Precise leveling of the very long Qinling mountain tunnel

The Qinling tunnel with length of 18. 488km is located on the railway line from Xi’an (Shanxi Province) to Ankan (Sichuan Province) in the middle of Qinling mountain. It is the longest double track railway tunnel in China and takes the third place in the world. According to the design, the break-through error in vertical direction caused by the altimetric control surveying is limited to 18mm for the case of one piercing face. Because the leveling route reaches over 120km in length and must go over two mountains in 2 800m height, the first-order precise leveling and precise gravity measurement should be carried out in the construction stage. In this paper the field leveling approach, the application of new technology, some experience as well as the office calculation with final results analysis are introduced. By meticulous planning, organization and observation, the final accuracy of vertical difference between two tunnel end points is only 8mm, and it provides reliable surveying guarantee for this great tunnel engineering. Finally it is pointed out that this vertical difference distinguishes obviously from the primary measurement result as high as 114mm. It means that the primary result is not accurate enough.     

秦岭隧道洞外精密高程控制测量

秦岭隧道是我国目前最长的山岭铁路隧道。指出了该工程勘测设计阶段高程控制测量存在的问题；介绍采用一等水准测量进行隧道洞外精密高程的理论依据与设计方案，采取的措施与施测方法，以及应用新技术所取得的经验等。通过外业成果整理和内业计算，表明成果质量优异，为秦岭特长隧道这一巨大贯通工程，提供了高精度的高程控制测量成果。     

GNSS／INS组合的铁路轨道三维坐标快速精密测量

研究了利用GNSS／INS组合导航技术实现铁路既有线轨道绝对位置的快速精密测量方法,以便携式轨检小车作为移动平台搭载惯性测量单元、全球卫星导航系统、里程计和轨距尺模块,在运动过程中测量载体的三维坐标、姿态,结合轨距测量值推算轨道中线的精确三维坐标. 该方法对高精度轨道控制网依赖程度低,采用移动测量模式,作业效率高。在徐郑无砟高速铁路的实测结果表明,GNSS／INS组合导航系统平面测量精度优于6 mm(RMS),高程测量精度优于15 mm(RMS),可用于既有线线型恢复。      

全站仪似水准法和对向法高程测量的比较研究

通过对似水准法和对向法高程测量原理、误差来源及精度的比较分析,我们发现随着距离和竖直角度的增大,对向法高程测量中误差的变化大于似水准法高程测量中误差的变化;当两观测点间的水平距离小于等于1km时,对向法高程测量精度一般高于似水准法高程测量精度,但是当两观测点间的水平距离大于1km时,似水准法高程测量精度一般高于对向法高程测量精度。     

高速铁路CPⅢ高程控制网测量方法研究

本文分析高速铁路CPⅢ高程控制网建网时普遍采用的德国测量方法,指出其存在的不足,在此基础上提出了技术上更为合理又适合我国国情的矩形法测量方法。通过对矩形法相邻点高差相对中误差和最弱点高程中误差的估算以及实验验证,认为矩形法可以用于CPⅢ高程网的建网测量。研究结果对于目前高速铁路工程测量相关规范的制订和在建高速铁路CPⅢ高程网的测量具有重要的参照价值。     

中间法三角高程测量在高铁CPⅢ控制网中的应用

在高铁桥梁CPⅢ高程控制网的建立中,使用几何水准测量的方法从地面高程控制点直接向桥面传递高程往往受到限制。本文依据精密三角高程测量的原理,通过大量实验并加以分析论证,提出在高差一定时,竖直角与边长（h,s）大小的最佳匹配对应关系,能够获得最佳联测结果。并依据实际情况,文中还指出了提高中间法高程测量精度的具体措施及相关注意事项,对实际工作具有重要指导意义。     

高精度GPS监测小范围区域沉降的分析

在介绍GPS高程测量原理的基础上,分析大地高与正常高之间的转换关系,以某隧道12期GPS大地高与精密水准测量数据为例,进行对比研究,验证了两种方法的实际精度。结果表明,GPS应用于区域沉降监测完全可以像精密水准测量一样高精度地反应监测点的沉降值,其结果精确、可靠。     

精密工程测量技术及其发展

进入21世纪以来,随着我国越来越多的大型精密工程的建设,尤其是大科学工程的建设,精密工程测量技术得到了迅速发展。本文对精密工程测量在仪器、理论两个方面的发展进行了总结,重点对我国粒子加速器准直测量、精密工业测量和高速铁路测量等典型精密工程测量领域的发展进行了论述。     

地铁隧道内静力水准观测的精度分析

在轨道交通保护区内的重大、危险项目的施工过程中,需要实时了解地铁结构变形情况。静力水准测量是地铁隧道结构自动化垂直位移测量的重要手段。目前,国内对静力水准在地铁隧道内观测精度方面的研究较少。本文通过对布设在地铁隧道内部的静力水准仪进行遥控测量,对采集的观测数据进行整理分析,研究地铁隧道内静力水准的观测精度以及地铁列车运营导致容器内液面震动对观测精度的影响,为类似自动化观测精度分析、观测数据取舍以及变形观测数据可靠性分析提供参考依据。     

GPS在桥梁跨河水准测量中的应用研究

传统的跨河水准测量方法以几何光学观测为基础,受距离和气候条件的影响显著,工作效率较低。GPS技术所具有的三维定位功能,以其快速、全天候测量的优点,为跨河高程测量提供了一条新的途径。本文针对桥梁工程特点,探讨了GPS跨河水准测量的基本原理和方法,采用线性拟合模型推求跨河点之间的高程异常差,再结合GPS大地高即可求得跨河高差。在安庆长江铁路大桥精密控制网测量中,进行了二等GPS跨河水准测量试验,采用测距三角高程法进行验证,较差为4.7mm。     

一种高精度超大仪器高的测量方案设计

针对中国散裂中子源（CSNS）隧道内装置区永久点采用常规GPS三脚架观测模式中对中整平和仪器高量取精度差等问题,提出了一种高精度的仪器对中和超大仪器高的测量方案。该方案设计可微调的屋顶支架、目标半球垂准镜,实现了仪器的稳固安置和精确对中;改造GPS天线头支架适于放置目标球,以便采用激光跟踪仪获取高精度的超大仪器高;最后通过激光跟踪仪对隧道内6个装置区永久点重复两次测量,并与钢尺测量结果进行比较。结果表明,该方案可实现高30 m内仪器0.5 mm的对中精度和0.2 mm的量高精度,避免了卷尺测量尺长受拉伸影响的缺点,有效解决了CSNS装置永久点的精密对中和超大仪器高的获取,也为同类点位的对中和仪器高测量提供了借鉴和参考。     

高程控制测量中的混合构网法

针对目前常规水准测量在山区公路高程控制测量中的局限性,本文提出了一种三角高程与常规水准测量相结合的混合构网方法,并通过实例得出,这种方法充分利用了两者的优势,在保证成果的可靠性和精度的同时,大大提高了工作效率,缩短了生产周期。     

精密三角高程代替一等水准测量的研究

通过对三角高程测量的原理、误差来源及精度分析，指出了用三角高程测量代替一等水准的关键问题，第一次提出了在特定条件下用三角高程测量代替一等水准是完全可行的，并在生产实践中得到了验证。     

全站仪实施跨河水准测量及其精度分析

结合某黄河公路大桥建设中的高程控制测量,论述了无仪器高跨河水准测量的原理、设计方法、测量程序、精度分析等问题,并依据跨河水准测量的特点,重新推导了在跨河水准网中测距三角高程的精度估算公式,消除了仪器的量高误差.最后针对跨河水准网进行严密平差处理,并与估算的结果进行了比较.     

桥梁与隧道GPS网的设计与应用

计算了江阴公路长江大桥GPS网所能达到的精度,阐述了隧道GPS网布设的一般规律,对长梁山13km隧道实测GPS网进行了计算。从比较分析可以看出:1)GPS网能够满足桥梁和隧道工程的精度要求;2)在GPS网中适当加入一些高精度的边长有利于提高GPS网的精度和可靠性,并使得最后GPS网的尺度与施工测量时保持一致;3)GPS用于隧道与桥梁工程测量具有精度高、工期短、效益高等特点。     

精密工程测量中全站仪三角高程精度分析

在公式推导的基础上,估计各种误差的影响,研究了近距离内全站仪三角高程测量的精度,并通过实际测量和水准结果的比对进行验证,指出垂直角测量误差是影响高程精度的重要因素,对于精密工程测量中的广泛应用的全站仪三维测量具有参考意义。     

利用GNSS水准成果融合构建中国大陆垂直运动模型

水准和全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)成果是研究中国大陆垂直运动的重要数据,充分发挥水准点高精度和GNSS点分布均匀的优势,有利于提升垂直运动模型的可靠性。在融合过程中,针对水准和GNSS成果缺少重合点导致速度融合失效的问题,提出一种基于模型结果融合的方法,分别利用水准和GNSS成果建立垂直运动模型,并基于模型格网点精度及控制点与模型格网点的最近距离联合确定两类模型点权值,逐点加权平均,实现两类模型的融合;针对利用反距离加权方法建模过程中观测点速度精度和空间距离均影响定权结果的问题,提出了权因子相乘的方法,合理确定各因素影响程度。综合利用国家一等水准网、国家GNSS大地控制网等成果,基于双因子相乘的方式定权建立单源垂直运动模型,并按照基于结果融合的方法建立了中国大陆垂直运动模型。结果表明,华北、苏沪一带沉降严重,极个别区域沉降速度达100 mm/a;东北、西藏一带呈现隆升趋势,局部隆升速度达5 mm/a;其余地区垂直运动相对稳定。     

单标三角高程法跨河水准测量设计与实验分析

针对现行规范中2 km以上距离的三角高程法跨河水准测量应采用双觇板的规定,进行了单标三角高程法跨河水准测量的观测设计,并通过实验与双标三角高程法及已知高差进行比较分析。结果表明:单标三角高程法可用于2 km以上距离的跨河水准测量,其半测回中的垂直角观测组数宜增至双标法的2倍。     

精密三角高程测量在港珠澳青州航道桥中的应用

由于海上日照辐射强,桥位处昼夜温差较大,温度环境较为复杂,同时二等水准观测存在夜间作业困难、观测效率低以及劳动强度大等问题。文中采用高精度全站仪徕卡TS30测量机器人进行精密三角高程测量代替二等水准测量,从精密三角高程测量的原理和误差改正角度进行分析,并结合港珠澳青州航道桥的工程案例进行验证。结果表明:在一定的距离和竖直角监测范围内,精密三角高程测量可以代替二等水准测量。