一种静力水准数据处理及评定方法

刘志鹏

（中国中铁二院工程集团有限公司，成都 610083）

监测方法包括布设基准点、工作基点和监测点，建立高程基准网，采用静力水准测量方法对附和水准路线进行测量，计算附和水准路线闭合差，根据附和水准路线闭合差对静力水准点的高程及精度进行评价。本文通过合理的基准点和工作基点布设，形成必要的附合路线，从而使得静力水准与传统水准的评定标准统一，真正实现静力水准的精度与等级的评定，达到能够推广静力水准自动化的目的。

1 静力水准数据处理及评定方法

图1为提出的静力水准数据处理及评定方法的流程示意图，即一种静力水准数据处理及评定方法。

图1 本文方法流程示意图

步骤1：布设基准点、工作基点并进行联测，建立高程基准网；

步骤2：布设监测点，使得工作基点与监测点形成附合路线；

步骤3：采用静力水准测量方法对步骤2形成的附和水准路线进行测量，得到相邻静力水准点的高差；

步骤4：计算附和水准路线闭合差，根据附和水准路线闭合差对静力水准点的高程及精度进行评定。

在一个可选实施例中，步骤1先合理布设基准点、工作基点，再对基准点和工作基点进行联测，建立独立的高程基准网。在对基准点和工作基点进行联测时，同时联测一个及以上的其他高程控制点，从而将基准点和工作基点的联测数据与国家高程点标准数据进行关联，其中高程控制点可以由国家高程点联测计算获得。步骤2在合理布设基准点、工作基点的基础上布设检测点，使得工作基点与监测点形成附和水准路线。布设监测点时，在相邻工作基点之间按照设定的间隔距离分别布设检测点，可以根据检测要求，设定间隔距离为5 m、10 m、20 m布设一个监测点或者断面。合理布设基准点、工作基点和检测点，使得工作基点与监测点形成必要的附和水准路线，构建传统水准与静力水准混合网的新网型。步骤3采用静力水准测量方法对步骤2形成的附和水准路线进行测量，得到相邻静力水准点的高差，从而建立静力水准测量与传统水准测量一致的评定标准。本文将静力水准测量设备作为高差测量的手段，建立起与传统水准测量一致的技术体系及精度评定标准。其它任意的测量技术若能够作为高差测量获取的手段，都可以采用本文进行网型设计及精度评定。步骤4根据工作基点和监测点高程数据计算附和水准路线闭合差，并根据附和水准路线闭合差对静力水准点的高程及精度进行评定。

计算附和水准路线闭合差的计算公式为：

式中：W为工作基点1与工作基点2的附和水准路线闭合差；H工作基点1和H工作基点2分别为工作基点1与工作基点2的高程；hj为相邻监测点的高差；n为监测点个数。

计算得到附和水准路线闭合差后，根据《高速铁路测量规范》规定，监测网按照测站定权计算。因为测点之间距离近似，所以所有监测点之间的测站为1，即均匀分配附和水准路线闭合差到附和水准路线中的各段路线。

计算静力水准点的高程：

式中，H监测点i为监测点i的高程。

若存在多个工作基点时，也可以分段进行处理或者联合平差处理，原理详见教材《误差理论与平差基础》。

2 案例分析

结合具体实例，对静力水准数据处理及评定方法作进一步详细说明。某段自动化监测采用无附合路线时，因数据太多每半月采集一次数据，时间累计沉降量形变图相差非常大。建立附合路线后，时间累计沉降量形变图如图2所示，已经趋于稳定。

图2 建立附合路线后形变图

由图2可知，部分监测点最大形变量达到4 mm。根据《铁路工程沉降变形观测与评估技术规程》的要求，基本可以判断监测点有一定的变形趋势。所有的监测点最大形变量都在2 mm以内，基本可以认为无明显形变。可见，合理网形布置正确的计算方式，才能够得到正确的结论。检核传统水准测量发现，变形监测点无明显形变，与具有附合路线的结论一致。

3 结语

本文提出了一种静力水准数据处理及评定方法，包括布设基准点、工作基点和监测点，建立高程基准网，采用静力水准测量方法对附和水准路线进行测量，计算附和水准路线闭合差，根据附和水准路线闭合差对静力水准点的高程及精度进行评价。通过布设合理的基准点和工作基点，形成了必要的附合路线，使得静力水准与传统水准的评定标准统一，真正实现了静力水准的精度与等级的评定，达到能够推广静力水准自动化的目的。