第一篇：鐵路樞紐建設中高精度空間區(qū)域測量定位系統(tǒng)的實現(xiàn)

鐵路樞紐建設中高精度空間區(qū)域測量定位

系統(tǒng)的實現(xiàn)

摘要：測量是一門基礎應用科學，是一種了解、使用信息的手段。通過文字或幾何方法可以間接或直接描述物的形狀、性質、特點。社會經(jīng)濟的發(fā)展，帶動基礎工程的投資建設，從而推動鐵路建設的發(fā)展。當今的工程建設對施工測量放樣的技術和效率要求日漸提高。高精度空間區(qū)域測量定位系統(tǒng)的設計利用就是在工程建設中應實際要求逐漸發(fā)展起來的。關鍵詞：定位系統(tǒng)、高精度

1.前言

測繪事業(yè)的發(fā)展可謂日新月異，縱覽建筑工程測繪事業(yè)的發(fā)展史：從公元前21世紀，大禹治水使用簡單測量工具測量距離和高低，到現(xiàn)在GPS的廣泛利用、各種數(shù)字測繪儀器在各大中小工程測繪中的應用。工程測繪行業(yè)可謂歷經(jīng)無數(shù)次技術與工具變革。隨著傳統(tǒng)測繪技術向數(shù)字化轉化，GPS已經(jīng)應用于各個工程的定位，雖然GPS在大地測繪和工程控制測量方面起到很大的作用。但是在工程細部定位中，由于眾多條件所限，放樣精度還達不到設計要求。有賴于全站儀、經(jīng)緯儀和水準儀的使用。這里說的高精度空間區(qū)域測量定位系統(tǒng)就是利用全站儀、經(jīng)緯儀和水準儀利用獨立的施工坐標系進行高精度放樣的定位系統(tǒng)。工程測量學的主要任務是為各種工程建設提供測繪保障，滿足工程所提出的要求。隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，對鐵路基礎建設的需求，加上工程施工效率的提高。對施工測量放樣的技術和效率要求日漸提高。高精度空間區(qū)域測量定位系統(tǒng)的設計利用就是在工程建設中應實際要求逐漸發(fā)展起來的測量技術。精密工程測量代表著工程測量學的發(fā)展方向，亦是促進工程測量學科發(fā)展的動力。

2.工程實例

在此以哈大客運專線長春西動車運用所為例，介紹一下高精度定位的運用實例：新建哈爾濱到大連鐵路客運專線長春西動車運用所工程，是一個綜合性的鐵路站場工程，集列車停車、列車檢修以及列車清洗等于一體。占地里程2公里。包括二級加壓泵站、乘務員侯班樓公寓及食堂浴室、信號樓、受電弓及輪對踏面診斷棚、動車檢查庫、融冰除雪庫、臨修及不落輪鏇輪庫、外皮洗刷庫、公安警備組、鍋爐房合計10個構筑物；建筑面積37116.45㎡。站臺墻4050m、圍墻6650m、柵欄19800m、混凝土路面36890m、綜合管溝17733m、過軌管2358m、通信電纜槽15375m、綠化鋪草坪面積共102774㎡、種植常綠喬木4280株、灌木102244株，落葉喬木360株；各種儲水池、化糞池33個；綜合保養(yǎng)點一處。涵蓋了房建、鐵路站臺、市政、水、電、通信等各個專業(yè)的測量放線。工程項目以“保工期、保安全、保質量、強管理、促效益”為宗旨，開展科學精心的施工，并隨著2012年12月1日哈大鐵路正式通車而投入使用運營。

該工程高精度定位施測包括檢查庫內軌道橋的安裝和各個庫內各種設備的安裝等放樣?？芍^放樣方法各有不同。所謂放樣，是指將抽象的幾何實體放樣到實地上去，成為具體的幾何實體所采用的測量方法和技術稱為施工放樣，這其中也包括機器和設備的安裝。放樣可分為點、線、面、體的放樣。具體方法包括：極坐標、偏角法、偏距法、投點法、距離交會、方向交會法等。

例如車站內站臺墻的定位放樣，就是利用以設計鐵路正線作為坐標軸生成的獨立坐標系進行定位。定位前先計算出站臺墻控線的坐標值，在實測過程中省去利用全站儀的放樣程序進行繁瑣的數(shù)據(jù)輸入，只要輕點坐標測量鍵，讀取鍵面顯

示的X值或Y值與設計值比較，利用差值指揮扶棱鏡者將差值用卷尺量出來，從而完成點位的放樣。用這種方法可以將繁瑣的放樣程序進行簡化，從而提高放樣效率。精度方面，因是卷尺直接量測，而且儀器在測站架設時間短，減少了環(huán)境誤差帶來的影響。從而提高了放樣精度，在這里現(xiàn)代儀器全站儀的使用簡化了很多程序。

高精度的定位過程，其實就是在測量過程中消除錯誤，減少誤差的平差過程。一般工程放樣的平差工作都是在現(xiàn)場進行的，因此，常將這類在現(xiàn)場消除測量誤差的方法統(tǒng)稱為現(xiàn)場平差。如在測放一個方向線時，采用正、倒鏡定點，而后在現(xiàn)場取兩方向線的中點作為最后方向值等方法。在所有建筑領域中，對測量放樣的精度要求具有嚴密性和松散性兩個方面的特性。嚴密性指工程建筑物必須保持其構件嚴密的相互關系，即在放樣中具有較大誤差時，則會有損于工程質量。如在哈大鐵路長春西動車運用所內各種設備庫內的構件安裝測量。松散性指松散的建筑部位，彼此間聯(lián)系松馳。這類工程部位，雖在設計圖紙上有三維尺寸的規(guī)定，但在施工時，可予以不同程度的伸縮，因其放樣后果對工程建設的影響遠比嚴密性的部位要寬松得多。如鐵路站場內站房、以及各種配套用房的定位測量。

鐵路樞紐工程的空間定位，包括平面位置和高程位置。鐵路樞紐工程測量定位系統(tǒng)的建立就是區(qū)域施工坐標系的設計過程，考慮到鐵路樞紐中的構筑物主要軸線均平行于鐵路主線（正線）。因此，我們建立坐標系一般是以鐵路正線為主坐標軸，以正線上行方向作為和正線右側方向為新的坐標系的x和y方向。如此一來，整個樞紐工程的定位就一目了然。

在高程放樣方面，是利用水準儀的視線高原理直接抄測。如抄測站臺墻頂-1.000米控制線用以控制站臺頂標高。依據(jù)現(xiàn)場地勢情況，將水準儀的視線高保證與-1.000米點持平，即架設水準儀精平后，儀器里面的水平十字絲要與-1.000米點位重合。然后指揮放線人員帶筆將點位直接標在站臺墻體上。用這一放樣方式可以把單條線精度控制在1mm之內。但這需要測量人員有豐富的實操經(jīng)驗，從而保證水準儀架設的精準度。哈大鐵路長春西站的站臺墻放樣就是利用此種定位系統(tǒng)和測量方式，事實證明，達到了預期效果。包括幾道曲線站臺墻在內，所有站臺沿沒有一處因超出設計線范圍而被剔鑿。臺面標高控制也100%合格。

以上是對站臺墻的距離，而對于放樣精度更高一籌的軌道設備安裝，我們同樣采用更加獨立的坐標系。施工放樣的成果通常是即刻(或數(shù)小時后)交付使用，往往不能等待再去檢查成果的正確性。這就要求放樣作業(yè)人員在作業(yè)中處處要有自我校核條件，以便及時發(fā)現(xiàn)錯誤，及時糾正。盡量避免誤差出現(xiàn)。對嚴密部位，一般采用本身主軸線為基本控制去進行放樣。即不論控制網(wǎng)布設的精度如何，一旦利用其測設主軸線后，該工程部位就以該軸線為基礎了，這樣就保證了建筑物的相對嚴密性；所有軸線的測設，應在主軸線的基準上進行，以避免再由控制網(wǎng)測設，而將控制網(wǎng)本身的測設誤差帶入嚴密區(qū)段；在施工過程中，所有軸線的測設定位，應具有一次性，切忌反復變更造成軸系的混亂。以哈大鐵路長春西動車運用所為例首先精確定出每條軌道中心線。在后續(xù)的配套設備安裝中均以此為定位依據(jù)。從而保證了軌道橋的安裝精度。

高程抄測也是利用水準儀的視線高原理直接抄測。這樣每次只是后視原始標高點，防止了用塔尺一站站抄測產生的累計誤差。減少了扶尺人員對中點位產生的人為誤差，將精度控制在最好水平。事實證明，動車運用所整個468米檢查庫的軌道+300mm線抄測下來，誤差控制在了2mm之內。完全高于規(guī)范設計精度要

求。使后續(xù)的軌道橋和軌道安裝定位有了準確依據(jù)。既提高了精度，減少扶尺的時間又提高了放樣效率。設備的精確安裝為日后設備的安全運營奠定了良好基礎。

3.結束語

快速、精準的測量放樣工作是提高施工進度的關鍵環(huán)節(jié)，高精度空間區(qū)域測量定位系統(tǒng)的建立，便于我們在施工過程中快速、直觀、準確的將設計點位放樣到實地，為施工環(huán)節(jié)節(jié)約時間，促進工程進度，提高測量放樣精度 從而對未來設備運營的安全性提供了技術性保障。