地铁控制的基标的归化改正原理和编程实现.docx

地铁控制基标的归化改正原理和编程实现　　介绍掌握基标在地铁建设中的作用和测设步骤，总结铺轨基标归化改正计算的理论依据和基本方法，建立了数学模型;同时在VB6.0环境下编程实现了归化改正点位的自动判定和改正值的自动计算最终给出编程原理、流程图和工程实例　　1.铺轨基标在地铁工程中的地位和作用　　铺轨基标是高标准轨道混凝土整体道床的轨道铺设掌握点，精确地测设铺轨基标是保证轨道施工质量的关键近年来，我国快速进展的地铁、轻轨交通，对列车平安行驶的要求越来越高，这就对铺轨精度提出了更严格要求，因此精确测设铺轨基标是保证地铁轨道高精度施工的重要环节　　铺轨基标沿线路布设成导线形式，按精度等级可划分为掌握基标和加密基标，测设时先测设掌握基标，然后，利用掌握基标测设加密基标铺轨基标埋设位置有两种，即位于线路中线或线路中线的一侧铺轨基标测量的实质是根据设计线路和铺轨综合设计图的要求，以肯定的间隔，路中线或其一侧测设具有精确平面坐标和高程的标志，作为铺轨的平面和高程依据　　2.掌握基标测设的一般步骤　　掌握基标的三维坐标在测设之前由测绘工程师依据铺轨综合设计图计算得出，测设掌握基标大致分为三个步骤：　　(1)初测：按三维坐标把掌握基标放样到实地。

　　(2)调线测量：以附合导线形式串测掌握基标，检测相邻掌握基标间的夹角与距离是否满意规范限差要求　　(3)归化改正：依据调线测量成果计算掌握基标间各夹角与理论值的较差，如有超限，则对部分或全部掌握基标点位进行归化改正，使各掌握基标间的几何关系满意限差要求掌握基标间高差关系一般好掌握，在此不赘述　　3. 归化改正的一般方法和存在的问题　　3.1一般方法：　　(1)坐标法：依据调线测量平差结果，计算各掌握基标坐标改正数(Vx，Vy)，分别改正　　(2)角度距离法：依据掌握基标串测导线的角度、距离偏差，沿线路垂直方向调整掌握基标点位，使相邻掌握基标的夹角满意限差要求　　上述方法中坐标法能严格将点位改正到理论位置，但计算烦琐，实地操作较困难，一般不被采纳而角度距离法在满意施工需要的前提下，合理忽视距离偏差，重点考虑角度偏差，计算、操作相对简洁，在工程中得到普遍应用　　3.2存在问题：　　通常进行角度距离法归化改正时，人为推断和选取需改正的点位，凭借阅历摸索该点横向改正值由于在串测的导线上，一点的横向改正会引起相临两点间夹角的变化，因此须反复摸索调整各点改正值，才能满意调线和归化改刚要求此方法既无固定规律又不严密，效率又低，实践阅历不足的测量工很难把握。

　　4. 归化改正计算程序的编程思想和特点　　笔者针对上述归化改正中存在问题，在VB6.0下开发了掌握基标归化改正计算程序，并在北京地铁、伊朗德黑兰地铁掌握基标测量中得到了验证和应用实践表明，该程序计算结果完全能够满意现行规范精度要求，解决了长期困扰测量工的难题　　4.1 编程思想：以角度距离法为动身点，总结点位横向改正值与角度改正数的变动规律，建立较合理的数学模型，寻求简洁有用的计算方法，实现归化改正点位自动选取与对应改正值的自动计算　　4.2 特点 ：(1)计算快捷，直观　　(2)结果精确     ，满意施工精度要求　　(3)参数可自由设置，敏捷有用剩余夹角改正数限差、点属性 可由用户设置，可强制调整指定点的改正值不受线路外形、基标布设形式限制　　5. 归化改正原理和数学模型　　图一是掌握基标以附合导线形式串测示意图,附合导线点数为n+3，边数为n+2，其中虚线表示掌握基标串测附合导线理论位置，实线表示平差后的附合导线　　

　　α0、αn：附合导线两端的已知方位角　　β’i：第i个掌握点上的转折角理论值;βi：第i个转折角平差后的观测值　　ui：第i点沿线路法线方向的归化改正数，含正负号正值表示向观测角一侧改正　　vi：转折角改正数，vi =β’i -βi;　　5.1 归化改正原理：　　已知转折角改正数vi(i=0，1，2…n)和观测边si(i =1，2…n)，在Vi剩=0(Vi剩 为转折角改正数残差;i=0，1，2…n)或S (vi剩^2)=min(最小)的条件下，求各归化改正数ui(i =0，1，2…n)　　5.2数学模型的建立：　　

则　　(1)当R(B|U)=R(B)

　　综合(1)、(2)两种状况，即无论方程④有解或无解，均可得到最优解，并可统一写为下式：　　U=(1/ρ)B V ⑦　　在(1)的情形下，⑦是④的一个最小范数解;在(2)情形下，⑦是④唯一的最小二乘最小范数解　　④、⑤、⑥三式或④、⑦二式即为掌握基标归化改正的数学模 型　　不论对于Bm-、Bl-还是B + ，求解均有两种基本方法：满秩分解法、初等变换法但精确解算非常繁琐，编程较难实现实际编程是将V的残差向量(即转折角剩余改正数)的全部重量归化改正到满意限差要求为止实践表明，该法可达到秒级精度要求　　6.程序流程图　　程序流程图见图二　　

归化改正程序必将在今后城市地下铁道、轻轨交通工程的铺轨基标工作中发挥其应有作用同时，本归化改正程序对精密线形工程的高精度放样,也有肯定的有用和第 6 页 共 6 页。