三角高程測量技術在山區鐵路勘測的應用

趙會云

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司， 陜西 西安 710000）

1 測區概況

張家界七星山旅游軌道交通項目測區山勢陡峭，奇峰林立，線路從山腳下攀爬至山頂，測區最低海拔300 米，最高海拔1300 米，選線難度極大，需要沿線布設高程控制點，高程控制網整網平差，為滿足勘測精度要求，需要在山頂布設高程控制點，而山頂高程控制點聯測極為困難，傳統水準測量方式無法實施，只能采用三角高程測量技術進行控制點聯測，建立高程控制網，為后續勘測工作提供基準。圖1 為測區地況

2 作業流程

三角高程測量主要有單向觀測法、對向觀測法、中間法等。其中單向觀測法無法消除大氣折光等因素的影響，測量精度不高；對向觀測法能夠有效消除大氣折光的影響，測量精度較高，但對點標志的選擇有較高的要求，實際操作有一定難度；中間設站法則相對靈活，實際操作方便，且能夠有效的消除大氣折光的影響。圖2 為TS30 智能全站儀自動觀測。

圖2 ：TS30 智能全站儀自動觀測

本文嘗試采用不量儀器高和棱鏡高的中間設站全站儀測距三角高程測量法傳遞，為最大限度減小大氣折光影響，山上山下須在同一時段進行觀測，由于山高陡峭，現場條件較差，人力攀登耗時4 小時左右，本項目采用兩臺徠卡TS30 測量機器人（測角精度0.5″，測距精度0.6mm+1ppm，測程3500m），分別在山上山下適當位置架設，保持對目標點通視。為提高測量結果準確性，增加檢核條件，在山下設置2 個間距約60 米的高程加密點DDQ1，DDQ2，采用水準測量方式獲取兩點高差。采用特制平底等高棱鏡桿和徠卡標準棱鏡，保證目標高一致因而不必量取。先在山下A1 點架設全站儀1，觀測兩組數據（DDQ1、DDQ3），（DDQ2、DDQ3）,每組觀測12個測回。完成觀測后，在山頂A3處架設全站儀2，觀測兩組數據（DDQ1、DDQ3），（DDQ2、DDQ3）,每組觀測12 個測回。完成觀測后，全站儀1 和2 分別變換位置至A2，A4，再進行一組重復觀測。共獲得8 組觀測數據。作業流程示意圖3 如下：

圖3 ：觀測示意圖

3 數據分析

數據采集完成，各項檢驗合格后，采用中鐵一院通用地面測量控制網數據處理自動化軟件FSDI-GDPAS “中間設站三角高程計算”模塊進行數據處理，各項指標按二等水準測量要求控制。經計算得出如表1 表2 所示：

表1 ：高差平差值及其精度

表2 ：高程平差值及其精度

4 結束語

1）全站儀自由設站, 不須對中，不量取儀器高；采用自制標準高度平底棱鏡桿，不量取棱鏡高。簡化工作，提高效率，減少誤差來源，從而提高測量精度；

2）加長了測距長度，只需滿足通視條件，解決了工程實際問題。

3）采用兩臺相同型號和配置參數的全站儀分別在山上山下同時段觀測，有效消除了大氣折光影響，從而提高測量的精度。

4）從衡量高程測量精度的指標——取每公里高差中誤差的 2 倍作為極限誤差，采用該方法達到了三等水準測量 mh≤±12 L 的精度規范要求；適用于山高、坡陡，高差大的山區等特殊地理條件下進行高程控制測量，提高測量精度和工作效率。