新點(diǎn)，在點(diǎn)位更新時(shí)更新時(shí)一般選擇內(nèi)插更新。將2個(gè)需要更新的控制點(diǎn)周?chē)?到5個(gè)點(diǎn)作為約束點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)插更新，

線(xiàn)路高程點(diǎn)采用Leica DNA03進(jìn)行測(cè)量，全線(xiàn)二等水準(zhǔn)點(diǎn)41個(gè)，按測(cè)段往返測(cè)高差不符值計(jì)算每千米水準(zhǔn)測(cè)量偶然中誤差[2]：

表8 測(cè)段間往返測(cè)較差統(tǒng)計(jì)表

BM010-BM011超限，通過(guò)分析BM009-BM010與BM010-BM011，根據(jù)前后高差分析確定超限點(diǎn)為BM011。BM013-BM014和BM014-BM015超限，通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)BM014超限。綜合分析這三個(gè)超限段落，發(fā)現(xiàn)某個(gè)點(diǎn)發(fā)生變化必然會(huì)引起前后兩段高差發(fā)生一定偏差。

4 結(jié)束語(yǔ)

該鐵路是目前最北端的運(yùn)營(yíng)高鐵，控制網(wǎng)測(cè)量時(shí)間在可選在五月中下旬至六月初及以后開(kāi)始，精測(cè)網(wǎng)平面測(cè)量采用高鐵二等指標(biāo)，水準(zhǔn)測(cè)量采用二等指標(biāo)。本文具體闡述了該鐵路某段控制網(wǎng)復(fù)測(cè)過(guò)程，并結(jié)合復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)給出了具體更新的方法，對(duì)高寒地區(qū)鐵路精測(cè)網(wǎng)復(fù)測(cè)具有一定的指導(dǎo)意義。