[发明专利]铁路CPⅡ自由测站边角交会网角度闭合差计算方法

说明书

本发明涉及铁路CPⅡ自由测站边角交会网角度闭合差计算方法，利用测站严密平差法计算自由测站点的平面坐标，并使用原始边、角观测值进行坐标推演；在测站平差中，测站的平面坐标作为参数，以测站为严密平差单元，列立已推算点的边、角观测值误差方程，按照最小二乘原理计算自由测站坐标，然后通过测站上的原始边、角观测值推算该测站其余未知点的平面坐标，最后推算出整网的角度闭合差。本发明利用原始的未加任何修正的边、角观测值实现坐标传递，有效的避免了整网约束平差方式的“伪精度”问题，能够真实的反映原始观测值的精度，是计算CPⅡ自由测站边角网角度闭合差的最优方法。

技术领域

本发明属于铁路工程勘测领域，具体涉及一种铁路CP II自由测站边角交会网角度闭合差计算方法。

背景技术

铁路精密平面控制网采用分级布网方式，CP I为基础控制网，为三个阶段提供坐标基准；CP II为线路控制网，为勘测、施工提供平面控制基准；CPIII为轨道控制网，为铺设无砟轨道和运营维护提供平面控制基准。其中CP II平面控制网是在CP I平面控制网基础上采用GPS静态相对定位或全站仪边角测量方式建立的控制网，主要作用是为勘测、施工阶段的线路测量和轨道控制网测量提供起算基准。CP II平面控制网在路基和桥梁上采用GPS静态相对定位测量方法，在隧道洞内则必须使用全站仪边角交会法测量。

1目前的测量方法包括：

1.1传统测量方法

长期以来，隧道洞内CP II平面控制网采用导线环网或者交叉导线一次布网，按《铁路工程测量规范》(TB10101-2018)要求，沿隧道每隔250-500m在隧道两侧电缆槽上布设一对控制点(见附图1)，隧道洞内CP II平面控制网观测方法是在各CP II点上分别架设全站仪，洞口测站联测已知点，洞内测站分别观测前后各1对CP II点(见附图2)，如测站CP II03上观测CP II 01、CP II 02、CP II 05、CP II 06四个点。

1.2 CP II自由测站边角交会法新方法

随着测绘科学技术的不断革新，近年来国内学者提出了隧道洞内CP II自由测站边角交会法的测量方式，《铁路工程测量规范》(TB10101-2018)已对隧道洞内CP II自由测站边角交会法作了明确的技术规定，隧道布网方式见附图3和附图4，下面以附图3为例，简要介绍其测量过程：

(1)在CP I 01上架设全站仪，观测CP I 02、CP II 01、CP II 02三个点，其中CP I01和CP I 02是已知点。

(2)将仪器迁站至测站1，测站1为自由设站点，观测CP I 01点和后面2对CP II点(CP II 01、CP II 02、CP II 03、CP II 04)。

(3)测站沿隧道方向每次前进1对CP II点，条件允许情况下观测前后各2对CP II点，如测站3需要观测CP II 01、CP II 02、CP II 03、CP II 04、CP II 05、CP II 06、CP II07、CP II 08八个点。

按(1)(2)(3)的测量方式，将全站仪分别架设在CP I 01、测站1、测站2、测站3、测站4、测站5、测站6、和CP I 03上，完成全部测站。

1.3 CP II自由测站边角交会法的优势

新方法较传统方法主要具有以下优势：

(1)网形对称，精度均匀；

(2)没有仪器和棱镜对中误差；

(3)减少隧道壁的折光影响；

(3)多余观测多，精度高。

1.4 CP II自由测站边角交会法的角度闭合差计算