CN110130168A - 一种铁路轨道控制网三角高程数据改正处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种铁路轨道控制网三角高程数据改正处理方法，通过单个测站上非对称观测测段与对称观测测段之间存在的闭合关系求取闭合差，再将闭合差平均分配到非对称观测测段上，得到这些不稳定测段的准确值，以此类推到其他测段，得到线路上所有高差段的准确值，最终平差处理得到线路所有CPIII点的准确高程值。本发明与水准测量方法相比，极大地提高了测量效率，同时因为可以与平面观测同时进行，减少了测量所必须的人员和仪器数目；与传统的单向三角高程网相比，通过对闭合差进行分配，有效消除了非对称观测对于间接高差的影响，提高了单向三角高程网的稳定性和观测数据的准确性。

Description

一种铁路轨道控制网三角高程数据改正处理方法

技术领域

本发明涉及轨道控制网技术领域，具体为一种铁路轨道控制网三角高程数据改正处理方法。

背景技术

现今，我国正在大规模修建高速铁路，在修建高速铁路的过程中，需要建立各级控制网作为施工建设和运营维护的基准，轨道控制网(CPIII)是沿线路布设的平面和高程共点三维控制网，平面起闭于基础平面控制网(CPI)或线路平面控制网(CPII)，高程起闭于线路水准基点，一般在线下工程施工完成后进行施测，是轨道铺设和运营维护的基准。传统的CPIII高程网是通过二等水准测量的方法测得的，存在劳动强度大、效率较低的缺点。单向三角高程测量具有工作效率高，且可以与平面控制测量同时进行的特点，更加适用于高铁运营短暂的天窗期，但是由于单向三角高程测量受地球曲率和大气折光等外界条件的影响，有时达不到规范所规定的精度要求，因此需要采用特殊的数据改正处理方法来减小三角高程的测量误差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种既能够极大地提高测量效率，又能有效消除非对称观测对于间接高差的影响，提高单向三角高程网的稳定性的铁路轨道控制网三角高程数据改正处理方法。技术方案如下：。

一种铁路轨道控制网三角高程数据改正处理方法，包括以下步骤：

步骤1：在轨道控制网的单向三角高程网中，通过斜距和竖直角观测值得到与平面测量网型相同的直接高差网；

步骤2：通过直接高差之间求差，得到所有测段之间的间接高差值；

步骤3：结合前后两测站测得的间接高差值，求得各不稳定测段之间的高差平均值；

步骤4：根据闭合关系，求取闭合差改正数：

对于单个测站来说，不稳定测段和稳定测段之间存在闭合关系为：

其中，和为经过该测站和相邻测站观测所取得的不稳定测段之间的高差平均值；h₂为该测站稳定测段之间的间接高差，为稳定准确值；h₇为该测站全测段之间的间接高差，为稳定准确值；v为闭合差改正数；

则闭合差改正数为：

步骤5：将闭合差改正数平均分配到各个不稳定测段，则不稳定测段的准确高差值为：

步骤6：计算各个测站所有测段的准确高差值，平差之后得到所有CPIII点的准确高程值。

本发明的有益效果是：本发明法通过单个测站上各个测段之间的闭合关系，在认为导致非对称段观测的三角高差误差为系统误差的情况下，求解出每个非对称观测测段的系统改正数，最终获取准确高差值；与水准测量方法相比，极大地提高了测量效率，同时因为可以与平面观测同时进行，减少了测量所必须的人员和仪器数目；与传统的单向三角高程网相比，通过对闭合差进行分配，有效消除了非对称观测对于间接高差的影响，提高了单向三角高程网的稳定性和观测数据的准确性；与其他改进的三角高程测量方法相比，无需在外业中测站，可与平面测量同时进行，更加便捷。

附图说明

图1为轨道控制网(CPIII)自由测站网型。

图2为本发明改进的间接高差网型图。

图3为本发明单测站闭合关系网型图。

图4为本发明多测站闭合关系网型图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。如图1所示，轨道控制网(CPIII)的单向三角高程网网型与CPIII平面自由测站网型一致，每个测站观测6对CPIII点，每对CPIII点必须被三个测站观测。因此在进行平面测量时，可以同时进行单向三角高程的测量，通过测站与CPIII点之间所测的斜距与竖直角可以获得全站仪中心与CPIII点之间的直接高差，再通过各个CPIII点之间的直接高差互差，即可得到各个测段之间的间接高差(如图2)，由于单向三角高差的原理，相对于同一测站点对称的CPIII点之间的间接高差(如图2实线所示)可以视为稳定准确的；非对称观测的间接高差(如图2虚线所示)是不稳定不准确的，需要进行改正处理。

因为测量是在同一区域进行，且各个不稳定测段相对于测站观测条件基本相同，所以可以视为外界条件对于每个不稳定测段的影响是相同的，每个不稳定测段所需要加的改正数也是相同的。

在实际操作中，首先外业观测与轨道控制网平面网测量同时进行，通过斜距和竖直角观测值得到与平面测量网型相同的直接高差网，通过直接高差之间求差，得到所有测段之间的间接高差值，其间接高差网型如图2所示，其中虚线段为不稳定高差，需要通过闭合前后两测站之间求取平均值，再根据闭合关系求取改正数，最后将改正值平均分配给不稳定测段，得到准确值，单测站之间的闭合关系如图3所示。对于单个测站来说，不稳定测段和稳定测段之间存在闭合关系：

其中，和为经过该测站和相邻测站观测所取得的不稳定测段之间的高差平均值；h₂为该测站稳定测段之间的间接高差，为稳定准确值；h₇为该测站全测段之间的间接高差，为稳定准确值；v为闭合差改正数；

则闭合差改正数为：

因为假设外界条件对于每个不稳定测段的影响是相同的，因此改正数应当平均分配到各个测段，得到不稳定测段的准确高差值：

如图4所示，在得到单测站的改正值之后，其他各个测站也按照同理，获得各个不稳定测段改正后的准确值，最终得到所有测段的准确高差值，平差之后可得所有CPIII点的准确高程值。

Claims (1)

1.一种铁路轨道控制网三角高程数据改正处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在轨道控制网的单向三角高程网中，通过斜距和竖直角观测值得到与平面测量网型相同的直接高差网；

步骤2：通过直接高差之间求差，得到所有测段之间的间接高差值；

步骤3：结合前后两测站测得的间接高差值，求得各不稳定测段之间的高差平均值；

步骤4：根据闭合关系，求取闭合差改正数：

对于单个测站来说，不稳定测段和稳定测段之间存在闭合关系为：

其中，和为经过该测站和相邻测站观测所取得的不稳定测段之间的高差平均值；h₂为该测站稳定测段之间的间接高差，为稳定准确值；h₇为该测站全测段之间的间接高差，为稳定准确值；v为闭合差改正数；

则闭合差改正数为：

步骤5：将闭合差改正数平均分配到各个不稳定测段，则不稳定测段的准确高差值为：

步骤6：计算各个测站所有测段的准确高差值，平差之后得到所有CPIII点的准确高程值。