劉志鵬

（中國(guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限公司，成都 610083）

監(jiān)測(cè)方法包括布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)，建立高程基準(zhǔn)網(wǎng)，采用靜力水準(zhǔn)測(cè)量方法對(duì)附和水準(zhǔn)路線進(jìn)行測(cè)量，計(jì)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(duì)靜力水準(zhǔn)點(diǎn)的高程及精度進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文通過(guò)合理的基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)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(píng)定標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，真正實(shí)現(xiàn)靜力水準(zhǔn)的精度與等級(jí)的評(píng)定，達(dá)到能夠推廣靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化的目的。

1 靜力水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理及評(píng)定方法

圖1為提出的靜力水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理及評(píng)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(píng)定方法。

圖1 本文方法流程示意圖

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

步驟2：布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，使得工作基點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)形成附合路線；

步驟3：采用靜力水準(zhǔn)測(cè)量方法對(duì)步驟2形成的附和水準(zhǔn)路線進(jìn)行測(cè)量，得到相鄰靜力水準(zhǔn)點(diǎn)的高差；

步驟4：計(jì)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(duì)靜力水準(zhǔn)點(diǎn)的高程及精度進(jìn)行評(píng)定。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，步驟1先合理布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)，再對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，建立獨(dú)立的高程基準(zhǔn)網(wǎng)。在對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)時(shí)，同時(shí)聯(lián)測(cè)一個(gè)及以上的其他高程控制點(diǎn)，從而將基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)的聯(lián)測(cè)數(shù)據(jù)與國(guó)家高程點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，其中高程控制點(diǎn)可以由國(guó)家高程點(diǎn)聯(lián)測(cè)計(jì)算獲得。步驟2在合理布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)的基礎(chǔ)上布設(shè)檢測(cè)點(diǎn)，使得工作基點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)形成附和水準(zhǔn)路線。布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，在相鄰工作基點(diǎn)之間按照設(shè)定的間隔距離分別布設(shè)檢測(cè)點(diǎn)，可以根據(jù)檢測(cè)要求，設(shè)定間隔距離為5 m、10 m、20 m布設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)或者斷面。合理布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和檢測(cè)點(diǎn)，使得工作基點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(cè)量方法對(duì)步驟2形成的附和水準(zhǔn)路線進(jìn)行測(cè)量，得到相鄰靜力水準(zhǔn)點(diǎn)的高差，從而建立靜力水準(zhǔn)測(cè)量與傳統(tǒng)水準(zhǔn)測(cè)量一致的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。本文將靜力水準(zhǔn)測(cè)量設(shè)備作為高差測(cè)量的手段，建立起與傳統(tǒng)水準(zhǔn)測(cè)量一致的技術(shù)體系及精度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。其它任意的測(cè)量技術(shù)若能夠作為高差測(cè)量獲取的手段，都可以采用本文進(jìn)行網(wǎng)型設(shè)計(jì)及精度評(píng)定。步驟4根據(jù)工作基點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程數(shù)據(jù)計(jì)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(duì)靜力水準(zhǔn)點(diǎn)的高程及精度進(jìn)行評(píng)定。

計(jì)算附和水準(zhǔn)路線閉合差的計(jì)算公式為：

式中：W為工作基點(diǎn)1與工作基點(diǎn)2的附和水準(zhǔn)路線閉合差；H工作基點(diǎn)1和H工作基點(diǎn)2分別為工作基點(diǎn)1與工作基點(diǎn)2的高程；hj為相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高差；n為監(jiān)測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

計(jì)算得到附和水準(zhǔn)路線閉合差后，根據(jù)《高速鐵路測(cè)量規(guī)范》規(guī)定，監(jiān)測(cè)網(wǎng)按照測(cè)站定權(quán)計(jì)算。因?yàn)闇y(cè)點(diǎn)之間距離近似，所以所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的測(cè)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(jì)算靜力水準(zhǔn)點(diǎn)的高程：

式中，H監(jiān)測(cè)點(diǎn)i為監(jiān)測(cè)點(diǎn)i的高程。

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

2 案例分析

結(jié)合具體實(shí)例，對(duì)靜力水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理及評(píng)定方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。某段自動(dòng)化監(jiān)測(cè)采用無(wú)附合路線時(shí)，因數(shù)據(jù)太多每半月采集一次數(shù)據(jù)，時(shí)間累計(jì)沉降量形變圖相差非常大。建立附合路線后，時(shí)間累計(jì)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(cè)點(diǎn)最大形變量達(dá)到4 mm。根據(jù)《鐵路工程沉降變形觀測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》的要求，基本可以判斷監(jiān)測(cè)點(diǎn)有一定的變形趨勢(shì)。所有的監(jiān)測(cè)點(diǎn)最大形變量都在2 mm以內(nèi)，基本可以認(rèn)為無(wú)明顯形變?？梢?jiàn)，合理網(wǎng)形布置正確的計(jì)算方式，才能夠得到正確的結(jié)論。檢核傳統(tǒng)水準(zhǔn)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)無(wú)明顯形變，與具有附合路線的結(jié)論一致。

3 結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種靜力水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理及評(píng)定方法，包括布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)，建立高程基準(zhǔn)網(wǎng)，采用靜力水準(zhǔn)測(cè)量方法對(duì)附和水準(zhǔn)路線進(jìn)行測(cè)量，計(jì)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(duì)靜力水準(zhǔn)點(diǎn)的高程及精度進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)布設(shè)合理的基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)，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(píng)定標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，真正實(shí)現(xiàn)了靜力水準(zhǔn)的精度與等級(jí)的評(píng)定，達(dá)到能夠推廣靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化的目的。