项目设计方案

巴新铁路二级导线测量技术设计方案摘要：本次项目设计的是铁路二级导线在沿线路中线已有的首级控制网（GPS 网）的基础上进行的加密控制。在设计中介绍了铁路导线测量中加密控制点的几种方法，最后选定了全站仪测距导线的技术方法，并且对最长附合导线最弱点点位进行精度估算。关键词：铁路；平面加密控制；高程控制；精度估算引言巴新地方铁路是内蒙境内的巴彦乌拉至阜新新邱火车站的地方铁路线，简称巴新线。本设计是介绍在巴新铁路铁路勘察阶段的控制网沿线路中线已有了首级控制网（GPS 网）的基础上，进行加密控制。在设计当中提到了多种铁路导线测量的方法，最后选定了全站仪测距导线技术方法。并且对导线进行了精度的估算。1 任务概述本次设计的铁路二级导线是在沿线路中线已有了首级控制网（GPS 网）的基础上进行加密控制。观测成果一般应归化到参考椭球面上，并按高斯克吕格投影计算3带内的平面直角坐标，和相应的高程面，以便尽量与国家坐标系统一致。2设计方案2.1 平面控制测量2.1.1 铁路平面加密控制的几种方法：1）钢尺，经纬仪导线的施测方法；2）全站仪测角、测边的导线测量；3）GPS 的测定控制点的施测方法。2.1.2 所采用方法。在测量巴新地方铁路的勘察任务书中规定，平面控制测量中导线测距边相对精度为1/20000，而采用钢尺来测量的导线距离的方法，很难达到这个精度，全站仪的测距导线的方法仍然在许多场合所使用，无论是使用全站仪还是用GPS 进行点位的确定都能够达到勘察任务书中的规定。但是铁路的勘察任务书中明确规定要求使用定位二级测距导线进行点位加密。所以在本设计中是以全站仪为主要测量仪器。2.1.3 平面加密控制。2.1.3.1 控制网平面基准。此次设计的导线为IV 等GPS 网控制下的铁路二级导线，全线均应统一于1954 年北京坐标系沿线路平均高程面的3 度带坐标。2.1.3.2 点位布设基本方法与要求。1）导线的测量要求。全线在GPS IV 等网基础上布设二级导线；导线点距定测中线100150m 为宜；导线边可根据地形条件在400m600m 范围内选择，尽量沿线路布设成等边直伸导线，导线总边数不宜超过10 条，长短边比例不得大于3。各项精度指标见表1。注：n 导线转折角个数2）选点和埋石。a.选点。点位的选择与埋设宜距线路中线100150m 附近，稳固、通视良好、便于观测和长期保存的地方，因为这样便于测角、量边。导线边长应大致相等，避免相差悬殊的长短边相邻。b.埋石。其中结合GPS 点，现场浇注二级导线点，深度在地面下0.8m，若作为水准点使用，其埋深在冻结深度以下0.5m，必要时加以护桩。3）水平角观测技术要求。水平角观测可使用全测回法施测，铁路导线的水平角习惯上均观测右角，观测一测回，两个半测回之间变动度盘位置。各项技术指标见表2。注：2c 即同方向正倒镜较差所有经纬仪应满足现行参考文献中的3所要求的各项常规检查。观测水平角过程中，气泡中心位置偏离整置中心不宜超过1 格。水平角观测结束后，应按下式计算其测角中误差： 式中fB 为导线点方位角闭合差；N 为导线条数；n 为计算fB 的测站数。4）测距的主要精度要求：（见表3）注：a仪器固定误差；b仪器比例误差；D平距，以km 计，每测回读数3次。5）平差方法。二级导线可采用简易平差法，先进行角度平差，并评定测量观测精度按相应公式进行角度观测的精度评定。同时距离评定按照相应公式，然后再进行坐标平差。各项内业计算取位为：角度取位到秒，边长及坐标取位到毫米。式中， 距离丈量的单位权中误差；L 导线的总长度。2.2 高程控制测量2.2.1 控制网高程基准。本次高程控制测量系统依据勘察任务书规定，高程系统为1956 年青岛黄海高程系统。2.2.2 水准测量。1）水准点的布设方法与要求。水准点应沿线路布设,一般地段每隔2 公里距线路中线100150m 设立一个。在工程复杂的地方，每隔1km 设立一个。在300m 以上的大桥两段及隧道洞口附近各设一点。基平水准测量（五等）的技术要求见表4，水准点的高程应采用一组往返或两组单程水准测量的方法测定。往返测或两组高差不符值在30姨K mm（K 为相邻水准点间的线路长度，以km 计）以内时取平均值，计算至mm。2）水准测量技术要求注：n 为测站数，L 为导线长。2.2.3 电磁波测距三角高程注：D-平距；L-总的长度。2.2.4 选用方法。决定在地势平坦的地区采用水准测量的方法在地势复杂,起伏较大的地区采用电磁波测距三角高程的方法进行高程测量。2.3 对最长附合导线最弱点的平面位置和高程精度估2.3.1 精度估算1）附合导线平差后中点的纵向和横向中误差。（引用参考文献1中）附合导线中间最弱点的最后纵横向位差公式应为：2）用设计的导线进行精度的计算。取导线中GPS 对点间距离最远的两对对点为例，假定这两点间的距离为8 公里。平面加密控制中要求，在加密过程中布设的导线长度在400600m 之间，又因为导线是等边直伸导线，所以，8 公里需要布设14 条导线。但是根据规定在两对GPS 对点之间加设的导线数目不应该超过10 条，所以进行了如下的估算：8 公里的导线需要布设14 条导线，因为是等边导线，所以加设导线的长l1=l2=l3=l4=l5=l6=l7=l8=l9=l10=l11=l12=l13=l14=571.429m600m在以上的数据中不难看出按照这样的布设已经达到表规定的测距边相对精度1/20000。本次设计中所采用的高程精度要求是达到四等的水准精度,四等水准网要求的是测距导线长度不超过15km，本次是测距导线长度为8km，因为没有超过规定的要求，所以不用进行最弱点点为的高程精度估算。3 结论本设计按照参考文献2中的对新建铁路导线测量的有关规定，在沿线路中线已有了首级控制网（GPS 网）的基础上进行加密控制。列举出在进行点位加密时的测量技术标准。在设计中介绍了铁路导线测量中加密控制点的几种方法，最后选定了全站仪测距导线的技术方法。同时，对最长附合导线最弱点点位精度进行了的估算。通过计算，证明这样的设计方法能使其达到了以给定精度标准。参考文献：1 王佩贤,王家贵等.测绘学基础M.北京：教育科学出版社，2003.2 铁道第四勘测设计院.新建铁路工程测量规则（试行）S.2004.3 辽宁第一测绘院，第三测绘院等.新建地方铁路定测线路专业统一资料标准S.2006.