CPⅢ平面网外业测量若干技术问题的探讨及其软件的研制

论文摘要

针对目前我国无碴轨道CPⅢ平面网外业观测受到环境和现场工况的影响,只能在阴天或者夜间进行观测的问题,本文分别对不考虑2C互差和采用半盘位CPⅢ平面网外业观测进行了研究,试图从观测模式上探索CPⅢ平面网外业全天候观测的有效途径。除此之外,本文还对CPⅢ平面网自由测站法与三联架法的仿真数据和实测数据进行了统计和分析对比,从而考察两种方法的建网精度及其差异,以寻找更适合我国的CPⅢ平面网外业观测方法。为了给本文欲研究的主要内容提供理论依据,本文首先简要介绍了CPⅢ平面网测量的基本知识,包括：CPⅢ平面网的测量网形,CPⅢ平面网测量的一般规定,对CPⅢ平面网平差过程及各项精度指标的评定方法进行了研究,介绍了误差方程的开列、两类观测值的定权方法、自由网平差原理、约束网平差原理以及方向中误差、距离中误差、点位中误差、相邻点相对点位中误差等精度评定的数学模型。接着本文在某客运专线CPⅢ平面网外业水平方向观测数据上添加了大小不等的随机误差,使该网的2C互差取值区间发生了变化,从而考察2C互差在不同取值区间内,网中各点点位误差和相邻点相对点位中误差是否符合《高速铁路工程测量规范》的要求,以判断不考虑2C互差进行观测的可行性。同时,为了更进一步研究不考虑2C互差进行观测的可行性,本文对不考虑2C互差的实测数据进行了统计和对比分析。然后本文对某客运专线CPⅢ平面网外业观测数据进行了分解,即将全盘位数据分解为盘左数据与盘右数据,而后分别平差,并考察全盘位和半盘位平差后各项精度指标以及坐标差的分布情况,从而判断采用半盘位观测的可行性。除此之外,本文还进行了CPⅢ平面网半盘位的观测试验,对半盘位观测的CPⅢ平面网的精度进行了统计和对比分析。本文还分别对CPⅢ平面网自由测站法与三联架法的仿真数据和实测数据进行平差,统计平差后各项精度指标和坐标差的分布情况及其差异,以寻找更适合的CPⅢ平面网的外业观测方法。通过以上研究,本文得出了两点有益结论：(1)不考虑2C互差和采用半盘位进行观测,虽然方向和距离的观测精度有所降低,但仍可以满足规范的规定,证明这两种观测模式是可行的。(2)自由测站法与三联架法观测的CPⅢ控制网精度不分伯仲,但顾及测量的工作量与工作效率,本文推荐采用自由测站法进行CPⅢ平面网外业测量。最后,在吸取国内已有CPⅢ平面网外业观测软件先进经验的基础上,本文采用Visual C#.NET作为开发工具,研制了基于Trimble S8智能型全站仪的CPⅢ平面网外业观测软件,此软件具有半盘位观测和自动计算相邻测站已观测目标点在本测站的方位的功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 CPⅢ平面网外业测量的现状
• 1.3 本文的主要研究内容及意义
• 1.3.1 本论文的研究内容
• 1.3.2 本论文的研究意义
• 第2章 CPⅢ平面网外业测量方法的研究
• 2.1 CPⅢ平面网测量的基本知识
• 2.1.1 CPⅢ平面网的网形
• 2.1.2 CPⅢ平面网外业观测的一般规定
• 2.2 CPⅢ平面网平差方法及各精度评定方法的研究
• 2.2.1 CPⅢ平面网误差方程的开列
• 2.2.2 CPⅢ平面网定权方法
• 2.2.3 CPⅢ平面网自由网平差的原理
• 2.2.4 CPⅢ平面网约束网平差的原理
• 2.2.5 CPⅢ平面网精度评定方法
• 2.3 CPⅢ平面网外业观测的改进方法研究
• 2.3.1 放宽2C互差限差指标观测的可行性研究
• 2.3.2 半盘位观测的可行性研究
• 第3章 CPⅢ平面网外业观测软件的研制
• 3.1 软件的开发目标和原则
• 3.1.1 软件的开发目标
• 3.1.2 软件的开发原则
• 3.2 软件开发的平台
• 3.2.1 TSM Server
• 3.2.2 软件的开发工具
• 3.3 软件的结构设计
• 3.3.1 软件的开发过程
• 3.3.2 软件的总体设计
• 3.3.3 软件的作业流程
• 3.4 软件的界面设计与功能的编程实现
• 3.4.1 软件的主程序界面
• 3.4.2 仪器配置
• 3.4.3 新测站
• 3.4.4 参数设置
• 3.4.5 目标点学习
• 3.4.6 自动观测
• 3.5 软件的特点
• 第4章 CPⅢ平面网全天候观测的可行性研究与试验分析
• 4.1 自由测站法与三联架法的对比分析
• 4.1.1 自由测站法与三联架法的数据仿真分析
• 4.1.2 自由测站法与三联架法的试验分析
• 4.1.3 本节小结
• 4.2 不考虑2C互差进行数据采集的试验分析
• 4.2.1 试验方案
• 4.2.2 数据的统计与对比分析
• 4.2.3 本节小结
• 4.3 半盘位观测方法的试验分析
• 4.3.1 试验方案
• 4.3.2 数据的统计与对比分析
• 4.3.3 本节小结
• 结论与展望
• 主要结论
• 不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文