淺析高鐵CPⅢ快速復測方法

李國軍 郭強

摘 要：作為高鐵CPⅢ控制網布設的重要內容，復測會對后續高鐵軌道精調等操作產生重要影響，但是傳統采用水準等復測方法效率不高、精度也不太理想，有必要開發和應用新的復測方法。本文在對傳統水準復測方式進行改進的基礎上，提出了兩種新型的復測方法，可以顯著提升復測的效率，期望給新時期我國高鐵CPⅢ復測工作提供參考和借鑒。

關鍵詞：高鐵工程；CPⅢ；快速復測

在我國交通運輸業快速發展的背景下，更快、更安全、更舒適、更智能等已經成為新時期我國交通運輸業發展的重要趨勢。而高鐵則是在此背景下所誕生的一種重要交通運輸方式，其運行速度和乘坐的舒適性均是傳統列車所無法比擬的。但是相對地，高鐵建設的安全性要求也更高。作為高鐵建設的重要基礎，CPⅢ復測結果的準確性關乎高鐵軌道建設的質量，所以必須要采取高效、高質量的復測方法來提升復測結果的準確性。

1 傳統水準復測方式的改進方法分析

通俗而言，CPⅢ控制網實際上就是三維控制網，包括平面和高程兩個方向，且實際的測量過程中采用分開測量平面和高程的方式，之后再集中將兩個維度的結果合成共點三維網，實際應用的過程中要同時使用平面和高程兩個維度的測量結果。而如果采用三角高程來替代水準測量方式，那么可以CPⅢ平面復測完畢之后無需繼續進行水準高程復測，相應的數據可以同樣通過平面復測中的三角高程數據求出，這樣就可以達到提升復測效率的目的。而從測量本質角度來看，三角高程替代水準測量之后，就實現了平面和高程兩個維度的同步測量，相應的三維網可以直接進行建立。而從可行性角度來看，CPⅢ控制網測量過程中所用的電子測量儀器均具有很高的自動化和精度要求，且高程測量過程中所用的電子水準儀可以達到二等水準等級；CPⅢ平面網進行測量過程中所用的全站儀具有目標自動搜索等功能，其本身是一個標準形式帶狀控制網，各個測點和測站等均保持強制對中，此時如果開展三角高程測量，那么有很多的觀測點，測量可靠性更強，這均為三角高程測量的應用提供了重要保障。由此可知，通過在高鐵CPⅢ復測過程中引入三角高程測量具有可行性，可以在確保測量結果精度的基礎上，提升測量的效率。

2 兩種新型CPⅢ快速復測方法的分析

2.1 單面觀測法及其復測應用

眾所周知，全站儀在測量應用過程中會不可避免的存在三軸誤差，此時為了縮小測量誤差，要將儀器進行對中整平，且需要采用雙面觀測方式。同理，在高鐵CPⅢ測量過程中所采用的雙面觀測方式也需要多次測量各個控制點，此時勢必會影響測量的效率。而如果此時可以采用單面觀測的方式，那么可以顯著提升測量工作的便利性。鑒于此，有必要對其可行性進行探究。從整體上來看，當前我國所用的現代全站儀大都均包含有三軸補償功能，有助于在一定程度上減少三個方向上的測量誤差，確保測量結果的精確性。而采用單面觀測方式的情況下，相應的測角精度更高。而當前高鐵CPⅢ角度測量中所采用的全站儀具有目標自動搜索和測量功能，可以滿足單面觀測使用需求。為了驗證單面觀測法在高鐵CPⅢ快速復測中應用的可行性，可以將CPⅢ觀測方向值確定為盤左方向或者盤右方向，之后依次對控制點坐標進行計算，分析相應的精度和平差，然后同雙面觀測下所得到的平差結果進行對比分析，可以發現二者的測量結果比較接近，這也表明單面觀測法在高鐵CPⅢ復測中應用具有可行性，可以在確保測量精度的基礎上，提升復測操作的效率。

2.2 坐標變換法及其復測應用

在高鐵工程建設的時候，常常會遇到許多不同的坐標系統，此時使得測量定位工作無法繼續按照統一的坐標系來開展，但是如果可以適當地對坐標進行變換，那么可以通過將不同坐標系之間進行合適換算，那么可以在建筑、道路等領域的測量定位工作顯得非常便捷、快速。

歸納起來，坐標變換法在工程測量中應用的優勢主要表現在如下幾點，即：其一，可以結合自己的需求來設定坐標系，測量靈活、便捷；其二，可以對測量數據進行簡化，有助于更好地計算測量數據，提升了測量計算的效率；其三，可以借助坐標變換來解決實際測量工作中存在的各種問題，比如所設置的測量控制點如果受到了遮擋而出現不通視問題，那么就可能會影響測量工作的順利開展，此時如果可以借助坐標變換法，那么可以從其他控制點進行測量后再進行適當變換來實現測量坐標系的統一化。例如，在礦山測量工作中，為了更好地指導工程施工開展，就可以借助假定坐標的方式，如巷道掘進方向不再局限于0°、180°等特殊角度，而是0～360°范圍內任何一種角度的時候，可以采用假定坐標的方式來對巷道邊線偏中距或者皮帶中線進行計算，那么測量工作非常便捷。

而在高鐵CPⅢ復測中應用坐標變換法的情況下，可以對點位變動情況進行直觀地分析。在實際的CPⅢ復測工作中，可以先假定一套坐標系及其對應的測量點坐標值，之后選擇公共點，將其同復測之前坐標進行轉換求解，這樣可以得到復測前坐標系下的CPⅢ復測坐標值，然后通過對比分析原CPⅢ坐標和轉換后的CPⅢ坐標進行對比分析來達到分析點位變動的目的。另外，為了進一步提高精度，可以增加或者改選公共點、刪除變動的點位，必要的時候可以根據實際的需求來進行多輪轉換。

總之，高鐵CPⅢ復測工作是確保后續軌道精調質量的重要保障，其工作質量會對高鐵軌道板精調結果準確性產生直接影響。傳統的高鐵CPⅢ復測方法的效率不高，已經無法滿足新時期我國高鐵建設的需求。基于此，本文在對傳統水準復測方法進行改進的基礎上，提出了單面觀測法和坐標變換法，并對其可行性進行了驗證，期望可以為新時期我國高鐵工程建設提供參考。

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作者簡介：李國軍（1980-），男，漢族，吉林長春人，本科，中級工程師，從事測量工作。