精密導(dǎo)線測量在城市軌道交通建設(shè)中的應(yīng)用

李彥錦

摘要：隨著近代我國實行改革開放以來，我國的經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)水平都已經(jīng)得到了顯著的提高，特別是我國的城市化建設(shè)，在近年來取得了巨大的突破和進(jìn)展。而作為城市化建設(shè)當(dāng)中的一個重要的核心組成部分，軌道交通建設(shè)是現(xiàn)如今我國對于交通運(yùn)輸建設(shè)的重點項目。為了能夠進(jìn)一步地促進(jìn)我國對于軌道交通的建設(shè)，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)精密導(dǎo)線測量在進(jìn)行城市軌道交通建設(shè)時候過程當(dāng)中的實際應(yīng)用。精密導(dǎo)線測量是在進(jìn)行城市軌道交通建設(shè)項目過程當(dāng)中的一項重要的技術(shù)手段，對于城市軌道交通的建設(shè)有著非常重要的作用。因此，本文將對精密導(dǎo)線測量技術(shù)在城市軌道交通建設(shè)過程當(dāng)中的實際應(yīng)用進(jìn)行深入分析和研究，并提出能夠進(jìn)一步加強(qiáng)精密導(dǎo)線測量技術(shù)在城市軌道交通當(dāng)中的實際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：精密導(dǎo)線測量;城市軌道交通;實際應(yīng)用

引言

為了能夠有效地緩解我國城市軌道交通的運(yùn)行壓力，需要對我國城市軌道交通的建設(shè)進(jìn)一步加強(qiáng)。就城市軌道交通的建設(shè)而言，在專業(yè)領(lǐng)域上又可以將它細(xì)分為地鐵和輕軌。但是在日常的生活習(xí)慣上，大家基本上將這些在城市當(dāng)中的城市軌道交通系統(tǒng)都統(tǒng)一地成為輕軌。而在對城市軌道交通進(jìn)行實際建設(shè)的過程當(dāng)中，精密導(dǎo)線測量是在進(jìn)行城市軌道交通建設(shè)過程當(dāng)中進(jìn)行實際建設(shè)施工最為主要的依據(jù)，因此精密導(dǎo)線測量對于城市軌道交通建設(shè)來說有著非常重要的作用。

1精密導(dǎo)線測量在城市軌道交通建設(shè)當(dāng)中的應(yīng)用意義

現(xiàn)如今我國對于精密導(dǎo)線測量技術(shù)應(yīng)用比較成熟的城市主要集中在北京、上海、廣州這些大型城市當(dāng)中，它們對于精密導(dǎo)線測量的技術(shù)測量有著非常成功的經(jīng)驗。因為在這些城市在進(jìn)行軌道交通建設(shè)的過程當(dāng)中，進(jìn)行以城市為主體的獨立坐標(biāo)系，并且相對來說城市的面積比較小，在進(jìn)行操作的過程當(dāng)中更加方便簡單。但是現(xiàn)如今我國的其他很多城市在進(jìn)行城市軌道交系統(tǒng)的建設(shè)過程當(dāng)中，通常還會采用西安80坐標(biāo)系進(jìn)行對城市軌道交通進(jìn)行精密導(dǎo)線測量。但是采用這種方法進(jìn)行精密導(dǎo)線測量，在隨著中央子午線以及測線兩端高度的不斷變化，會使得進(jìn)行精密導(dǎo)線測量所測出的精度，滿足在進(jìn)行城市軌道交通建設(shè)施工過程當(dāng)中所要求的精度。因此，在精密導(dǎo)線測量在城市軌道交通的應(yīng)用過程當(dāng)中，還需要根據(jù)實際的軌道建設(shè)要求對于精密導(dǎo)線測量進(jìn)行進(jìn)一步加強(qiáng)。

2精密導(dǎo)線測距邊歸化改正計算原理

在進(jìn)行城市軌道交通建設(shè)的過程當(dāng)中，所采取的主要精密導(dǎo)線測量的方法就是全站儀測量距離。全站儀測量距離的工作原理主要是利用光波在空氣當(dāng)中的傳播來對相應(yīng)的距離進(jìn)行一個準(zhǔn)確的測量，這種測量方法首先，通過利用電磁波測距的方式在進(jìn)行測量距離。測量完相應(yīng)的數(shù)據(jù)過后在對數(shù)據(jù)進(jìn)行測算的過程當(dāng)中對載波波長進(jìn)行計算的過程當(dāng)中需要采用在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的大氣折光系數(shù)作為對波長進(jìn)行距離測量計算的主要計量單位。所以在進(jìn)行實際的測量計算過程當(dāng)中，為了能夠進(jìn)一步地提高精密導(dǎo)線測量的精度，可以在進(jìn)行計算的過程當(dāng)中在引入一個氣象改正系數(shù)來對精密導(dǎo)線測量所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)一步地修正。而隨著現(xiàn)如今我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今進(jìn)行精密導(dǎo)線測量工作也在進(jìn)一步地變得智能化，而隨著再看進(jìn)行精密導(dǎo)線測量過程當(dāng)中的智能化程度的不斷提高，通過氣象改正系數(shù)可以實現(xiàn)在進(jìn)行精密導(dǎo)線測量過程當(dāng)中能夠進(jìn)行自動化地對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，這樣就能夠大大地提高進(jìn)行精密導(dǎo)線測量的工作效率以及進(jìn)行精密導(dǎo)線測量時的精度。在加入氣象改正系數(shù)過后，在進(jìn)行精密導(dǎo)線測量的過程當(dāng)中只需要將進(jìn)行測距過程當(dāng)中相應(yīng)環(huán)境的氣壓以及溫度等氣象因素輸入到全站儀里面，全站儀就能夠根據(jù)氣象改正系數(shù)對精密測量過程當(dāng)中所測的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化的修正，得出實際測距數(shù)據(jù)。

2.1全站儀的加、乘常數(shù)改正

在使用全站儀進(jìn)行檢測的過程當(dāng)中，有著兩個非常關(guān)鍵的常數(shù)，它們對于最后的精密導(dǎo)線測量的精度有著非常重要的影響。它們分別是全站儀的加常數(shù)C以及乘常數(shù)K。這兩個常數(shù)都是在進(jìn)行精密測量過程當(dāng)中對于測距儀器的系統(tǒng)誤差計算非常關(guān)鍵的常數(shù)，因此對于這兩個常數(shù)的改正對于全站儀在進(jìn)行測量的過程當(dāng)中有著至關(guān)重要的影響作用。要想能夠進(jìn)行非常高精度的進(jìn)行精密導(dǎo)線測量，對于全站儀的常數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的檢定就有著非常重要的影響，需要根據(jù)相應(yīng)的公式對全站儀的加常數(shù)C以及乘常數(shù)K進(jìn)行一個準(zhǔn)確的測量距離的改正，具體的公式為AS=S*K+C 。其中K和C分別代表全站儀的加常數(shù)以及乘常數(shù)，S則是代表所需要進(jìn)行測量的斜距。通過采用相應(yīng)的公式對全站儀的加常數(shù)以及乘常數(shù)進(jìn)行改正過后就能夠在進(jìn)行精密導(dǎo)線測量和的過程當(dāng)中準(zhǔn)確地控制全站儀進(jìn)行測距過程當(dāng)中的系統(tǒng)誤差，進(jìn)而使得進(jìn)行精密導(dǎo)線測量的精度得到進(jìn)一步保證。

2.2測距邊的高程歸化

全站儀在進(jìn)行測量距離的過程當(dāng)中所測的實際距離就是在相應(yīng)地面上的兩個測距點之間的實際長度。但是通常情況下在進(jìn)行實際的測量過程當(dāng)中，地面上所需要進(jìn)行測量的兩個測距點經(jīng)常會無法出現(xiàn)在工程所需要的投影高度面上，使得在實際的地面測距點與工程上的投影面之間存在著一定范圍的誤差，進(jìn)而使得在使用全站儀進(jìn)行測量的過程當(dāng)中數(shù)測量出來的數(shù)據(jù)在進(jìn)行后續(xù)的城市軌道交通建設(shè)的過程當(dāng)中會有著相應(yīng)的誤差，進(jìn)而使得進(jìn)行精密導(dǎo)線測量的測量精度受到一定程度的影響，使得精度有所降低。所以需要對全站儀的側(cè)邊距進(jìn)行一個高程歸化來使得全站儀在地面進(jìn)行實際測量的地面測距點能夠歸化到工程所需要的投影面上去，進(jìn)而有效地保證精密導(dǎo)線測量的精度要求。將地面?zhèn)冗吘喔叱虤w化到投影高程面上去的計算公式為：。在這其中需要對計算公式里面的每個字符所代表的含義有一個準(zhǔn)確的認(rèn)識。首先D0所代表的是使用全站儀進(jìn)行地面?zhèn)冗吘嗯c高程投影面的水平面之間的相互距離，Hp則是指的工程投影面的高程，Hm是全站儀在進(jìn)行測量過程當(dāng)中兩個地面測距點之間的平均高程，最后是Ra，它所代表的是在計算過程當(dāng)中的橢球體在側(cè)邊距之間的曲率半徑。

2.3高斯投影面?zhèn)冗吘喔幕?/p>

在進(jìn)行城市軌道交通建設(shè)的過程當(dāng)中，在地鐵輕軌工程項目上所需要進(jìn)行控制并測量的網(wǎng)點主要是一般的平面坐標(biāo)系統(tǒng)。在進(jìn)行對精密導(dǎo)線測量所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理通常情況下也都是在平面坐標(biāo)系統(tǒng)上就可以進(jìn)行解決。而在實際的全站儀測量的過程當(dāng)中，有一些測量數(shù)據(jù)是在一些橢球面上進(jìn)行測量的，因此在對全站儀所測得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過程當(dāng)中，需要將在橢球面上進(jìn)行測量的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行高斯投影面的側(cè)邊距改化過后才能夠在平面做表系統(tǒng)上進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和計算。只有將這些相應(yīng)的測量值通過相關(guān)轉(zhuǎn)化到高斯投影面過后才能夠保證在進(jìn)行實際的數(shù)據(jù)處理過程當(dāng)中不會有著系統(tǒng)上的誤差對于精密導(dǎo)線測量的數(shù)據(jù)帶來巨大的精度誤差，進(jìn)而對后續(xù)的城市軌道交通建設(shè)的數(shù)據(jù)到來嚴(yán)重影響，使得在進(jìn)行建設(shè)的施工過程當(dāng)中出現(xiàn)失誤導(dǎo)致工程的經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重的影響。將橢球面的相關(guān)側(cè)邊距的值轉(zhuǎn)換到高斯投影面上需要根據(jù)側(cè)邊距的兩個測距點的距離以及它們分別與中央子午線之間的距離，根據(jù)改化計算公式進(jìn)行相應(yīng)的計算，才能夠?qū)E球面上的側(cè)邊距數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到高斯投影面當(dāng)中。

2.4精密導(dǎo)線平差結(jié)果

在對目標(biāo)地點進(jìn)行精密導(dǎo)線測量的過程當(dāng)中，首先可以通過觀測的方法對相應(yīng)地點的外業(yè)觀測質(zhì)量狀況有一個比較初步的把握，然后根據(jù)所得的外業(yè)觀測結(jié)果按照相應(yīng)的城市軌道交通工程測量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一個初步的比對，接下來通過一個在實際精密導(dǎo)線測量的案例進(jìn)行簡單的分析，下表是我國某城市在進(jìn)行城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)過程當(dāng)中所進(jìn)行精密導(dǎo)線測量所得到的精密導(dǎo)線平差結(jié)果。

根據(jù)圖表當(dāng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)可以得出在最弱點的中位誤差已經(jīng)達(dá)到了32毫米，而在平均點的中位誤差只有24.7毫米。從這些數(shù)據(jù)當(dāng)中可以看出在進(jìn)行該城市的城市軌道交通建設(shè)的過程當(dāng)中所進(jìn)行的精密導(dǎo)線測量的精度沒有達(dá)到我國相關(guān)城市軌道交通建設(shè)工程測量所規(guī)定的精度要求，需要對精密導(dǎo)線測量的精度精細(xì)型進(jìn)一步的提高，以便能夠更好地實現(xiàn)精密導(dǎo)線測量工作在城市軌道交通建設(shè)當(dāng)中的實際應(yīng)用。

3精密導(dǎo)線側(cè)距邊歸化的應(yīng)用

3.1高程歸化的應(yīng)用

在進(jìn)行精密導(dǎo)線測量過程當(dāng)中需要對測距邊歸化在城市軌道交通建設(shè)進(jìn)行充分的實際應(yīng)用，首先主要先講解高程歸化在城市軌道交通建設(shè)過程當(dāng)中的實際應(yīng)用。本文將主要以青島的地鐵建設(shè)項目為實際案例對高程歸化在城市軌道交通建設(shè)當(dāng)中的實際應(yīng)用進(jìn)行分析和闡述。根據(jù)在對青島輕軌的城市軌道交通建設(shè)過程當(dāng)中所進(jìn)行的精密導(dǎo)線測量過程當(dāng)中所測得的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后再利用側(cè)邊距高程歸化的相關(guān)計算公式進(jìn)行相關(guān)的計算可以得到在進(jìn)行精密導(dǎo)線測量過程當(dāng)中所測得的各項數(shù)據(jù)經(jīng)過高程歸化過后所得到的側(cè)邊距數(shù)值，相關(guān)的數(shù)據(jù)計算結(jié)果如下表所示：

根據(jù)圖表當(dāng)中所展示的結(jié)果可以看出，精密導(dǎo)線側(cè)邊距數(shù)據(jù)在經(jīng)過高程歸化計算過后所得到的在高程投影面上的邊長數(shù)值都得到了明顯的縮小，不僅如此，進(jìn)行高程歸化的歸化值的大小基本上都和精密導(dǎo)線測量的測距點的高程差以及距離成正比例的關(guān)系。而且從高程歸化計算表當(dāng)中還可以看出精密導(dǎo)線測量的地面?zhèn)冗吘嗟闹翟诮?jīng)過高程歸化過后的最大歸化值已經(jīng)達(dá)到了四點一毫米。經(jīng)過以上對于高程歸化應(yīng)用的實際案例分析可以得出在進(jìn)行精密導(dǎo)線測量的過程當(dāng)中，在低精密導(dǎo)線測量值進(jìn)行平差計算之前一定要先對精密導(dǎo)線測量所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行高程歸化計算，這樣才能夠進(jìn)一步地有效提高精密導(dǎo)線測量的精度。

3.2測距邊長高斯投影面改化應(yīng)用

在進(jìn)行城市軌道交通的建設(shè)施工過程當(dāng)中，所有進(jìn)行精密導(dǎo)線測量過后得到的數(shù)據(jù)最后都需要轉(zhuǎn)化到高斯平面坐標(biāo)系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行最終的處理，所以在進(jìn)行精密導(dǎo)線測量過程當(dāng)中在橢球面上的測量數(shù)據(jù)還需要通過高斯投影改化公式進(jìn)行計算轉(zhuǎn)化到高斯平面坐標(biāo)系統(tǒng)當(dāng)中。根據(jù)高斯投影改化計算公式，在進(jìn)行計算的過程當(dāng)中，圖表當(dāng)中的橫坐標(biāo)值指的是在進(jìn)行精密導(dǎo)線測量過程當(dāng)中兩個測距點與中央子午線之間的距離，在進(jìn)行測量的過程當(dāng)中國由于開始所測量的數(shù)據(jù)采用的是獨立城市的坐標(biāo)系，在進(jìn)行計算的過程當(dāng)中需要將獨立的城市坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為80坐標(biāo)系統(tǒng)下對策坐標(biāo)值，以便能夠?qū)⑺械淖鴺?biāo)值進(jìn)行一個統(tǒng)一，方便把握進(jìn)行改化計算的準(zhǔn)確性。根據(jù)高斯投影面計算表可以得出在精密導(dǎo)線測量的兩個測距點到中央子午線之間的距離都是小于15千米的，所以進(jìn)行高斯投影面改化的數(shù)值波動變化很小。

3.3計算結(jié)果分析

根據(jù)以上的計算結(jié)果數(shù)據(jù)可以分析得出，在進(jìn)行城市軌道交通建設(shè)精密導(dǎo)線測量的過程當(dāng)中，對于所測量的數(shù)據(jù)需要根據(jù)相應(yīng)的要求進(jìn)行改正。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)比對分析經(jīng)過改正過后的測距邊長的中位誤差的精度得到很明顯的提升，進(jìn)而使得精密導(dǎo)線測量的全長閉合度的誤差精度也得到了不小的提升。

精密導(dǎo)線測量的數(shù)據(jù)在經(jīng)過改正過后的精度得到了大幅度的提高，從中也說明了精密導(dǎo)線測量測距邊長改正對于精密導(dǎo)線測量過程當(dāng)中的重要作用。因此，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對于精密導(dǎo)線測量測距邊長改正在城市軌道交通建設(shè)當(dāng)中的實際應(yīng)用。

結(jié)束語

隨著我國社會主義的不斷建設(shè)與發(fā)展，我國的城市化建設(shè)將會得到不斷的發(fā)展和進(jìn)步，所以在未來對于城市軌道交通項目的建設(shè)還會呈現(xiàn)幾何式增長趨勢。因此，為更好地促進(jìn)我國城市軌道交通的建設(shè)與發(fā)展，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)精密導(dǎo)線測量在城市軌道交通建設(shè)當(dāng)中的實際應(yīng)用，將我國城市軌道交通建設(shè)事業(yè)推向新高度。

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