专利名称：一种基于联系三角形的地铁竖井定向测量方法
技术领域：
本发明涉及地铁竖井联系测量方法，尤其是一种基于联系三角形的地铁竖井定向测量方法。
背景技术：
地铁区间施工多利用施工竖井进行，而把地面平面坐标系统通过竖井传递到井下施工隧道的过程叫平面联系测量，平面联系测量联系最传统的方法是联系三角形定向测量。主要技术方法是在一个竖井中悬挂两根钢丝，在地面近井点A与钢丝组成三角形，并测定近井点A与钢丝的距离和角度，从而算得两根钢丝的坐标以及他们之间的方位角。在井下，同样井下近井点Al也与钢丝构成三角形，并测定井下近井点Al与钢丝的距离和角度，由于钢丝处在自由悬垂状态，可以认为钢丝的坐标和方位角与地面一致，通过计算便可获得地下导线起算点的坐标和方位角，这样就把地上与地下导线联系起来了，如图1所示。由于地铁施工竖井多位于隧道正线附近30米之内，在联系测量过程中如果满足地下近井点Al与最近钢丝距离小于1.5倍钢丝间距情况下，地下近井点Al就不能直接位于地铁的隧道正线上，下一个导线点只能位于地铁的横向通道上(图2中L点与R点)，由于一般地铁横通道只有30米，这样就不能保证定向边长度大于60米的要求，由于边长较短，测站和棱镜对中误差对测量水平角影响较大，经过反复架设仪器和棱镜，并且观测水平角，发现对中误差对水平角影响在20秒左右，不能满足井下起始边方位角误差小于12秒的基本要求。因此现有的测量方法存在一定的缺陷
发明内容
本发明的目的是提供一种方位角精度高、操作简单的基于联系三角形的地铁竖井定向测量方法。本发明解决现有技术问题所采用的技术方案:一种基于联系三角形的地铁竖井定向测量方法，包括:
a.在竖井口悬挂两根直径小于0.5毫米的钢丝，并将钢丝末端悬挂重锤浸没于阻尼液
中；
b.调整钢丝位置，使竖井的井上、井下近井点分别与两根钢丝之间的夹角均小于1.5度，并且井上、井下近井点到最近钢丝距离与钢丝间距之比小于1.5 ；
c.在井上、井下近井点处分别架设全站仪观测近井点与两根钢丝及地面已知导线点和地下横通道内的待测导线点之间的角度及距离；它还包括以下步骤:
d.在地下横通道内的待测导线点上架设全站仪，观测该待测导线点与井下近井点、地铁隧道正线导线点及两钢丝之间的角度和距离；
e.确认各观测原始数据，符合限差后调整钢丝位置重复a到d步骤共完成N组独立观
测数据，其中N— 3 ；
f.将地面已知点、地面近井点、地下近井点、井下横通道导线点测量的角度和距离的观测数据输入专业测量平差软件结算井下控制点坐标及控制边方位角，指导地铁隧道正线施工。在将观测数据输入测量平差软件中进行计算时，不包括井下近井点与钢丝和横通道可见导线点的方向值。所述地下横通道内的待测导线点为地下横通道内的可见点，所述地铁隧道正线导线点为地铁隧道正线内的可见点。本发明的有益效果在于:本发明利用在井下横通道内待测导线点上架站除观测井下近井点与地铁隧道正线导线点间角度外，还对竖井内两根联系测量钢丝进行角度观测。最后整体平差时井下近井点角度观测值不参与计算，而利用横通道内待测导线点的角度观测值利用专业的测量平差软件进行平差计算，从而解决了传统联系三角形定向测量的方位角精度低的问题。本发明方法的最大优点是得到的井下控制起算边精度高，经三次重复测量可以达到7秒，对比传统联系三角形定向测量方法，精度提高2倍左右，井下同精度测量条件下，满足规范限差的贯通距离增加0.5倍，对地铁施工隧道的正确贯通提供了可靠的数据保证。
图1为现有的联系三角形定向测量方法的基本原理示意图。图2为现有的联系三角形定向测量方法的示意图。图3为本发明的示意图。
具体实施例方式以下结合附图及优选实施方式对本发明进行说明:
一种基于联系三角形的地铁竖井定向测量方法，包括以下步骤:
a.与现有技术相同，在竖井口悬挂两根直径小于0.5毫米的钢丝，并将钢丝末端悬挂重锤浸没于阻尼液中(如图1所示);
b.调整钢丝位置，使竖井的井上、井下近井点分别与两根钢丝之间的夹角均小于1.5度，并且井上、井下近井点到最近钢丝距离与钢丝间距之比小于1.5 ；
c.在井上近井点A、井下近井点B处分别架设全站仪，并观测井上近井点A与两根钢丝的角度与距离、井上近井点A与地面已知导线点T的角度和距离；井下近井点B与两根钢丝的角度与距离、井下近井点B与地下横通道内待测导线点L，R之间的角度及距离；其中井上近井点A与地面已知导线点T的角度和距离的观测值的作用是作为井下观测值的起算点。d.在横通道的待测导线点L和R上架设全站仪观测该待测导线点L和R分别与井下近井点B、地铁隧道正线导线点LI，Rl及两钢丝之间的角度和距离；该步骤中，除观测井下近井点外还进一步地联测与竖井中悬挂钢丝的角度及距离，以使测量精度提高。进一步地，可将地铁隧道正线导线点LI，Rl作为待测点，在LI，Rl上架设全站仪，观测其与导线点L、R及地铁隧道正线新增导线点的角度和距离，以此类推，使得新增的导线点与地面上的已知点T间接联系。e.确认各观测原始数据符合限差后调整钢丝位置重复a到d步骤共完成N组独立观测数据，N — 3 ;优选实施方式为完成3组独立观测数据。
f.将在地面已知点、地面近井点A、地下近井点B、井下横通道导线点L和R测量的角度和距离的观测数据输入专业测量平差软件结算井下控制点坐标及控制边方位角，指导地铁隧道正线施工。其中，地下横通道内的待测导线点L、R为地下横通道内的可见点，地铁隧道正线导线点L1、R1为地铁隧道正线内的可见点。由于近井点B的方向值测量误差较大(距离较近)，因此，在将观测数据输入专业测量平差软件中进行计算时，不包括井下近井点与钢丝和横通道可见导线点的方向值。以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于联系三角形的地铁竖井定向测量方法，包括: a.在竖井口悬挂两根直径小于0.5毫米的钢丝，并将钢丝末端悬挂重锤浸没于阻尼液中； b.调整钢丝位置，使竖井的井上、井下近井点分别与两根钢丝之间的夹角均小于1.5度，并且井上、井下近井点到最近钢丝距离与钢丝间距之比小于1.5 ； c.在井上、井下近井点处分别架设全站仪观测近井点与两根钢丝及地面已知导线点和地下横通道内的待测导线点之间的角度及距离；其特征在于，它还包括以下步骤: d.在地下横通道内的待测导线点上架设全站仪，观测该待测导线点与井下近井点、地铁隧道正线导线点的角度和距离及待测导线点与悬挂的钢丝之间的角度和距离； e.确认各观测原始数据，符合限差后调整钢丝位置重复a到d步骤共完成N组独立观测数据，其中N>3; f.将地面已知点、地面近井点、地下近井点、井下横通道导线点测量的角度和距离的观测数据输入专业测量平差软件结算井下控制点坐标及控制边方位角，指导地铁隧道正线施工。
2.根据权利要求1所述的一种基于联系三角形的地铁竖井定向测量方法，其特征在于，在将观测数据输入测量平差软件中进行计算时，不包括井下近井点与钢丝和横通道可见导线点的方向值。
3.根据权利要求1所述的一种基于联系三角形的地铁竖井定向测量方法，其特征在于，所述地下横通道内的待测导线点为地下横通道内的可见点，所述地铁隧道正线导线点为地铁隧道正线内的可见点。
全文摘要
一种基于联系三角形的地铁竖井定向测量方法，在原有联系三角形法的基础上包括以下步骤在地铁横通道待测导线点上架设全站仪观测其与井下近井点、地铁隧道正线导线点及两钢丝之间的角度和距离；确认各观测原始数据符合限差后调整钢丝位置重复a到d步骤共完成3组独立观测数据；将观测数据输入专业测量平差软件解算井下控制点坐标及控制边方位角，指导地铁隧道正线施工。本发明利用在井下横通道内的待测导线点上观测井下近井点与地铁隧道正线导线点间角度，并对竖井内两根联系测量钢丝进行角度观测。平差时井下近井点角度观测值不参与计算，而利用横通道内的导线点的角度观测值进行平差计算，解决了传统联系三角形定向测量的方位角精度低的问题。
文档编号G01C1/00GK103115605SQ201310038300
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者刘伟, 林跃春, 赵磊, 尹志强 申请人:大连市勘察测绘研究院有限公司