高速鐵路精密測量技術(shù)論文
1精密測量原理及研究
高速鐵路精密工程測量技術(shù)標準，旨在按照鐵建工程的質(zhì)量要求設計出平面及高程控制網(wǎng)的精度指標，提高行車(chē)的穩定性和舒適度。鐵軌的幾何線(xiàn)形參數應該符合平順、高精度的設計要求。因此，在測量鐵軌幾何線(xiàn)性參數時(shí)，軌道的內、外部幾何尺寸都應該作為被測項目進(jìn)行嚴格控制。內部幾何尺寸是軌道的軌向、軌距、水平以及軌道縱向高低和方向的參數，這是鐵軌自身的幾何尺寸。外部幾何尺寸，顧名思義，是指軌道在空間三維坐標系中的坐標和高程。鐵軌內、外部幾何尺寸的測量實(shí)際是對軌道的相對定位和絕對定位。為了達到平順性的要求，鐵軌必須采用高精確度的幾何線(xiàn)形，一般控制在±1mm～2mm以?xún)�。測量控制網(wǎng)的精度，在進(jìn)行線(xiàn)下工程施工放樣的`過(guò)程中，應該兼顧敷設鐵軌時(shí)的精度指標，盡量縮小鐵軌幾何參數和目標位置之間的誤差。這就要借助由各級平面高程控制網(wǎng)構成的測量系統來(lái)逐步實(shí)施。另一方面，要嚴格參照鐵軌勘測、施工和運維規范布置精密測量控制網(wǎng)，以確保鐵軌的各項技術(shù)參數符合線(xiàn)下工程空間位置坐標及高程要求。
2精密測量步驟
應用軌檢小車(chē)的傳感器、全站儀、0級軌檢尺，配合計算機和無(wú)線(xiàn)通訊系統，按精度指標測定軌向、軌距、水平、高低等技術(shù)參數，對鐵軌的實(shí)際位置進(jìn)行精確定位。
2.1工藝流程
2.1.1工前檢查觀(guān)測軌檢小車(chē)每一次離軌并重新上軌時(shí)的運行狀態(tài)，將軌距測量輪松開(kāi)，對超高測量傳感器進(jìn)行微調。
2.1.2精測過(guò)程
�、僬{入與管段相關(guān)的測量控制點(diǎn)和線(xiàn)性要素數據文件，備作后用。
�、谠O定全站儀自由設站點(diǎn)的坐標、方位及橫軸中心高程。軌檢小車(chē)距全站儀10m～70m。通過(guò)前后各三對連續CPIII(CPIII控制網(wǎng)又名基樁控制網(wǎng)，是高速鐵路測量最基本的控制網(wǎng))基標上的棱鏡，自動(dòng)平差、計算確定位置。按指定方位調整測站位置，使之能夠對后方兩對控制點(diǎn)進(jìn)行交叉觀(guān)測。建議布置2臺全站儀備用，盡量縮短測量時(shí)間。
�、鄹鶕^(guān)測結果設定軌檢小車(chē)上棱鏡的絕對位置X、Y、Z。
�、苋緝x在軌檢小車(chē)移動(dòng)到下一測點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)照準、施測，并自動(dòng)記錄軌檢小車(chē)移至該點(diǎn)的鋼軌的精確坐標。
2.2注意事項
�、僭谝曈蜷_(kāi)闊的環(huán)境中開(kāi)展精密測量工作。精測所用設備精密度非常高，白天外界溫度及日照條件都可能使精測數據產(chǎn)生誤差，因此建議軌檢小車(chē)夜間作業(yè)。
�、趦x器應架設軌道中心于小車(chē)棱鏡在一條線(xiàn)上，避免光學(xué)折角產(chǎn)生的誤差影響。
�、郯惭b精測系統時(shí)，切忌在必須被擰緊的部位安放瞄準器等零部件。
�、苘壍纼葌鹊能壘鄿y量輪重約12kg。安裝軌檢小車(chē)傳感測量輪時(shí)，測量輪一定要完全脫離軌道，現場(chǎng)人員要注意安全。
�、輫澜褂密墮z小車(chē)運載重物，以免破壞車(chē)體，降低其測量精度。
3精密測量時(shí)的精度控制
在現場(chǎng)作業(yè)時(shí)，必須嚴格控制測量精度，比如測量?jì)x器誤差、設站精度等，以確保所測數據達到精度要求。3.1控制儀器誤差按照精測要求，選擇精度等級較高的全站儀施測。全站儀測角標稱(chēng)精度≤1°，測距標稱(chēng)精度≤2mm+2ppm。全站儀先校準再使用。施測前，先在儀器中設定氣壓和溫濕度，實(shí)現測量中的氣象改正。3.2控制設站精度根據現場(chǎng)條件，采用8~12個(gè)控制點(diǎn)自由設站，即便現場(chǎng)條件不允許，也必須選擇6個(gè)控制點(diǎn)，按照“盤(pán)左一遍，盤(pán)右一遍”的標準，至少完成一個(gè)測回。自由設站后，在具體結果中，對每個(gè)測站的精度和該測站所用CPIII控制點(diǎn)位相對精度進(jìn)行控制。假設某一控制點(diǎn)的△X、△Y、△H其中誤差精度出現了大幅度的偏差，須立即診斷原因，剔除平差，若精度不夠，需要進(jìn)行補測。檢查發(fā)現現場(chǎng)控制點(diǎn)點(diǎn)位發(fā)生位移或破損，應剔除該點(diǎn)。
4精密測量技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向
最近幾年，精密測量技術(shù)發(fā)展迅速，測量成果喜悅。隨著(zhù)光機電一體化、系統化的發(fā)展，光學(xué)測量技術(shù)有了迅速發(fā)展。利用光學(xué)原理開(kāi)發(fā)的非接觸測量機及各種裝置非常多。如非接觸三坐標測量系統Zip250系一種高速、高精密、高剛性新型測量機。載物臺額定載重量25kg，X、Y、Z刻度尺分辨力均為0.25μm。整機裝配了DSP處理器和CCD攝像機，充分滿(mǎn)足了高速圖像測量及處理要求，并且能夠和接觸式測頭配合施測。比如，在線(xiàn)路測量時(shí)，通過(guò)這些儀器可實(shí)時(shí)測量并顯示所測信息。就目前來(lái)看，在鐵建工程中應用精密測量技術(shù)，無(wú)論從技術(shù)角度還是從經(jīng)濟角度，都具有非常好的前景。在未來(lái)社會(huì )，精密測量技術(shù)還可以應用到各個(gè)領(lǐng)域，其發(fā)展方向為：一是測量精度從微米級向納米級延伸，逐步提高測量分辨力。二是測量范圍由點(diǎn)及面，也就是說(shuō)精密測量會(huì )從長(cháng)度方面逐步延伸到形狀方面，整體測量精度大幅提高。三是繼圖像處理技術(shù)在精測工程中成功應用后，會(huì )有遙感技術(shù)等許多新技術(shù)不斷涌現，將大大改進(jìn)測量精度。四是隨著(zhù)標準化體制的確立以及測量不確定度的數值化，精測的工藝流程將逐步細化，精確度也會(huì )逐步提高。
5結論
在全國鐵路大提速的建設要求下，高速鐵路線(xiàn)路測量系統的科研攻關(guān)力度不斷加大，對改善鐵路客運服務(wù)質(zhì)量來(lái)說(shuō)意義重大。筆者基于精密工程測控要求，對高速鐵路線(xiàn)路精密測量的方法和原理進(jìn)行了詳細的分析。為了進(jìn)一步提高鐵軌測量精度，使其線(xiàn)性參數達到高精密度指標，從構建控制網(wǎng)開(kāi)始，到精調作業(yè)，期間的每一個(gè)環(huán)節都要嚴密布控，按規定控制測量偏差，確保鐵路安全平穩地運行。
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