浅析高铁CPⅢ快速复测方法

李国军 郭强

摘 要：作为高铁CPⅢ控制网布设的重要内容，复测会对后续高铁轨道精调等操作产生重要影响，但是传统采用水准等复测方法效率不高、精度也不太理想，有必要开发和应用新的复测方法。本文在对传统水准复测方式进行改进的基础上，提出了两种新型的复测方法，可以显著提升复测的效率，期望给新时期我国高铁CPⅢ复测工作提供参考和借鉴。

关键词：高铁工程；CPⅢ；快速复测

在我国交通运输业快速发展的背景下，更快、更安全、更舒适、更智能等已经成为新时期我国交通运输业发展的重要趋势。而高铁则是在此背景下所诞生的一种重要交通运输方式，其运行速度和乘坐的舒适性均是传统列车所无法比拟的。但是相对地，高铁建设的安全性要求也更高。作为高铁建设的重要基础，CPⅢ复测结果的准确性关乎高铁轨道建设的质量，所以必须要采取高效、高质量的复测方法来提升复测结果的准确性。

1 传统水准复测方式的改进方法分析

通俗而言，CPⅢ控制网实际上就是三维控制网，包括平面和高程两个方向，且实际的测量过程中采用分开测量平面和高程的方式，之后再集中将两个维度的结果合成共点三维网，实际应用的过程中要同时使用平面和高程两个维度的测量结果。而如果采用三角高程来替代水准测量方式，那么可以CPⅢ平面复测完毕之后无需继续进行水准高程复测，相应的数据可以同样通过平面复测中的三角高程数据求出，这样就可以达到提升复测效率的目的。而从测量本质角度来看，三角高程替代水准测量之后，就实现了平面和高程两个维度的同步测量，相应的三维网可以直接进行建立。而从可行性角度来看，CPⅢ控制网测量过程中所用的电子测量仪器均具有很高的自动化和精度要求，且高程测量过程中所用的电子水准仪可以达到二等水準等级；CPⅢ平面网进行测量过程中所用的全站仪具有目标自动搜索等功能，其本身是一个标准形式带状控制网，各个测点和测站等均保持强制对中，此时如果开展三角高程测量，那么有很多的观测点，测量可靠性更强，这均为三角高程测量的应用提供了重要保障。由此可知，通过在高铁CPⅢ复测过程中引入三角高程测量具有可行性，可以在确保测量结果精度的基础上，提升测量的效率。

2 两种新型CPⅢ快速复测方法的分析

2.1 单面观测法及其复测应用

众所周知，全站仪在测量应用过程中会不可避免的存在三轴误差，此时为了缩小测量误差，要将仪器进行对中整平，且需要采用双面观测方式。同理，在高铁CPⅢ测量过程中所采用的双面观测方式也需要多次测量各个控制点，此时势必会影响测量的效率。而如果此时可以采用单面观测的方式，那么可以显著提升测量工作的便利性。鉴于此，有必要对其可行性进行探究。从整体上来看，当前我国所用的现代全站仪大都均包含有三轴补偿功能，有助于在一定程度上减少三个方向上的测量误差，确保测量结果的精确性。而采用单面观测方式的情况下，相应的测角精度更高。而当前高铁CPⅢ角度测量中所采用的全站仪具有目标自动搜索和测量功能，可以满足单面观测使用需求。为了验证单面观测法在高铁CPⅢ快速复测中应用的可行性，可以将CPⅢ观测方向值确定为盘左方向或者盘右方向，之后依次对控制点坐标进行计算，分析相应的精度和平差，然后同双面观测下所得到的平差结果进行对比分析，可以发现二者的测量结果比较接近，这也表明单面观测法在高铁CPⅢ复测中应用具有可行性，可以在确保测量精度的基础上，提升复测操作的效率。

2.2 坐标变换法及其复测应用

在高铁工程建设的时候，常常会遇到许多不同的坐标系统，此时使得测量定位工作无法继续按照统一的坐标系来开展，但是如果可以适当地对坐标进行变换，那么可以通过将不同坐标系之间进行合适换算，那么可以在建筑、道路等领域的测量定位工作显得非常便捷、快速。

归纳起来，坐标变换法在工程测量中应用的优势主要表现在如下几点，即：其一，可以结合自己的需求来设定坐标系，测量灵活、便捷；其二，可以对测量数据进行简化，有助于更好地计算测量数据，提升了测量计算的效率；其三，可以借助坐标变换来解决实际测量工作中存在的各种问题，比如所设置的测量控制点如果受到了遮挡而出现不通视问题，那么就可能会影响测量工作的顺利开展，此时如果可以借助坐标变换法，那么可以从其他控制点进行测量后再进行适当变换来实现测量坐标系的统一化。例如，在矿山测量工作中，为了更好地指导工程施工开展，就可以借助假定坐标的方式，如巷道掘进方向不再局限于0°、180°等特殊角度，而是0～360°范围内任何一种角度的时候，可以采用假定坐标的方式来对巷道边线偏中距或者皮带中线进行计算，那么测量工作非常便捷。

而在高铁CPⅢ复测中应用坐标变换法的情况下，可以对点位变动情况进行直观地分析。在实际的CPⅢ复测工作中，可以先假定一套坐标系及其对应的测量点坐标值，之后选择公共点，将其同复测之前坐标进行转换求解，这样可以得到复测前坐标系下的CPⅢ复测坐标值，然后通过对比分析原CPⅢ坐标和转换后的CPⅢ坐标进行对比分析来达到分析点位变动的目的。另外，为了进一步提高精度，可以增加或者改选公共点、删除变动的点位，必要的时候可以根据实际的需求来进行多轮转换。

总之，高铁CPⅢ复测工作是确保后续轨道精调质量的重要保障，其工作质量会对高铁轨道板精调结果准确性产生直接影响。传统的高铁CPⅢ复测方法的效率不高，已经无法满足新时期我国高铁建设的需求。基于此，本文在对传统水准复测方法进行改进的基础上，提出了单面观测法和坐标变换法，并对其可行性进行了验证，期望可以为新时期我国高铁工程建设提供参考。

参考文献：

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作者简介：李国军（1980-），男，汉族，吉林长春人，本科，中级工程师，从事测量工作。