有轨电车控制网中CPⅢ精密测量技术的应用

尚安康，张河焰

（中交二公局上海远通路桥工程有限公司，上海 201315）

在现代有轨电车高平顺的要求下，重视对钢轨空间几何坐标的控制、加强对平顺性的管理、保证其线性特征符合要求，具有非常重要的意义。这就需要建设有轨电车的时候，精心地调整轨道铺设，直到轨道位置达到要求，这也是铁路建设的基础目标。

1 有轨电车控制网中CPⅢ精密测量概述

现代有轨电车主要穿行于城市中心区域，为了达到高速运行的要求，并且保证车辆行车过程中的舒适性、安全性和低噪声，在对路线进行设计和施工的过程中一定要保证平顺性。城市有轨电车的轨道主要使用的是混凝土整体道床，在施工的过程中一定要保证轨道工程的一次定位。在铺设的过程中使用CPⅢ技术进行轨道铺设控制，能够有效地保证轨道的线路参数和设计位置，确保行车界限要求。在此过程中，对铺轨基标CPⅢ的精度具有较高的要求，需要使用CPⅢ精密测量技术，确保轨道的高精度施工。

CPⅢ控制网点数多，点位密集，利用精密水准建立高程控制网外业工作量大，效率低下，因此研究利用CPⅢ平面控制测量中的竖直角、斜距观测值构建精密三角高程控制网成为一个热点方向。

精密三角高程测量受到竖直角观测误差和斜距观测误差的影响，也受到大气折光、地球曲率、垂线偏差等系统误差的影响。系统误差由于具有累积性，对于CPⅢ精密三角高程控制网最终解算精度有较大的影响，因此如何消除系统误差的影响是建立合格CPⅢ精密三角高程控制网的关键。

已有的研究成果显示，通过构建差分观测值可削弱球气差的影响，另外通过参数法也可消除球气差的影响，并取得了良好的效果。但这些研究成果在现有条件下不能保证所有的点都符合规范要求，如参数法要求高程基准点间距达到0.5～1km才能获得符合规范要求的CPⅢ高程控制点，但实际线路水准点基点间距为2km。在未来的研究中，需要进一步提高CPⅢ精密三角高程控制网的精度，降低偶然误差的影响还是进一步削弱残余系统误差的影响，是首先需要解决的问题。

2 控制点的要求

依照高速铁路工程测量规范的具体需要，在CPⅢ技术进行网络建设前，首先需要全面进行全线CPⅠ基础平面控制网、CPⅢ线路平面控制网以及基准点的测设。在CPⅢ平面网建网的过程中，需要在沿线方向400～800m位置进行CPⅡ或者是CPⅠ控制点的设置，以便更好地量测CPⅢ平面网。在无法符合间距要求的过程中，通过GPS三等测量技术来进行CPⅠ控制点的设置，CPⅢ高层网建网的过程中需要确保每千米范围内都需要具有一个稳定的线路水平基准点。在无法符合间距要求的过程中，根据二等水准测量的需要进行加密水准基点的设置。

3 测设的具体方式

CPⅢ自由设站主要是用全站仪来测量网点，在进行精密控制的过程中主要使用边角交汇网施测方式。在实际进行全站仪轨道测量前，需要确保全站仪具有测量的功能，符合自动搜索目标以及校准观测等的需要，在标称精度方面需要具备以下条件：在测量方向方面的误差需要控制在±1mm以下，在测距方面的误差需要控制在1mm+0.002‰以下。在观测的过程中需要输入气压值及气温值，在测量过程中匹配温度计的精度需要控制在0.5℃以下；另外，在操作过程中还需要将气压计的计量表精度控制在5hPa以下，保证每个设备设置14个以上的棱镜，在使用前需要对每一对棱镜进行检测，在观测相同点的时候使用固定的棱镜，对棱镜进行编号。

在相邻的点之间设站时，应保证同一站前后有6个以上的测量网点，测量过程中需要注意观测数据两侧，另外还需要对后视网点的数量进行控制，需要超过3对，在进行重叠测量的过程中重点控制网点，让全站仪测站的间隔更为精准，确保观测数据控制在150～180m。

在测量自由站的CPⅢ时，需要对周边线路所有的CPⅠ点进行联网，将这些点编制成整套系统网络，确保CPⅠ线路两侧可视控制点的密度在400～800m。如果无法达到此要求，需要依照相同精度来加密CPⅠ控制点，与此同时，CPⅠ点可以在桥梁和路基固定端位置设置。

在联测CPⅠ点以及CPⅢ点的过程中，必须在通视或后视CPⅠ点位置进行置镜，使用的棱镜需要保证相同，在联测的过程中需要确保CPⅢ及CPⅠ点位置有一对可以进行联测。如果条件允许还可以使用多对进行CPⅢ点的两侧控制，两侧长度的范围在150～200m，也可以利用自由设站观测等方式直接对CPⅠ点进行联测，确保联测站的数量超过两个。

在联测CPⅡ控制点的过程中需要使用同一棱镜，在精密控制网观测完成后需要通过相关专业软件进行平差；在施工招标控制网点观测的过程中，需要保证水平测量角度符合要求；在观测方法方面，使用全圆方向法，如果观测方向较多，可以使用分组法来进行全方向观测，使用该观测方式的时候需要注意符合技术要求。

4 衔接过程中的测量技术

在测量CPⅢ的时候，需要依照施工要求合理地对线路进行分段测量，另外需要控制分段长度，每段长度需要控制在4km内，相邻侧段如何进行评审衔接是保证CPⅢ网络精度的重要基础。在相邻侧段衔接的过程中需要至少对6对CPⅢ点进行重复观测，将其作为重叠线测区，确保测段的平顺衔接，在确定重复观测点的过程中需要依照测量技术进行确认，每点的观测次数需要控制在3次以内。

在衔接测段的过程中，前后端平叉坐标需要控制精度误差应当不大于3mm，在此条件下后一段网平差的时候，需要依照该段联调的CPⅡ和CPⅠ控制点附加一定的CPⅢ控制点坐标来约束平差。在高程数量处理结束之后，需要确保测算前后位置，独立平台高程的差值控制在±3mm内，采取合理的措施以控制精度，保证使用和平面坐标相同的平插方式进行平差。

5 计算平面测量数据的平差

在测量CPⅢ点的过程中需要注意处理平面数据，在此过程中使用的主要是TSDⅠ-HRSDAJ软件。这款软件在平面处理的技术方面已经达到了铁道部评审的具体要求，该软件系统主要分成三个部分，一是全站仪测量外接软件，二是全站仪数据测量与处理软件，三是精度工程测量的平差软件。

在对数据进行存储的过程中，需要严格校核观测数据的质量，检验核对的内容主要包含棱镜的高度、仪器的高度、观测者、记录者，另外还包括观测信息，如观测日期、观测天气等，都是需要在校核前进行存储的资料。

在操作过程中，校核的手段主要是程序校核和手工校核。如果在校核之后观测的数据不符合要求，需要重新进行观测；如果通过校核之后观测的数据符合平台的要求，而且没有较大的误差，可以存储观测到的数据，并且进行提交，进一步计算数据，进行平差。在平差处理和数据计算的过程中，需要标注相应的软件名称。

6 水准测量的平差计算

在完成水准测量的野外作业后，需要注意加强数据整理，检查所有观测获得的数据，在平差处理前需要注意细节，如果发现数据丢失或数据遗漏，需要重新测试或补测。在测试的过程中需要注意控制精度，提高效率。在具体操作的过程中需要注意：（1）在操作的过程中，依照精密水准测量的具体需要对往返高差或闭合差进行计算，在计算过程中注意控制误差。（2）保证各个水准路线测试的过程中依照要求进行测段往返测高差不符值的复测，并对偶然中误差值进行计算。（3）在水准网的环数大于20个的时候，依照环线闭合差来完成后续的计算工作。

如果在测量的过程中，往返测高差不符值以及每千米偶然中误差的值都达到要求，可以通过严密平差的方法来对数据进行计算。平差计算的过程中需要重视取位，依照精密水准测量要求进行操作。

7 结束语

为了让CPⅢ的控制网的精度得到进一步提高，更好地观测CPⅢ控制网的数据，CPⅢ控制网的测量系统需要采用和原设计相同的坐标系统。另外，通过自由设站边角交会法来进行无砟轨道控制网的构建，并且保证构建的质量符合要求。和常规布网的方法进行比较，该方法在控制成果精度和保证网型稳定性等部分优势非常明显，符合无砟轨道施工精度的特点和需要。