浅谈隧道GPS施工测量

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1、浅谈隧道GPS施工测量摘要：作为隐蔽工程，隧道测量的精度对整个隧道工程施工有着很重要的控制作用，木文以美国天宝4600LS为例对GPS测量在隧道施工中的测量应用予以介绍和分析。关键词：隧道施工测量GPS应用屮图分类号：［TU198+.2］文献标识码：A文章编号：1总述本项目采用GPS静态定位进行控制测量，测量使用四台美国天宝4600LS单频GPS接收机，平面标称定位精度为5mm+lppm,基线解算软件采用随机软件TGOfficeo根据隧道长度和横向贯通误差精度要求，本隧道控制网应按二级GPS网的精度要求布设和施测。2隧道

2、GPS网的网型优化布设控制网时，各开挖洞口布设的GPS点不应少于3个，为便于使用常规测量方法进行检测，加密和恢复，各开挖洞口布设的三点间至少应有一个点能与其它两点通视，并且隧道定向边距离应大于300米，以满足施工中的常规检测和提高进洞方位角的传递精度。对于铁路直线隧道，应在进出口定测中线上，布设两个控制点，以便于建立施工坐标系，曲线隧道应在每一切线上布设两个点，以便精确计算曲线偏角和施工放样数据。对于公路隧道，应在进出口各连测一个线路定测导线点，以便确定隧道GPS点与线路导线点的关系，测定和调整隧道控制测量与线路测量的连

3、接误差。隧道GPS网应采用网连式的布网方法，应通过独立基线构成闭合图形，网中不应存在自由基线，自由基线不具备发现粗差的能力。某一闭合条件中的基线数不可过多，避免导致各边中粗差在求闭合差时相互抵消，不能起到发现粗差的作用。网中各点最好至少应通过三条独立基线，以保证检核条件，提高网的可靠性，使网的精度、可靠性较均匀。本隧道由于长隧道施工周期长，控制点使用时间较长，为便于在隧道施工期间对洞口控制点的稳定性进行常规检测，进出口各设了4个GPS控制点，其中E004.E011-1为线路定测导线点。GPS控制点点位选择的好坏，対GPS

4、控制网的精度影响很大，通过对隧道进出口进行实地踏勘，点位均设在山顶稳定的基岩上，视野开阔，没有高度角大于15°的障碍物，远离高压线及人功率无线电发射源，隧道定向边进岀口均大于500米。3外业观测3.1星历预报运行TGOffice,利用软件的作业计划工具，将测站的概略经度、纬度、高程、卫星的截止高度角、观测时间等测站信息输入对话框，查看卫星的可见性。从卫星数示意图屮可以看出，在拟定的观测时间屮测区可见最少卫星颗数为6,说明全天均可观测。3.2制定作业计划表根据隧道的长度、开挖口的分布、精度要求、接收机的台数、星历预报情况、

5、作业方式、交通条件来确定GPS网的观测方案和制定作业计划。为确保控制网实测精度，每个时段观测时间均大于90分钟，因为在基线处理时要剔除或删除部分不合格的观测时段。本隧道GPS网的独立向量总数21个，每个点观测3个时段，平均可靠性指标r,r=(21-7)/21=0.67,r值大于0.3,可靠性指标较好。4GPS测量数据处理4.1建立坐标系野外观测的静态数据是基于WGS-84椭球的，采用的是WGS-84全球大地坐标系统。但本隧道线路设计是在北京54坐标系内进行的，中央子午线经度为120度45分，因此，应利用解算软件建立和设计

6、单位坐标系一致的地方坐标系，以便于进行GPS网的约束平差，将测量成果由WGS-84坐标系转化至施工坐标系。4.2下传并导入数据先建立一个名称为“本隧道”的文件夹来存放GPS数据处理过程屮的文件，然后将GPS接收机通过电缆线与电脑连接进行数据传输，根据4600Ls接收机自动文件命名规则，选择本隧道GPS网的观测数据文件进行下传，按照测站记录输入测站各时段的测站信息（点名、天线高、量高方式），这个时候要认真地核对点名、文件名、开机时间、关机时间、天线类型、量高方式、天线高，确保对应关系。逐一将4台GPS接收机屮的观测数据下传

7、至“本隧道”文件夹。4.3基线处理首先対观测数据进行质量分析和预处理，将各卫星观测时段跳动较大的卫星信号利用Timeline工具禁止掉，利用TGOffice逐一对所有基线进行处理。基线处理后，查看基线处理质量的评估指标，最好的解算类型是L1固定解，最好的比率是大于3,并且越大越好，参考变量经验值是2左右为最好，均方差RMS是小于3厘米，且越小越好，在这儿个指标中，解算类型和均方差最关键。基线处理时，删除工作状态不佳的卫星数据是提高伪距定位精度的重要途径。如果处理后的基线由墨色变成黄色，表明质量很好。如果有个别的基线呈红色

8、，或者有被拒绝的基线，说明基线的质量有问题，需要对观测信号进行剔除。。4.4约束平差由于隧道控制测量主要强调各开挖面控制点之间的相对精度，GPS网是否精确位于地心坐标系统并不重要，因此通常采用固定一点的经典自山网平差法做最小约朿平差。首先将基准转换为当地基准（中心经度为120°45’的本隧道Beijingl954坐标