一種CPIII高程質(zhì)量控制方法

張新勝 曹體濤

（中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 四川 成都 610031）

1 概述

通常，通過計(jì)算CPIII水準(zhǔn)測量重復(fù)往返測較差、環(huán)閉合環(huán)以及符合路線閉合差[1]來達(dá)到控制CPIII高程質(zhì)量的目的。能不能在不增加外業(yè)工作量的情況下，增加一種新的 CPIII控制質(zhì)量方法呢？因此本文在參考大量文獻(xiàn)資料[1]-[2]后，通過計(jì)算與統(tǒng)計(jì)某隧道CPIII三角高程網(wǎng)與CPIII水準(zhǔn)網(wǎng)的高程較差與相鄰高差較差的差值，其完全滿足 CPIII高程復(fù)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(zhì)量控制提供一種新的思路。

2 CPⅢ三角高程控制網(wǎng)測量

2.1 CPⅢ三角高程控制網(wǎng)外業(yè)技術(shù)要求

CPⅢ三角高程控制網(wǎng)[1]-[2]測量利用CPIII平面網(wǎng)測量的邊角觀測值，并不增加額外工作量，但外業(yè)指標(biāo)除滿足CPIII平面的要求外，還應(yīng)符合表1的規(guī)定。CPIII控制點(diǎn)的高程測量起閉于線路水準(zhǔn)基點(diǎn)，每2km左右與線路水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行高程高程聯(lián)測。CPIII高程網(wǎng)與線路水準(zhǔn)基點(diǎn)聯(lián)測時(shí)，按精密水準(zhǔn)測量要求進(jìn)行往返觀測。

表1 CPIII控制網(wǎng)自由測站三角高程外業(yè)觀測的主要技術(shù)指標(biāo)

為了削弱地球曲率與大氣折光等因素的影響，單個(gè)CPIII測站12個(gè)測點(diǎn)可計(jì)算16段CPIII相鄰點(diǎn)間的高差，如1所示。 CPIII控制網(wǎng)自由測站三角高程采用不同測站所測得的相鄰點(diǎn)所測得的高差。

圖1 單個(gè)測站CPIII控制網(wǎng)自由測站三角高程示意圖

2.2 CPⅢ三角高程控制網(wǎng)內(nèi)業(yè)處理的方法

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

當(dāng)所有的CPIII三角高程測量值滿足規(guī)范要求后，采用線路水準(zhǔn)基點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)密平差。

3 三角高程與水準(zhǔn)高程對后方交會點(diǎn)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(gè)CPIII點(diǎn)進(jìn)行設(shè)站，這時(shí)后方交會點(diǎn)的高程可以由式(1)表示。

式中：Hj表示第j設(shè)站的高程

Hi+2*j表示第i+2j個(gè)CPIII點(diǎn)的高程

Si+2*j表示第i+2j個(gè)CPIII點(diǎn)到設(shè)站點(diǎn)的距離

Ti+2*j表示第i+2j個(gè)CPIII點(diǎn)到設(shè)站點(diǎn)的豎直角

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

由三角高程與水準(zhǔn)高程對后方交會高程點(diǎn)的差值可以由式(4)表示。

假設(shè)水準(zhǔn)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(jì)算某隧道的三角高程與水準(zhǔn)高程對設(shè)站點(diǎn)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(nèi)，相當(dāng)于規(guī)范要求的1/5，因此可以認(rèn)為三角高程與水準(zhǔn)高程對換站影響基本一致，不影響后續(xù)施工測量。

4 CPIII三角高程代替CPIII水準(zhǔn)二次檢查統(tǒng)計(jì)

《高程鐵路工程測量規(guī)范》規(guī)定 CPIII復(fù)測高程與初測高程大于 3mm，應(yīng)進(jìn)行二次檢測，本文采用上述方法對某條高速鐵路6段CPIII點(diǎn)所有的CPIII點(diǎn)水準(zhǔn)高程進(jìn)行檢核計(jì)算。除部分點(diǎn)超過3mm，97.79%的高程差值都在2mm以內(nèi)，99.84%都在3mm以內(nèi)，因此采用CPIII三角高程代替精密水準(zhǔn)二次檢測是可行的。

5 結(jié)論與建議

1、嚴(yán)格按照《高速鐵路測量規(guī)范》CPIII控制網(wǎng)自由測站三角高程外業(yè)觀測，并使用鐵道部主管部門評審的軟件進(jìn)行平差計(jì)算，能夠獲得正確可靠的CPIII高程并滿足CPIII高程建網(wǎng)的要求。

2、對于CPIII高程復(fù)測中超限的點(diǎn)，完全可以利用CPIII三角高程代替水準(zhǔn)測量進(jìn)行二次檢測。