精密導線測量在城市軌道交通建設中的應用

李彥錦

摘要：隨著近代我國實行改革開放以來，我國的經濟與科學技術水平都已經得到了顯著的提高，特別是我國的城市化建設，在近年來取得了巨大的突破和進展。而作為城市化建設當中的一個重要的核心組成部分，軌道交通建設是現如今我國對于交通運輸建設的重點項目。為了能夠進一步地促進我國對于軌道交通的建設，應該進一步加強精密導線測量在進行城市軌道交通建設時候過程當中的實際應用。精密導線測量是在進行城市軌道交通建設項目過程當中的一項重要的技術手段，對于城市軌道交通的建設有著非常重要的作用。因此，本文將對精密導線測量技術在城市軌道交通建設過程當中的實際應用進行深入分析和研究，并提出能夠進一步加強精密導線測量技術在城市軌道交通當中的實際應用。

關鍵詞：精密導線測量;城市軌道交通;實際應用

引言

為了能夠有效地緩解我國城市軌道交通的運行壓力，需要對我國城市軌道交通的建設進一步加強。就城市軌道交通的建設而言，在專業領域上又可以將它細分為地鐵和輕軌。但是在日常的生活習慣上，大家基本上將這些在城市當中的城市軌道交通系統都統一地成為輕軌。而在對城市軌道交通進行實際建設的過程當中，精密導線測量是在進行城市軌道交通建設過程當中進行實際建設施工最為主要的依據，因此精密導線測量對于城市軌道交通建設來說有著非常重要的作用。

1精密導線測量在城市軌道交通建設當中的應用意義

現如今我國對于精密導線測量技術應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中，它們對于精密導線測量的技術測量有著非常成功的經驗。因為在這些城市在進行軌道交通建設的過程當中，進行以城市為主體的獨立坐標系，并且相對來說城市的面積比較小，在進行操作的過程當中更加方便簡單。但是現如今我國的其他很多城市在進行城市軌道交系統的建設過程當中，通常還會采用西安80坐標系進行對城市軌道交通進行精密導線測量。但是采用這種方法進行精密導線測量，在隨著中央子午線以及測線兩端高度的不斷變化，會使得進行精密導線測量所測出的精度，滿足在進行城市軌道交通建設施工過程當中所要求的精度。因此，在精密導線測量在城市軌道交通的應用過程當中，還需要根據實際的軌道建設要求對于精密導線測量進行進一步加強。

2精密導線測距邊歸化改正計算原理

在進行城市軌道交通建設的過程當中，所采取的主要精密導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中的傳播來對相應的距離進行一個準確的測量，這種測量方法首先，通過利用電磁波測距的方式在進行測量距離。測量完相應的數據過后在對數據進行測算的過程當中對載波波長進行計算的過程當中需要采用在一個標準大氣壓下的大氣折光系數作為對波長進行距離測量計算的主要計量單位。所以在進行實際的測量計算過程當中，為了能夠進一步地提高精密導線測量的精度，可以在進行計算的過程當中在引入一個氣象改正系數來對精密導線測量所測得的數據進一步地修正。而隨著現如今我國科學技術的不斷發展，現如今進行精密導線測量工作也在進一步地變得智能化，而隨著再看進行精密導線測量過程當中的智能化程度的不斷提高，通過氣象改正系數可以實現在進行精密導線測量過程當中能夠進行自動化地對相應的數據進行修正，這樣就能夠大大地提高進行精密導線測量的工作效率以及進行精密導線測量時的精度。在加入氣象改正系數過后，在進行精密導線測量的過程當中只需要將進行測距過程當中相應環境的氣壓以及溫度等氣象因素輸入到全站儀里面，全站儀就能夠根據氣象改正系數對精密測量過程當中所測的數據進行智能化的修正，得出實際測距數據。

2.1全站儀的加、乘常數改正

在使用全站儀進行檢測的過程當中，有著兩個非常關鍵的常數，它們對于最后的精密導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C以及乘常數K。這兩個常數都是在進行精密測量過程當中對于測距儀器的系統誤差計算非常關鍵的常數，因此對于這兩個常數的改正對于全站儀在進行測量的過程當中有著至關重要的影響作用。要想能夠進行非常高精度的進行精密導線測量，對于全站儀的常數進行準確的檢定就有著非常重要的影響，需要根據相應的公式對全站儀的加常數C以及乘常數K進行一個準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以及乘常數，S則是代表所需要進行測量的斜距。通過采用相應的公式對全站儀的加常數以及乘常數進行改正過后就能夠在進行精密導線測量和的過程當中準確地控制全站儀進行測距過程當中的系統誤差，進而使得進行精密導線測量的精度得到進一步保證。

2.2測距邊的高程歸化

全站儀在進行測量距離的過程當中所測的實際距離就是在相應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行實際的測量過程當中，地面上所需要進行測量的兩個測距點經常會無法出現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，進而使得在使用全站儀進行測量的過程當中數測量出來的數據在進行后續的城市軌道交通建設的過程當中會有著相應的誤差，進而使得進行精密導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邊距進行一個高程歸化來使得全站儀在地面進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，進而有效地保證精密導線測量的精度要求。將地面側邊距高程歸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確的認識。首先D0所代表的是使用全站儀進行地面側邊距與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是全站儀在進行測量過程當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中的橢球體在側邊距之間的曲率半徑。

2.3高斯投影面側邊距改化

在進行城市軌道交通建設的過程當中，在地鐵輕軌工程項目上所需要進行控制并測量的網點主要是一般的平面坐標系統。在進行對精密導線測量所測得的數據進行計算處理通常情況下也都是在平面坐標系統上就可以進行解決。而在實際的全站儀測量的過程當中，有一些測量數據是在一些橢球面上進行測量的，因此在對全站儀所測得的相關數據進行處理的過程當中，需要將在橢球面上進行測量的相應數據進行高斯投影面的側邊距改化過后才能夠在平面做表系統上進行相應的數據處理和計算。只有將這些相應的測量值通過相關轉化到高斯投影面過后才能夠保證在進行實際的數據處理過程當中不會有著系統上的誤差對于精密導線測量的數據帶來巨大的精度誤差，進而對后續的城市軌道交通建設的數據到來嚴重影響，使得在進行建設的施工過程當中出現失誤導致工程的經濟效益受到嚴重的影響。將橢球面的相關側邊距的值轉換到高斯投影面上需要根據側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，根據改化計算公式進行相應的計算，才能夠將橢球面上的側邊距數據轉化到高斯投影面當中。

2.4精密導線平差結果

在對目標地點進行精密導線測量的過程當中，首先可以通過觀測的方法對相應地點的外業觀測質量狀況有一個比較初步的把握，然后根據所得的外業觀測結果按照相應的城市軌道交通工程測量標準進行一個初步的比對，接下來通過一個在實際精密導線測量的案例進行簡單的分析，下表是我國某城市在進行城市軌道交通系統建設過程當中所進行精密導線測量所得到的精密導線平差結果。

根據圖表當中的相關數據可以得出在最弱點的中位誤差已經達到了32毫米，而在平均點的中位誤差只有24.7毫米。從這些數據當中可以看出在進行該城市的城市軌道交通建設的過程當中所進行的精密導線測量的精度沒有達到我國相關城市軌道交通建設工程測量所規定的精度要求，需要對精密導線測量的精度精細型進一步的提高，以便能夠更好地實現精密導線測量工作在城市軌道交通建設當中的實際應用。

3精密導線側距邊歸化的應用

3.1高程歸化的應用

在進行精密導線測量過程當中需要對測距邊歸化在城市軌道交通建設進行充分的實際應用，首先主要先講解高程歸化在城市軌道交通建設過程當中的實際應用。本文將主要以青島的地鐵建設項目為實際案例對高程歸化在城市軌道交通建設當中的實際應用進行分析和闡述。根據在對青島輕軌的城市軌道交通建設過程當中所進行的精密導線測量過程當中所測得的相關數據，然后再利用側邊距高程歸化的相關計算公式進行相關的計算可以得到在進行精密導線測量過程當中所測得的各項數據經過高程歸化過后所得到的側邊距數值，相關的數據計算結果如下表所示：

根據圖表當中所展示的結果可以看出，精密導線側邊距數據在經過高程歸化計算過后所得到的在高程投影面上的邊長數值都得到了明顯的縮小，不僅如此，進行高程歸化的歸化值的大小基本上都和精密導線測量的測距點的高程差以及距離成正比例的關系。而且從高程歸化計算表當中還可以看出精密導線測量的地面側邊距的值在經過高程歸化過后的最大歸化值已經達到了四點一毫米。經過以上對于高程歸化應用的實際案例分析可以得出在進行精密導線測量的過程當中，在低精密導線測量值進行平差計算之前一定要先對精密導線測量所測得的數據進行高程歸化計算，這樣才能夠進一步地有效提高精密導線測量的精度。

3.2測距邊長高斯投影面改化應用

在進行城市軌道交通的建設施工過程當中，所有進行精密導線測量過后得到的數據最后都需要轉化到高斯平面坐標系統當中進行最終的處理，所以在進行精密導線測量過程當中在橢球面上的測量數據還需要通過高斯投影改化公式進行計算轉化到高斯平面坐標系統當中。根據高斯投影改化計算公式，在進行計算的過程當中，圖表當中的橫坐標值指的是在進行精密導線測量過程當中兩個測距點與中央子午線之間的距離，在進行測量的過程當中國由于開始所測量的數據采用的是獨立城市的坐標系，在進行計算的過程當中需要將獨立的城市坐標系轉化為80坐標系統下對策坐標值，以便能夠將所有的坐標值進行一個統一，方便把握進行改化計算的準確性。根據高斯投影面計算表可以得出在精密導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，所以進行高斯投影面改化的數值波動變化很小。

3.3計算結果分析

根據以上的計算結果數據可以分析得出，在進行城市軌道交通建設精密導線測量的過程當中，對于所測量的數據需要根據相應的要求進行改正。根據相關的數據比對分析經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，進而使得精密導線測量的全長閉合度的誤差精度也得到了不小的提升。

精密導線測量的數據在經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線測量測距邊長改正對于精密導線測量過程當中的重要作用。因此，需要進一步加強對于精密導線測量測距邊長改正在城市軌道交通建設當中的實際應用。

結束語

隨著我國社會主義的不斷建設與發展，我國的城市化建設將會得到不斷的發展和進步，所以在未來對于城市軌道交通項目的建設還會呈現幾何式增長趨勢。因此，為更好地促進我國城市軌道交通的建設與發展，應當進一步加強精密導線測量在城市軌道交通建設當中的實際應用，將我國城市軌道交通建設事業推向新高度。

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