CN106192631B - 测量尺度空间的构建维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测量尺度空间的构建维护方法。轨道的内、外部几何尺寸仅和CPIII控制网有关，因此可将CPIII控制网与轨道视为一个整体。本发明以高级控制点为拟稳点，对CPIII控制网做拟稳平差处理，设置阈值进行点或坐标剔除，以CPIII控制网为基准进行轨道铺设和精调；将连续的10对CPIII点作为拟稳点进行拟稳平差，判断测量尺度空间的稳定性，用平差后的新坐标来CPIII点的原坐标，以更新后的CPIII控制网坐标为基准进行轨道测量。本发明首次提出将轨道结构与CPIII控制网视为一个整体，以更好的服务于轨道工程及线路运营维护，获得更加平顺的轨道，为列车的高速平稳运行提供保障。

Description

测量尺度空间的构建维护方法

技术领域

本发明涉及高速铁路精密工程测量技术领域，具体涉及一种测量尺度空间的构建维护方法。

背景技术

高速铁路具有行车速度快、行车密度大、安全性好、舒适度高等特点和要求。为此，我国《高速铁路工程测量规范》(简称规范)对高速铁路轨道静态平顺度的允许偏差做出了明确规定。由规范可知，我国高速铁路对轨道内部几何尺寸的要求极其严格，但对其要求仅限于300m的长波范围内，对超过300m波长的轨道内部几何尺寸没有要求。另外，我国高速铁路对轨道外部几何尺寸的要求也比较严格，这种要求贯穿于整条轨道。

一般情况下，用来评价轨向状态的正矢是以轨道测量仪检测系统采集的坐标为基础计算得到的，而轨道测量仪自身的绝对位置是由全站仪自由设站测量得到的。众所周知，全站仪自由设站点的坐标是由它所观测的CPIII点坐标决定的。由此可知，各里程处的正矢值受CPIII点坐标的影响，正矢值的准确与否是由CPIII控制网相对精度的好坏决定的。

根据轨道施工及维护的特点和要求，轨道的内、外部几何尺寸仅和CPIII控制网有关。只要CPIII控制网具有足够高的相对精度，则轨道就具备了高平顺铺设的前提条件；只要CPIII控制网具有足够高的绝对精度，则轨道就具备了准确定位到线下基础上的前提条件。因此，可将CPIII控制网与轨道视为一个整体或钢体，并将其称为测量尺度空间，简称测量空间或尺度空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量尺度空间的构建和维护方法，以更好的服务于轨道工程及线路运营维护，获得更加平顺的轨道，为列车的高速平稳运行提供保障，解决了现有技术中存在的问题。

本发明所采用的技术方案为：

测量尺度空间的构建维护方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：测量尺度空间的构建：

第一步：以高级控制点为拟稳点，对CPIII控制网做拟稳平差处理；

第二步：设置一阈值，将坐标余差大于阈值的点或坐标剔除，重新进行第一步，若坐标余差均不超过阈值，则进行下一步；

第四步：以CPIII控制网为基准进行轨道铺设和精调，即轨道的绝对定位和相对定位；

步骤二：测量尺度空间的维护：

第一步：根据现有CPIII控制网数据采集方法来复测CPIII控制网，获得原始观测数据；

第二步：以小里程端或大里程端的连续10对CPIII控制点为拟稳点，进行拟稳平差，若各拟稳点平差前后的坐标余差均很小，则认为这10对CPIII控制点范围内基础稳定，未发生显著变形；

第三步：向大里程方向或小里程方向推进1-5对CPIII控制点，以这10对CPIII点作为拟稳点进行拟稳平差，若各拟稳点平差前后的坐标余差均很小，则认为这10对CPIII控制点范围内基础稳定，未发生显著变形；

重复进行本步骤，直到另一端为止；

第四步：若区段内基准均未发生显著变形，则以区段内所有CPIII点为拟稳点进行拟稳平差，用平差后的新坐标来CPIII点的原坐标；

第五步：以更新后的CPIII控制网坐标为基准进行轨道测量。

步骤一的第一步中，高级控制点为CPI或CPII点。

步骤一的第一步中，拟稳平差处理时根据控制点质量调整基准权阵，即采用加权秩亏自由网平差方法。

本发明具有以下优点：

1、首次提出将轨道结构与CPIII控制网视为一个整体，并称之为测量尺度空间；

2、提出采用不扭曲CPIII控制网的拟稳平差(不含尺度基准)方法(以高级控制点作为拟稳点)，能够得到高精度的CPIII控制网，从而得到在任意300m范围内具有足够高平顺性的轨道。另外，这种方法能够将CPIII控制网纳入到线路设计坐标系，从而保证轨道的铺设位置与设计位置偏差极小；

3、提出将连续的10对或800m区段内的CPIII点作为拟稳点进行拟稳平差(不含尺度基准)的方法来判断测量尺度空间的稳定性，该方法可以用来判断线路基础的稳定性，具有效率高、经济性好的优点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及的测量尺度空间的构建维护方法包括以下步骤：

1、测量尺度空间的构建方法

第一步：以高级控制点(CPI或CPII点)为拟稳点，对CPIII控制网做拟稳平差(附加基准方程中不含尺度基准)处理。另外，平差时也可根据控制点质量的好坏来调整基准权阵，即采用加权秩亏自由网平差方法(也不含尺度基准)；

第二步：设置一个阈值，将坐标余差大于阈值的点或坐标剔除，返回第一步，若坐标余差均不超过阈值，则进行下一步。

第三步：以CPIII控制网为基准进行轨道铺设和精调，即轨道的绝对定位和相对定位，至此，便得到了即满足轨道绝对位置偏差要求，又满足轨道平顺性要求的测量尺度空间。

2、测量尺度空间的维护方法

第一步：按照《高速铁路工程测量规范》的要求，根据现有CPIII控制网外业数据采集方法来复测CPIII控制网，获得CPIII控制网的原始观测数据；

第二步：以CPIII控制网区段小里程端(或大里程端)的连续10对CPIII控制点为拟稳点，进行拟稳平差(不含尺度基准)。若各个拟稳点的坐标余差均很小，则认为这10对CPIII控制点均保持稳定，基础未发生变形、点位未被破坏；

第三步：向大里程方向(或小里程方向)推进1～5对CPIII控制点(即重叠不少于5对稳定的CPIII点)，以这10对CPIII点作为拟稳点进行拟稳平差(不含尺度基准)。若各个拟稳点的坐标余差均很小，则认为这10对CPIII控制点均保持稳定，基础未发生变形、点位未被破坏。重复进行这一步骤，直到所有CPIII点的稳定性判断完毕为止。

第四步：若该区段内的CPIII控制点均判定为稳定或未发生显著变形，则以该区段内所有CPIII点为拟稳点进行自由尺度拟稳平差，然后利用该平差结果更新CPIII控制网的坐标；

第五步：以更新后的CPIII控制网坐标为基准数据进行轨道测量等。

高速铁路工程实践中是以CPIII控制网作为控制基准来放样和调整轨道的，线路基础工程是以CPI和CPII控制网为控制基准来放样和施工的。因此，只要CPIII控制网能够与CPI和CPII控制网建立合理的联系，就能够保证轨道整体上不会偏离设计位置，只要CPIII控制网具有良好的相对精度，就能够保证轨道具有良好的平顺性。不难理解，轨道和CPIII控制网有着紧密的联系，因此将二者作为一个整体看待是可行的、合理的。采用本文方法来建立测量尺度空间，是采用了拟合的思想，充分利用了CPIII控制网的原始测量精度，更有利于轨道的相对定位。另外，采用本文方法来维护测量尺度空间，毋需对CP0、CPI和CPII进行复测，经济合理。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.测量尺度空间的构建维护方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：测量尺度空间的构建：

第一步：以高级控制点为拟稳点，对CPIII控制网做拟稳平差处理；

第二步：设置一阈值，将坐标余差大于阈值的点或坐标剔除，重新进行第一步，若坐标余差均不超过阈值，则进行下一步；

第三步：以CPIII控制网为基准进行轨道铺设和精调，即轨道的绝对定位和相对定位；

步骤二：测量尺度空间的维护：

第一步：根据现有CPIII控制网数据采集方法来复测CPIII控制网，获得原始观测数据；

第二步：以小里程端或大里程端的连续10对CPIII控制点为拟稳点，进行拟稳平差，若各拟稳点平差前后的坐标余差均很小，则认为这10对CPIII控制点范围内基础稳定，未发生显著变形；

第三步：向大里程方向或小里程方向推进1-5对CPIII控制点，即重叠不少于5对稳定的CPIII控制点，以这10对CPIII控制点作为拟稳点进行拟稳平差，若各拟稳点平差前后的坐标余差均很小，则认为这10对CPIII控制点范围内基础稳定，未发生显著变形；

重复进行本步骤，直到另一端为止；

第四步：若区段内基准均未发生显著变形，则以区段内所有CPIII控制点为拟稳点进行拟稳平差，用平差后的新坐标来更新CPIII控制点的原坐标；

第五步：以更新后的CPIII控制网坐标为基准进行轨道测量。

2.根据权利要求1所述的测量尺度空间的构建维护方法，其特征在于：

步骤一的第一步中，高级控制点为CPI或CPII点。

3.根据权利要求1所述的测量尺度空间的构建维护方法，其特征在于：

步骤一的第一步中，拟稳平差处理时根据控制点质量调整基准权阵，即采用加权秩亏自由网平差方法。