三角高程跨河水准在淮扬镇铁路跨长江二等水准中的应用.pdf

三角高程跨河水准在准扬镇鉄路跨长江二等水准中的应用:王文庆王小枫
文章编号:1672-7479(2015)06-0025-03
三角高程跨河水准在淮扬镇铁路跨
长江二等水准中的应用
王文庆王小枫
(中铁上海设计院集团有限公司,上海200333)
Application of Trigonometric Leveling in the Yangtse River-crossing
Leveling of Huaian-yangzhou-zhenjiang's Railway Line
WANG Wenging WANG iaofeng
摘要以淮杨镇铁路跨长江ニ等水准测量为例,介绍“Z”字形、大地四边形三角高程跨河水准测
量的理论、实施及精度情况。理论推及实践表明:这两种方法都能满足二等跨河水准要求,但大地四
边形方法有更多的多余观测,可靠性更好。“Z”字形方法测量数据量少,观測速度快,在隧道水准测量
中优势明显。
关键词三角高程测量跨河水准“Z”字形大地四边形
中图分类号:U224.2文献标识码:B
角,a、a及のa、vn分别为置镜点仪高和观测点棱镜高,
1概述
KA、K为大气垂直折光系数,R为地球曲率半径。
随着国家基础建设的持续加强,跨河、江、海项目
大量出现,三角高程跨河测量得到了广泛的应用1?,
式中(KAB-KBw
2R
为大气垂直折光对高差
按照《国家一、二等水准测量规范》口,三角高程跨河的影响,当对向同步进行竖直角观测时,可最大限度地
水准的布设可选择“Z”字形、平行四边形、等腰梯形或消除大气垂直折光对高差的影响。同时,在一个测段
大地四边形。目前采用较多的为“Z”字形、大地四边观测中,对向观测的边设置成偶数条边,测段的起、末
形,这两种方法各有优点。为此,结合淮扬镇铁路跨长水准点设置同一型号、高度棱镜杆。可得,对向同步观
江二等水准项目进行一些研究
測的高差计算公式为
2“Z”字形三角高程跨河水准测量
0. 5(Satan AR
tan d BA
在起始站和结束站上高差计算公式为
“Z"”字形三角高程跨河水准测量采用两台具备自
QAB=S,ptan dar
动目标识别功能的高精度全站仪,并带有经改装后固3大地四边形三角高程跨河水准测量
定在全站仪把手上的照准棱镜,进行对向同步观测,其
高差计算公式如下2
大地四边形三角高程跨河水准测量为两岸布设平
bxn=0.5[( S,tan a- Sp, tan a)-(Ka-K)×行、短边为10m左右的大地四边形,采用2台全站仪
Ar cot" dal
同步观测对向配套同一型号、高度棱镜杄,观测平距和
2R
高度角,之后调换仪器与棱镜杆的位置,一个时段共测
式中,SB、SBA为A、B两点的平距,aA、ax为竖直4组数据,4组数据构成大地四边形。本方法采用同时
对向观测,能最大程度消除大气垂直折光的影响。
收稿日期:2015-11-11
第一作者简介:王文庆(1980-),男,2006年毕业于武汉大学大地测量
高差计算公式:
与测量工程专业,硕士,高级工程师。
左岸观测高差
26
铁道勘察
2015年第6期
S,tan a-k
2R
十
A2
右岸观测高差
BA
cot g
2R
当同时对向观测时,可最大程度消除大气垂直折
光对高差的影响,综上两式可得
Opa Spctan dpc
CP/050
balan
8 24+ Sgctan anc)
图1“Z”字形布设
同理,可得hD、baC、h
“大地四边形”三角高程测量各限差如下:
CPI049与A3之间高差以及ZS1与CP1050之
各双侧回间的互.差限差
间高差均采用二等水准方法观测,ZS1与A3之间高差
dH=4?M。?√N?S
采用精密光电测距三角高程方法观测。测段起、止点
式中M8一每公里水准测量的偶然中误差/mm;
观测为同一全站仪和棱镜杆,观测距离在20m内,距
离大致相等。
N一双测回间测回数;
外业观测步骤为
S--水准视距长度/km。
由大地四边形可组成5个闭合环,选择其中的
(1)第一站采用两台全站仪分别架设于A1、B1同
时对向观测;ZS1点位放置强制对中杆,A1处全站仪对
3个独立闭合差,由同一时段观测中的各条边高差计
算闭合差。各闭合环线的闭合差W不应大于以下
ZS1处棱镜进行观测,结束后A1处全站仪搬至A2,强
限差
制对中杆搬至A3、B1,全站仪保持不动进行第二站的
观测。
W=6?Mw?√S
(2)第二站A2、B,处全站仪同时对向观测,A2处
式中:Mr为每公里水准测量全中误差/m:S为全站仪对A处棱镜进行观测。
跨河水准视距长度/km。
对外业采集数据进行计算并分析精度:二等水准
4测量实施
测量每km全中误差为2m,跨河段总长约为1.1
淮扬慎铁路五峰山长江大桥跨江大桥主桥长
km,测量中误差应不大于M=士21.1=±2.09mm;测測
1376m。长江南侧为宁镇山脉隆起区,地面高程一般量为6组,取其平均值,则每组测量中误差应不大于
10-50m;长江以北地区为长江三角洲冲积平原,地势M3=±2.1√6=±5.14mm,二组之间最大允许差值为
平坦开阔,地面高程2~5m。
ム=±5.14√2=±7.27m,二组之间最大高差较差为
长江北、南岸分別埋设二等水准点CP1049、5.6mm,满足要求。
CPI050,并相应埋设多个控制点分别进行三角高程
跨河段(ZS)-A3)6组观测高差结果见表1,其中
跨河水准测量;采用2台具备白动目标识别功能,仪器6组高差平均值为-6.5241m,中误差为±1.86mm。
标称精度不应低于0.5",±(1+1×10°D)mm的徠卡
TS30全站仪;观测选择在阴天进行,上下午观测测段
表1跨河段观測高差统计
数相同。水准跨河长度为1100m左右,按照规范
组号
高差/m与平均值之差/mm
中误差/mm
6.5217
2.4
本次跨江二等水准最少时间段数为6、双测回数为12
6.5243
半测回中的组数为8。
6.5222
4.1“Z”字形三角高程跨河水准测量
6.5239
0.
6.5263
使用的全站仪经过特殊加工,能在全站仪把手上安
6.5259
装棱鏡,棱镜的安装误差不大于01mm。并使用特制4.2大地四边形三角高程跨河水准测量
的水准点对中棱镜杆。“Z”字形外业观测布设见图1。
大地四边形外业观测,两岸采用的棱镜杆应做测