一種靜力水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理及評定方法

劉志鵬

（中國中鐵二院工程集團(tuán)有限公司，成都 610083）

監(jiān)測方法包括布設(shè)基準(zhǔn)點、工作基點和監(jiān)測點，建立高程基準(zhǔn)網(wǎng)，采用靜力水準(zhǔn)測量方法對附和水準(zhǔn)路線進(jìn)行測量，計算附和水準(zhǔn)路線閉合差，根據(jù)附和水準(zhǔn)路線閉合差對靜力水準(zhǔn)點的高程及精度進(jìn)行評價。本文通過合理的基準(zhǔn)點和工作基點布設(shè)，形成必要的附合路線，從而使得靜力水準(zhǔn)與傳統(tǒng)水準(zhǔn)的評定標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，真正實現(xiàn)靜力水準(zhǔn)的精度與等級的評定，達(dá)到能夠推廣靜力水準(zhǔn)自動化的目的。

1 靜力水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理及評定方法

圖1為提出的靜力水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理及評定方法的流程示意圖，即一種靜力水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理及評定方法。

圖1 本文方法流程示意圖

步驟1：布設(shè)基準(zhǔn)點、工作基點并進(jìn)行聯(lián)測，建立高程基準(zhǔn)網(wǎng)；

步驟2：布設(shè)監(jiān)測點，使得工作基點與監(jiān)測點形成附合路線；

步驟3：采用靜力水準(zhǔn)測量方法對步驟2形成的附和水準(zhǔn)路線進(jìn)行測量，得到相鄰靜力水準(zhǔn)點的高差；

步驟4：計算附和水準(zhǔn)路線閉合差，根據(jù)附和水準(zhǔn)路線閉合差對靜力水準(zhǔn)點的高程及精度進(jìn)行評定。

在一個可選實施例中，步驟1先合理布設(shè)基準(zhǔn)點、工作基點，再對基準(zhǔn)點和工作基點進(jìn)行聯(lián)測，建立獨(dú)立的高程基準(zhǔn)網(wǎng)。在對基準(zhǔn)點和工作基點進(jìn)行聯(lián)測時，同時聯(lián)測一個及以上的其他高程控制點，從而將基準(zhǔn)點和工作基點的聯(lián)測數(shù)據(jù)與國家高程點標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，其中高程控制點可以由國家高程點聯(lián)測計算獲得。步驟2在合理布設(shè)基準(zhǔn)點、工作基點的基礎(chǔ)上布設(shè)檢測點，使得工作基點與監(jiān)測點形成附和水準(zhǔn)路線。布設(shè)監(jiān)測點時，在相鄰工作基點之間按照設(shè)定的間隔距離分別布設(shè)檢測點，可以根據(jù)檢測要求，設(shè)定間隔距離為5 m、10 m、20 m布設(shè)一個監(jiān)測點或者斷面。合理布設(shè)基準(zhǔn)點、工作基點和檢測點，使得工作基點與監(jiān)測點形成必要的附和水準(zhǔn)路線，構(gòu)建傳統(tǒng)水準(zhǔn)與靜力水準(zhǔn)混合網(wǎng)的新網(wǎng)型。步驟3采用靜力水準(zhǔn)測量方法對步驟2形成的附和水準(zhǔn)路線進(jìn)行測量，得到相鄰靜力水準(zhǔn)點的高差，從而建立靜力水準(zhǔn)測量與傳統(tǒng)水準(zhǔn)測量一致的評定標(biāo)準(zhǔn)。本文將靜力水準(zhǔn)測量設(shè)備作為高差測量的手段，建立起與傳統(tǒng)水準(zhǔn)測量一致的技術(shù)體系及精度評定標(biāo)準(zhǔn)。其它任意的測量技術(shù)若能夠作為高差測量獲取的手段，都可以采用本文進(jìn)行網(wǎng)型設(shè)計及精度評定。步驟4根據(jù)工作基點和監(jiān)測點高程數(shù)據(jù)計算附和水準(zhǔn)路線閉合差，并根據(jù)附和水準(zhǔn)路線閉合差對靜力水準(zhǔn)點的高程及精度進(jìn)行評定。

計算附和水準(zhǔn)路線閉合差的計算公式為：

式中：W為工作基點1與工作基點2的附和水準(zhǔn)路線閉合差；H工作基點1和H工作基點2分別為工作基點1與工作基點2的高程；hj為相鄰監(jiān)測點的高差；n為監(jiān)測點個數(shù)。

計算得到附和水準(zhǔn)路線閉合差后，根據(jù)《高速鐵路測量規(guī)范》規(guī)定，監(jiān)測網(wǎng)按照測站定權(quán)計算。因為測點之間距離近似，所以所有監(jiān)測點之間的測站為1，即均勻分配附和水準(zhǔn)路線閉合差到附和水準(zhǔn)路線中的各段路線。

計算靜力水準(zhǔn)點的高程：

式中，H監(jiān)測點i為監(jiān)測點i的高程。

若存在多個工作基點時，也可以分段進(jìn)行處理或者聯(lián)合平差處理，原理詳見教材《誤差理論與平差基礎(chǔ)》。

2 案例分析

結(jié)合具體實例，對靜力水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理及評定方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。某段自動化監(jiān)測采用無附合路線時，因數(shù)據(jù)太多每半月采集一次數(shù)據(jù)，時間累計沉降量形變圖相差非常大。建立附合路線后，時間累計沉降量形變圖如圖2所示，已經(jīng)趨于穩(wěn)定。

圖2 建立附合路線后形變圖

由圖2可知，部分監(jiān)測點最大形變量達(dá)到4 mm。根據(jù)《鐵路工程沉降變形觀測與評估技術(shù)規(guī)程》的要求，基本可以判斷監(jiān)測點有一定的變形趨勢。所有的監(jiān)測點最大形變量都在2 mm以內(nèi)，基本可以認(rèn)為無明顯形變?？梢姡侠砭W(wǎng)形布置正確的計算方式，才能夠得到正確的結(jié)論。檢核傳統(tǒng)水準(zhǔn)測量發(fā)現(xiàn)，變形監(jiān)測點無明顯形變，與具有附合路線的結(jié)論一致。

3 結(jié)語

本文提出了一種靜力水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理及評定方法，包括布設(shè)基準(zhǔn)點、工作基點和監(jiān)測點，建立高程基準(zhǔn)網(wǎng)，采用靜力水準(zhǔn)測量方法對附和水準(zhǔn)路線進(jìn)行測量，計算附和水準(zhǔn)路線閉合差，根據(jù)附和水準(zhǔn)路線閉合差對靜力水準(zhǔn)點的高程及精度進(jìn)行評價。通過布設(shè)合理的基準(zhǔn)點和工作基點，形成了必要的附合路線，使得靜力水準(zhǔn)與傳統(tǒng)水準(zhǔn)的評定標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，真正實現(xiàn)了靜力水準(zhǔn)的精度與等級的評定，達(dá)到能夠推廣靜力水準(zhǔn)自動化的目的。