徠卡全站儀和電子水準(zhǔn)儀在高速鐵路CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)中的應(yīng)用

引文格式： 劉士旬. 徠卡全站儀和電子水準(zhǔn)儀在高速鐵路CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)中的應(yīng)用[J].測(cè)繪通報(bào)，2015(2)：133-135.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0061

徠卡全站儀和電子水準(zhǔn)儀在高速鐵路CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)中的應(yīng)用

劉士旬

(中鐵六局集團(tuán)有限公司工程設(shè)計(jì)院，北京 100036)

ApplicationofLeicaTotalStationandElectronicLevelinCPⅢControl

NetworkRetestofHigh-speedRailway

LIUShixun

摘要：CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)質(zhì)量包含兩方面的內(nèi)容：一是保證復(fù)測(cè)的準(zhǔn)確性；二是保證復(fù)測(cè)的可靠性。在合福客運(yùn)專(zhuān)線六標(biāo)的CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)中，平面網(wǎng)測(cè)量使用具有自動(dòng)目標(biāo)搜索、自動(dòng)照準(zhǔn)、自動(dòng)觀測(cè)和記錄的智能型全站儀Leica TS30(標(biāo)稱(chēng)精度：0.5″，0.6mm+1×10-6D)進(jìn)行；高程網(wǎng)測(cè)量使用Leica DNA03電子水準(zhǔn)儀(標(biāo)稱(chēng)精度：0.3mm/km)進(jìn)行。在此次高速鐵路CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)過(guò)程中，通過(guò)采取各種切實(shí)可行的措施和方法，保證了復(fù)測(cè)的質(zhì)量，完成了測(cè)量任務(wù)。

關(guān)鍵詞：可靠性；重復(fù)性；互換性；同精度內(nèi)插

中圖分類(lèi)號(hào)：P258文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

一、概述

CPⅢ控制點(diǎn)一般布設(shè)于路基專(zhuān)用控制樁、橋梁防撞墻和隧道邊墻內(nèi)襯上，容易受到線上施工和構(gòu)筑物沉降變形的影響。為確保CPⅢ控制點(diǎn)成果準(zhǔn)確可靠，應(yīng)根據(jù)工程進(jìn)展情況對(duì)CPⅢ控制網(wǎng)進(jìn)行定期的復(fù)測(cè)和維護(hù)。

高速鐵路CPⅢ控制網(wǎng)共需復(fù)測(cè)兩次：第一次復(fù)測(cè)為軌道板道床施工前；第二次復(fù)測(cè)為軌道精調(diào)和工程靜態(tài)驗(yàn)收前。CPⅢ控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)內(nèi)容包括CPⅢ平面控制網(wǎng)復(fù)測(cè)和CPⅢ高程控制網(wǎng)復(fù)測(cè)兩部分。

二、復(fù)測(cè)原則

CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)的總體原則是：采用與建網(wǎng)相同的技術(shù)要求和作業(yè)方法進(jìn)行；在各區(qū)段測(cè)量完成，平差合格后對(duì)CPⅢ點(diǎn)復(fù)測(cè)與原測(cè)成果的坐標(biāo)進(jìn)行比較(較差應(yīng)≤±3.0mm)，對(duì)相鄰點(diǎn)的復(fù)測(cè)與原測(cè)坐標(biāo)增量進(jìn)行比較(較差應(yīng)≤±2.0mm)；超限時(shí)應(yīng)結(jié)合線下工程結(jié)構(gòu)和沉降評(píng)估結(jié)論分析判斷超限原因，確認(rèn)復(fù)測(cè)成果無(wú)誤后，采用同精度內(nèi)插的方式更新成果。

三、CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)中采取的各種措施

1. 選用高精度的測(cè)量?jī)x器

CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)盡量選用標(biāo)稱(chēng)精度高的儀器進(jìn)行。平面網(wǎng)測(cè)量可使用瑞士徠卡公司生產(chǎn)的智能型全站儀如LeicaTS30(標(biāo)稱(chēng)精度：0.5″，0.6mm+1×10-6D)、LeicaTCA2003(標(biāo)稱(chēng)精度：0.5″，1mm+1×10-6D)、LeicaTCRP1201+(標(biāo)稱(chēng)精度：0.5″，1mm+1.5×1×10-6D)；高程網(wǎng)測(cè)量則使用LeicaDNA03電子水準(zhǔn)儀(標(biāo)稱(chēng)精度：0.3mm/km)。如圖1所示。

圖1

這些儀器都是經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的高精度、高穩(wěn)定性的儀器，能夠保證測(cè)量數(shù)據(jù)的精度和可靠性，更好地避免測(cè)量中的粗差，保證復(fù)測(cè)與建網(wǎng)成果的一致性。

2. 對(duì)預(yù)埋標(biāo)具進(jìn)行細(xì)致檢查

復(fù)測(cè)前派專(zhuān)人對(duì)CPⅡ加密點(diǎn)、二等水準(zhǔn)點(diǎn)及CPⅢ點(diǎn)預(yù)埋標(biāo)具進(jìn)行細(xì)致檢查，對(duì)被破壞的點(diǎn)位應(yīng)及時(shí)在原位置附近恢復(fù)，并做好詳細(xì)記錄，保證現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)位的唯一性、完好性，保證測(cè)量桿插入后和預(yù)埋件能緊密貼合。這是保證CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)效率和精度的有效手段之一。

3. 對(duì) CPⅡ及水準(zhǔn)加密網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核

CPⅡ及水準(zhǔn)加密網(wǎng)數(shù)據(jù)是CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)成敗的關(guān)鍵。在使用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行約束前一定要保證其準(zhǔn)確性。使用SYADJ軟件對(duì)內(nèi)符合精度高、可靠的CPⅢ控制網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)約束CPⅢ點(diǎn)反算出CPⅡ加密點(diǎn)的坐標(biāo)和水準(zhǔn)加密點(diǎn)的高程，并進(jìn)行檢核；對(duì)于采用GPS測(cè)量方法測(cè)定的CPⅡ加密點(diǎn)，還可使用全站儀進(jìn)行邊角關(guān)系檢核。

4. 對(duì)棱鏡桿和水準(zhǔn)桿進(jìn)行檢驗(yàn)

使用合格的棱鏡桿和水準(zhǔn)桿是保證點(diǎn)位測(cè)量精度和點(diǎn)位互換性的前提。將重復(fù)性和互換性超過(guò)0.4mm的棱鏡桿、超過(guò)0.2mm的水準(zhǔn)桿去除。

5. 對(duì) CPⅡ加密點(diǎn)基座和棱鏡進(jìn)行檢驗(yàn)

CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)最好使用建網(wǎng)時(shí)所用的CPⅡ加密點(diǎn)基座和棱鏡。若不具備條件，也要與建網(wǎng)單位使用的CPⅡ加密點(diǎn)基座和棱鏡進(jìn)行檢驗(yàn)、比對(duì)、改正。對(duì)與建網(wǎng)時(shí)高度不一致的基座進(jìn)行加工處理，保證CPⅡ加密點(diǎn)棱鏡中心與建網(wǎng)時(shí)一致；對(duì)與建網(wǎng)時(shí)常數(shù)不一致的棱鏡在使用時(shí)輸入棱鏡常數(shù)，保證測(cè)距與建網(wǎng)時(shí)一致。只有這樣才能更好地消除復(fù)測(cè)與建網(wǎng)的系統(tǒng)誤差，與建網(wǎng)的成果符合。

6. 建立試驗(yàn)段

CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)工作開(kāi)始后首先選取3km作為試驗(yàn)段。一方面對(duì)參加測(cè)量的人員進(jìn)行培訓(xùn)，使相關(guān)人員盡快熟悉和掌握所從事的測(cè)量工種與任務(wù)；另一方面對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行平差處理、成果比對(duì)，發(fā)現(xiàn)并消除復(fù)測(cè)中存在的問(wèn)題，排除復(fù)測(cè)中存在的系統(tǒng)誤差。

7. 嚴(yán)格執(zhí)行測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)時(shí)要嚴(yán)格執(zhí)行建網(wǎng)時(shí)的技術(shù)要求甚至要高于建網(wǎng)要求。只有這樣才能獲取合格的數(shù)據(jù)，保證測(cè)量成果的準(zhǔn)確性，通過(guò)消除系統(tǒng)誤差達(dá)到與建網(wǎng)數(shù)據(jù)的高度符合。在CPⅢ控制網(wǎng)的測(cè)量中做到以下幾個(gè)要點(diǎn)：不要勉強(qiáng)進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)采集困難時(shí)不能保證精度；確保全站儀或水準(zhǔn)儀視線不受遮擋；確保棱鏡桿或水準(zhǔn)桿安裝到位；確保全站儀或水準(zhǔn)儀穩(wěn)定；每天測(cè)量工作開(kāi)始前對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行必要的檢校。

8. 坐標(biāo)更新后進(jìn)一步檢核

復(fù)測(cè)成果與建網(wǎng)成果比對(duì)后，對(duì)于較差超限，成果需要更新的點(diǎn)位要核對(duì)預(yù)埋標(biāo)具檢查記錄，并再次到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)預(yù)埋標(biāo)具進(jìn)行檢查。若點(diǎn)位確實(shí)破壞、損毀，則在報(bào)告中加以說(shuō)明；若點(diǎn)位沒(méi)有明顯痕跡，測(cè)量桿插入后和預(yù)埋件能緊密貼合，則使用全站儀利用新、舊坐標(biāo)分別進(jìn)行自由設(shè)站檢查坐標(biāo)不符值情況，確保更新成果的真實(shí)、可靠。

四、工程應(yīng)用

合?？瓦\(yùn)專(zhuān)線六標(biāo)施工里程為DK212+276.35～DK249+236.5，全部采用CRTSⅡ型雙塊式無(wú)砟軌道施工。本次CPⅢ控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)分4個(gè)段落進(jìn)行，現(xiàn)在以DK240+860.000～DK249+236.500段CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)為例來(lái)說(shuō)明復(fù)測(cè)情況。

1. 準(zhǔn)備工作

對(duì)該區(qū)段的預(yù)埋標(biāo)具進(jìn)行細(xì)致檢查，發(fā)現(xiàn)共有20個(gè)點(diǎn)的標(biāo)具出現(xiàn)不同程度的損毀，其中2個(gè)點(diǎn)的標(biāo)具嚴(yán)重破壞，須進(jìn)行重埋。

本區(qū)段的CPⅡ加密網(wǎng)和二等水準(zhǔn)加密網(wǎng)經(jīng)過(guò)復(fù)測(cè)采用原成果。使用CPⅢ測(cè)量數(shù)據(jù)反算檢核，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)變化，用原成果進(jìn)行約束。

2. CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)情況

CPⅢ平面網(wǎng)測(cè)量使用LeicaTS30全站儀配合測(cè)量手簿進(jìn)行，采用自由設(shè)站邊角交會(huì)法；高程網(wǎng)測(cè)量使用LeicaDNA03電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行，采用矩形環(huán)單程水準(zhǔn)網(wǎng)法。

本區(qū)段CPⅢ平面網(wǎng)共觀測(cè)CPⅢ控制點(diǎn)298個(gè)，聯(lián)測(cè)CPⅡ加密控制點(diǎn)20個(gè)。其自由網(wǎng)平差和搭接前約束網(wǎng)平差的各項(xiàng)精度指標(biāo)均滿(mǎn)足規(guī)范要求(見(jiàn)表1)。本區(qū)段CPⅢ高程控制網(wǎng)共觀測(cè)CPⅢ控制點(diǎn)302個(gè)，聯(lián)測(cè)二等水準(zhǔn)加密點(diǎn)6個(gè)，構(gòu)成150個(gè)閉合環(huán)，各項(xiàng)精度指標(biāo)均滿(mǎn)足規(guī)范要求(見(jiàn)表2)。

表1　平面網(wǎng)平差后技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

表2　高程網(wǎng)平差后技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表　 mm

CPⅢ點(diǎn)復(fù)測(cè)與原測(cè)成果的坐標(biāo)較差超限點(diǎn)共有20個(gè)，相鄰點(diǎn)的復(fù)測(cè)與原測(cè)坐標(biāo)增量較差超限的邊共有44條，經(jīng)核對(duì)預(yù)埋標(biāo)具檢查記錄和再次現(xiàn)場(chǎng)核查發(fā)現(xiàn)超限點(diǎn)均為施工現(xiàn)場(chǎng)施工導(dǎo)致的破壞或毀損的點(diǎn)，其余均滿(mǎn)足限差要求，根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求，本區(qū)段CPⅢ點(diǎn)控制網(wǎng)的超限點(diǎn)采用復(fù)測(cè)成果，其余點(diǎn)采用建網(wǎng)成果。

3. CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)結(jié)論

本測(cè)區(qū)CPⅢ控制網(wǎng)布設(shè)、觀測(cè)、數(shù)據(jù)處理和平差符合《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》(TB10601—2009)等相關(guān)規(guī)范規(guī)定要求，可以使用本次復(fù)測(cè)的坐標(biāo)成果進(jìn)行軌道精調(diào)施工。

五、結(jié)束語(yǔ)

CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)的質(zhì)量直接關(guān)系到無(wú)砟軌道道床施工和軌道精調(diào)的精度和效率。從本文復(fù)測(cè)過(guò)程來(lái)看，選擇合適的測(cè)量?jī)x器(如徠卡公司生產(chǎn)的高精度測(cè)量機(jī)器人和電子水準(zhǔn)儀)，通過(guò)采取一定措施和方法，可以保證測(cè)量點(diǎn)位的穩(wěn)定可靠、保證起算數(shù)據(jù)的可靠、保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，消除與建網(wǎng)的系統(tǒng)誤差，能夠保證CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測(cè)成果質(zhì)量滿(mǎn)足下一工序施工的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)鐵道部.TB10601—2009高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2009.

[2]國(guó)家測(cè)繪局.GB12897—2007 國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[3]中華人民共和國(guó)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T18314—2009全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

(本專(zhuān)欄由徠卡測(cè)量系統(tǒng)和本刊編輯部共同主辦)