隧道gps控制网布设

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1、5.1GPS定位作业模式GPS定位作业模式可按照基准点的不同分为绝对定位模式和相对定位模式。绝对定位是相对于GPS坐标系统（如WGS-84系）而言的，其观测值结果为三维坐标X,Y,Z；而相对定位是测站相对于某一点的定位，其观测值结果为GPS坐标系下的基线向量（三维坐标差）；又可根据定位观测过程中天线所处状态（运动或静止）划分为动态定位或静态定位。动态定位时观测天线处于运动中，定位结果实时计算输出或显示，但定位精度较静态低；静态定位在观测过程中，GPS接收机天线位置是不动的，其观测数据离线后处理，后获取定位结果。5.2GPS测量特点1GPS测量定位是借

2、助于后方距离空间交会原理定位。进行精密控制测量至少需要使用3台或以上GPS接收机进行同步观测4颗或以上卫星，通过实时或后处理观测数据获取定位结果。2具有实时绝对定位和实时相对定位特点。用于隧道控制因为其相对精度高和可靠性高的要求，故予采用GPS静态相对定位方法实施。3控制点间无需通视。可直接把隧道两洞口投点联系起来，从而大大减少地面控制点的数量。4GPS定位相对精度高，尤其采用较长长度（≥1000m）测量基线边构成的控制网。5全天候作业。自动化程度高，作业简便。速度快。6控制网的图形结果简单，相应地观测工作量较常规测量手段大为减少。7因5、6特点，可

3、大幅度缩短测量生产工期，提高经济效益。5.3GPS网形分类GPS网的图形设计主要取决于用户的要求、经费、时间、人力和仪器等条件。根据用途的不同，GPS网的图形可设计为点连式，边连式、网连式和边点混连四种。1点连式点连式是指相邻同步图形之间仅有一个公共点的连接。这种方式布点所构成的图形几何强度很弱，没有或极少有非同步图形闭合条件，一般不单独使用，多是和边连式一起使用。2边连式边连式是指同步图形之间由一条公共基线连接。这种布网方案，网的几何强度较高有较多的复测边和非同步图形闭合条件。在相同的仪器台数条件下，观测时段数将比点连式大大增加。这种布网方式在网点

4、数较少，对于精度要求较高的情况下，如水库施工测量，高等级的城区控制网测量等，都可以采用这种布网方式。3网连式网连式是指相邻同步图形之间有两个以上的公共点相连接，这种方法需要4台以上的接收机。这种布图方法的几何强度和可靠性指标相当高，但花费的经费和时间较多，一般仅用于高精度的控制测量，在一般的测量工作中不建议采用。4边点混连式边点混连是指把点连式和边连式有机的结合起来，组成GPS网，既能保证网的几何强度，提高网的可靠指标，又能减少外业工作量，降低成本，是一种较为理想的布网方法。5.4GPS的基准设计GPS测量的直接观测量不是测点间的边长和角度，且其直接

5、观测成果是属于WGS-84系下的，施工实用的坐标系统一般为地方坐标系的坐标值，因此，GPS网平差后需要把GPS网成果转化为地方坐标系中的坐标成果。GPS网应明确其所用位置基准（起算点坐标）、方位基准（已知边方位角）和尺度基准（已知边距离及统一的距离度量单位），且同测区实际相符。5.5隧道控制测量坐标系统可以是国家高斯平面坐标系统（如北京54，西安80等）或任意经度的中央子午线高斯平面坐标系统，但一般仍较多采用独立坐标系统。通常规测量网一样为了施工方便，常以隧道主轴线进口至出口方向为X轴正向，隧道的某一线路中线里程为X坐标系统起算值，右旋90°确立Y坐

6、标轴，坐标原点处。坐标值可以为正常数，也可以为0。取隧道设计路面的平均高程为坐标系统投影面。5.6GPS控制网的精度设计隧道测量最终的要求是保证相向开挖的隧道正确贯通,因此，GPS网的设计也必须满足这一要求。5.6.1坑口控制点的精度按隧道规范规定:当隧道长L≤4km,其横向贯通误差的限差应≤10cm,即中误差mσ≤±5cm;当隧道长4～8km时,其横向限差应≤15cm,mσ≤±7.5cm;当L>8km时,限差还可放宽一些。显然,贯通误差是由洞外控制测量误差与洞内导线测量误差所引起。因此,其横向贯通中误差mσ的计算式为（1）（1）式中:为洞内导线的测

7、量误差,为坑口控制点误差。技术参数如表5表5技术参数边长/km卫星高度角/(°)GDOP观测时段数时段长度/min采样间隔/s有效卫星数＞1≤1≥15≥15≤8≤8≥2≥2120601515≥5≥55.6.2GPS控制网的精度无论GPS网取什么形状，最终都应达到隧道贯通对坑口控制点的精度要求，为此目的，可将坑口控制点的坐标精度m2，用GPS的观测精度用m0表示之：式中，m0——GPS接收机的测量误差，由仪器的性能所决定；Q——设计的GPS网的图形强度，由网的几何形状所决定，或由GPS网矢量的协方差矩阵求得。因此，m0用GPS接收机的标称精度表示，即为

8、了实现隧道网的布设和精度设计，可以根据隧道总长度和测区地形及各坑口的初步位置，以不同边长模拟几种GPS测量网