一種CPIII高程質量控制方法

張新勝 曹體濤

（中鐵二院工程集團有限責任公司， 四川 成都 610031）

1 概述

通常，通過計算CPIII水準測量重復往返測較差、環閉合環以及符合路線閉合差[1]來達到控制CPIII高程質量的目的。能不能在不增加外業工作量的情況下，增加一種新的 CPIII控制質量方法呢？因此本文在參考大量文獻資料[1]-[2]后，通過計算與統計某隧道CPIII三角高程網與CPIII水準網的高程較差與相鄰高差較差的差值，其完全滿足 CPIII高程復測的高程較差與相鄰高差較差的限差要求，這就為CPIII高程質量控制提供一種新的思路。

2 CPⅢ三角高程控制網測量

2.1 CPⅢ三角高程控制網外業技術要求

CPⅢ三角高程控制網[1]-[2]測量利用CPIII平面網測量的邊角觀測值，并不增加額外工作量，但外業指標除滿足CPIII平面的要求外，還應符合表1的規定。CPIII控制點的高程測量起閉于線路水準基點，每2km左右與線路水準點進行高程高程聯測。CPIII高程網與線路水準基點聯測時，按精密水準測量要求進行往返觀測。

表1 CPIII控制網自由測站三角高程外業觀測的主要技術指標

為了削弱地球曲率與大氣折光等因素的影響，單個CPIII測站12個測點可計算16段CPIII相鄰點間的高差，如1所示。 CPIII控制網自由測站三角高程采用不同測站所測得的相鄰點所測得的高差。

圖1 單個測站CPIII控制網自由測站三角高程示意圖

2.2 CPⅢ三角高程控制網內業處理的方法

首先，檢查外業測量質量，外業質量合格后，按圖1提取相鄰點間CPIII高差，然后采用距離加權平均值計算不同測站測量的同名高差，其具體的計算方法詳見文獻[3]所示。由以上同名高差就可以計算環閉合差和附合路線閉合差，并計算每公里高差全中誤差。

當所有的CPIII三角高程測量值滿足規范要求后，采用線路水準基點進行嚴密平差。

3 三角高程與水準高程對后方交會點的影響

圖2 后方交會的測量原理示意圖

如圖2所示，后方交會采用前后兩對共8個CPIII點進行設站，這時后方交會點的高程可以由式(1)表示。

式中：Hj表示第j設站的高程

Hi+2*j表示第i+2j個CPIII點的高程

Si+2*j表示第i+2j個CPIII點到設站點的距離

Ti+2*j表示第i+2j個CPIII點到設站點的豎直角

那么由三角高程與水準高程計算的后方交會點的高程可以由式(2)、式(3)表示。

由三角高程與水準高程對后方交會高程點的差值可以由式(4)表示。

假設水準高程是理論值，那么由三角高程引起的換站誤差可以由式(5)表示。

通過計算某隧道的三角高程與水準高程對設站點高程的差值，都小于1.5mm；三角高程對換站誤差的影響都在0.4mm以內，相當于規范要求的1/5，因此可以認為三角高程與水準高程對換站影響基本一致，不影響后續施工測量。

4 CPIII三角高程代替CPIII水準二次檢查統計

《高程鐵路工程測量規范》規定 CPIII復測高程與初測高程大于 3mm，應進行二次檢測，本文采用上述方法對某條高速鐵路6段CPIII點所有的CPIII點水準高程進行檢核計算。除部分點超過3mm，97.79%的高程差值都在2mm以內，99.84%都在3mm以內，因此采用CPIII三角高程代替精密水準二次檢測是可行的。

5 結論與建議

1、嚴格按照《高速鐵路測量規范》CPIII控制網自由測站三角高程外業觀測，并使用鐵道部主管部門評審的軟件進行平差計算，能夠獲得正確可靠的CPIII高程并滿足CPIII高程建網的要求。

2、對于CPIII高程復測中超限的點，完全可以利用CPIII三角高程代替水準測量進行二次檢測。