铁路枢纽建设中高精度空间区域测量定位系统的实现

第一篇：铁路枢纽建设中高精度空间区域测量定位系统的实现

铁路枢纽建设中高精度空间区域测量定位

系统的实现

摘要：测量是一门基础应用科学，是一种了解、使用信息的手段。通过文字或几何方法可以间接或直接描述物的形状、性质、特点。社会经济的发展，带动基础工程的投资建设，从而推动铁路建设的发展。当今的工程建设对施工测量放样的技术和效率要求日渐提高。高精度空间区域测量定位系统的设计利用就是在工程建设中应实际要求逐渐发展起来的。关键词：定位系统、高精度

1.前言

测绘事业的发展可谓日新月异，纵览建筑工程测绘事业的发展史：从公元前21世纪，大禹治水使用简单测量工具测量距离和高低，到现在GPS的广泛利用、各种数字测绘仪器在各大中小工程测绘中的应用。工程测绘行业可谓历经无数次技术与工具变革。随着传统测绘技术向数字化转化，GPS已经应用于各个工程的定位，虽然GPS在大地测绘和工程控制测量方面起到很大的作用。但是在工程细部定位中，由于众多条件所限，放样精度还达不到设计要求。有赖于全站仪、经纬仪和水准仪的使用。这里说的高精度空间区域测量定位系统就是利用全站仪、经纬仪和水准仪利用独立的施工坐标系进行高精度放样的定位系统。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障，满足工程所提出的要求。随着国家经济的发展，对铁路基础建设的需求，加上工程施工效率的提高。对施工测量放样的技术和效率要求日渐提高。高精度空间区域测量定位系统的设计利用就是在工程建设中应实际要求逐渐发展起来的测量技术。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向，亦是促进工程测量学科发展的动力。

2.工程实例

在此以哈大客运专线长春西动车运用所为例，介绍一下高精度定位的运用实例：新建哈尔滨到大连铁路客运专线长春西动车运用所工程，是一个综合性的铁路站场工程，集列车停车、列车检修以及列车清洗等于一体。占地里程2公里。包括二级加压泵站、乘务员侯班楼公寓及食堂浴室、信号楼、受电弓及轮对踏面诊断棚、动车检查库、融冰除雪库、临修及不落轮镟轮库、外皮洗刷库、公安警备组、锅炉房合计10个构筑物；建筑面积37116.45㎡。站台墙4050m、围墙6650m、栅栏19800m、混凝土路面36890m、综合管沟17733m、过轨管2358m、通信电缆槽15375m、绿化铺草坪面积共102774㎡、种植常绿乔木4280株、灌木102244株，落叶乔木360株；各种储水池、化粪池33个；综合保养点一处。涵盖了房建、铁路站台、市政、水、电、通信等各个专业的测量放线。工程项目以“保工期、保安全、保质量、强管理、促效益”为宗旨，开展科学精心的施工，并随着2012年12月1日哈大铁路正式通车而投入使用运营。

该工程高精度定位施测包括检查库内轨道桥的安装和各个库内各种设备的安装等放样。可谓放样方法各有不同。所谓放样，是指将抽象的几何实体放样到实地上去，成为具体的几何实体所采用的测量方法和技术称为施工放样，这其中也包括机器和设备的安装。放样可分为点、线、面、体的放样。具体方法包括：极坐标、偏角法、偏距法、投点法、距离交会、方向交会法等。

例如车站内站台墙的定位放样，就是利用以设计铁路正线作为坐标轴生成的独立坐标系进行定位。定位前先计算出站台墙控线的坐标值，在实测过程中省去利用全站仪的放样程序进行繁琐的数据输入，只要轻点坐标测量键，读取键面显

示的X值或Y值与设计值比较，利用差值指挥扶棱镜者将差值用卷尺量出来，从而完成点位的放样。用这种方法可以将繁琐的放样程序进行简化，从而提高放样效率。精度方面，因是卷尺直接量测，而且仪器在测站架设时间短，减少了环境误差带来的影响。从而提高了放样精度，在这里现代仪器全站仪的使用简化了很多程序。

高精度的定位过程，其实就是在测量过程中消除错误，减少误差的平差过程。一般工程放样的平差工作都是在现场进行的，因此，常将这类在现场消除测量误差的方法统称为现场平差。如在测放一个方向线时，采用正、倒镜定点，而后在现场取两方向线的中点作为最后方向值等方法。在所有建筑领域中，对测量放样的精度要求具有严密性和松散性两个方面的特性。严密性指工程建筑物必须保持其构件严密的相互关系，即在放样中具有较大误差时，则会有损于工程质量。如在哈大铁路长春西动车运用所内各种设备库内的构件安装测量。松散性指松散的建筑部位，彼此间联系松驰。这类工程部位，虽在设计图纸上有三维尺寸的规定，但在施工时，可予以不同程度的伸缩，因其放样后果对工程建设的影响远比严密性的部位要宽松得多。如铁路站场内站房、以及各种配套用房的定位测量。

铁路枢纽工程的空间定位，包括平面位置和高程位置。铁路枢纽工程测量定位系统的建立就是区域施工坐标系的设计过程，考虑到铁路枢纽中的构筑物主要轴线均平行于铁路主线（正线）。因此，我们建立坐标系一般是以铁路正线为主坐标轴，以正线上行方向作为和正线右侧方向为新的坐标系的x和y方向。如此一来，整个枢纽工程的定位就一目了然。

在高程放样方面，是利用水准仪的视线高原理直接抄测。如抄测站台墙顶-1.000米控制线用以控制站台顶标高。依据现场地势情况，将水准仪的视线高保证与-1.000米点持平，即架设水准仪精平后，仪器里面的水平十字丝要与-1.000米点位重合。然后指挥放线人员带笔将点位直接标在站台墙体上。用这一放样方式可以把单条线精度控制在1mm之内。但这需要测量人员有丰富的实操经验，从而保证水准仪架设的精准度。哈大铁路长春西站的站台墙放样就是利用此种定位系统和测量方式，事实证明，达到了预期效果。包括几道曲线站台墙在内，所有站台沿没有一处因超出设计线范围而被剔凿。台面标高控制也100%合格。

以上是对站台墙的距离，而对于放样精度更高一筹的轨道设备安装，我们同样采用更加独立的坐标系。施工放样的成果通常是即刻(或数小时后)交付使用，往往不能等待再去检查成果的正确性。这就要求放样作业人员在作业中处处要有自我校核条件，以便及时发现错误，及时纠正。尽量避免误差出现。对严密部位，一般采用本身主轴线为基本控制去进行放样。即不论控制网布设的精度如何，一旦利用其测设主轴线后，该工程部位就以该轴线为基础了，这样就保证了建筑物的相对严密性；所有轴线的测设，应在主轴线的基准上进行，以避免再由控制网测设，而将控制网本身的测设误差带入严密区段；在施工过程中，所有轴线的测设定位，应具有一次性，切忌反复变更造成轴系的混乱。以哈大铁路长春西动车运用所为例首先精确定出每条轨道中心线。在后续的配套设备安装中均以此为定位依据。从而保证了轨道桥的安装精度。

高程抄测也是利用水准仪的视线高原理直接抄测。这样每次只是后视原始标高点，防止了用塔尺一站站抄测产生的累计误差。减少了扶尺人员对中点位产生的人为误差，将精度控制在最好水平。事实证明，动车运用所整个468米检查库的轨道+300mm线抄测下来，误差控制在了2mm之内。完全高于规范设计精度要

求。使后续的轨道桥和轨道安装定位有了准确依据。既提高了精度，减少扶尺的时间又提高了放样效率。设备的精确安装为日后设备的安全运营奠定了良好基础。

3.结束语

快速、精准的测量放样工作是提高施工进度的关键环节，高精度空间区域测量定位系统的建立，便于我们在施工过程中快速、直观、准确的将设计点位放样到实地，为施工环节节约时间，促进工程进度，提高测量放样精度 从而对未来设备运营的安全性提供了技术性保障。