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地鐵控制基標歸化改正原理及編程實現
The Adjustment Principle and Program of The Metro Track laying Control Points
[Abstract] This article involves the function and staking-out steps of the Track laying Control Points, summarizes the adjustment theory and calculation methods, and sets up the mathematical model. At the same time, the authors also accomplish the program of adjustment with automatic conforming the changing points and the numerical value in the environment of VB6.0. In the end, the article offers the program theory, flow chart and example.
[key words] Metro; Track laying Control Points; Adjustment
摘要：本文介紹了控制基標在地鐵建設中的作用和測設步驟，總結了鋪軌基標歸化改正計算的理論依據和基本計算方法，建立了數學模型.同時在VB6.0環境下編程,實現了歸化改正點位的自動判定以及改正值的自動計算,介紹了編程原理，并提供了流程圖及工程實例。
關鍵詞：地鐵 控制基標 歸化改正
1. 鋪軌基標在地鐵工程中的地位和作用
鋪軌基標是高標準軌道混凝土整體道床的軌道鋪設控制點，精確地測設鋪軌基標是保證軌道質量的關鍵。近年來，我國迅速發展的地鐵、輕軌交通，對列車安全行駛的要求越來越高，這就對鋪軌精度提出了更嚴格要求，因此精確測設鋪軌基標是保證地鐵軌道高精度的重要環節。
鋪軌基標沿線路布設成導線形式，按精度等級可劃分為控制基標和加密基標，測設時先測設控制基標，然后，利用控制基標測設加密基標。鋪軌基標埋設位置有兩種，即位于線路中線或線路中線的一側。鋪軌基標測量的實質是按照設計線路和鋪軌綜合設計圖的要求，以一定的間隔，在線路中線或其一側測設具有精確平面坐標和高程的標志，作為鋪軌的平面和高程依據。
2. 控制基標測設的一般步驟
控制基標的三維坐標在測設之前由工程師根據鋪軌綜合設計圖計算得出，測設控制基標大致分為三個步驟：
（1）初測：按三維坐標把控制基標放樣到實地。
（2）調線測量：以附合導線形式串測控制基標，檢測相鄰控制基標間的夾角與距離是否滿足規范限差要求。
（3）歸化改正：根據調線測量成果計算控制基標間各夾角與理論值的較差，如有超限，則對部分或全部控制基標點位進行歸化改正，使各控制基標間的幾何關系滿足限差要求。控制基標間高差關系一般好控制，在此不贅述。
3. 歸化改正的一般方法和存在的問題
3．1一般方法：
(1) 坐標法：根據調線測量平差結果，計算各控制基標坐標改正數（Vx，Vy），分別改正。
(2) 角度距離法：根據控制基標串測導線的角度、距離偏差，沿線路垂直方向調整控制基標點位，使相鄰控制基標的夾角滿足限差要求。
上述方法中坐標法能嚴格將點位改正到理論位置，但計算煩瑣，實地操作較困難，一般不被采用。而角度距離法在滿足需要的前提下，合理忽略距離偏差，重點考慮角度偏差，計算、操作相對簡單，在工程中得到普遍應用。
3．2存在問題：
通常進行角度距離法歸化改正時，人為判斷和選取需改正的點位，憑借經驗試探該點橫向改正值。由于在串測的導線上，一點的橫向改正會引起相臨兩點間夾角的變化，因此須反復試探調整各點改正值，才能滿足調線和歸化改正要求。此方法既無固定規律又不嚴密，效率又低，實踐經驗不足的測量工作者很難掌握。
4. 歸化改正計算程序的編程思想和特點
筆者針對上述歸化改正中存在問題，在VB6.0下開發了控制基標歸化改正計算程序，并在北京地鐵、伊朗德黑蘭地鐵控制基標測量中得到了驗證和應用。實踐表明，該程序計算結果完全能夠滿足現行規范精度要求，解決了長期困擾測量工作者的難題。
4.1 編程思想：以角度距離法為出發點，總結點位橫向改正值與角度改正數的變動規律，建立較合理的數學模型，尋求簡潔實用的計算方法，實現歸化改正點位自動選取與對應改正值的自動計算。
4.2 特點 ：（1）計算快捷，直觀。
（2）結果準確，滿足精度要求。
（3）參數可自由設置，靈活實用。剩余夾角改正數限差、點屬性[注1] 可由用戶設置，可強制調整指定點的改正值。不受線路形狀、基標布設形式限制。
5. 歸化改正原理和數學模型
圖一是控制基標以附合導線形式串測示意圖,附合導線點數為n 3，邊數為n 2，其中虛線表示控制基標串測附合導線理論位置，實線表示平差后的附合導線。
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