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浅谈
GPS测量在隧道控制测量中的应用
王立春
（宽旬县国土局，辽宁丹东118200)
科技论坛
摘要：由于GPS具有高效率、高精度等特点，已广证用于控制测量领城，本文浅读GPS测量在隧道控制测量中的应用，并对总结了 GPS测量使用中的体会：
关键词：全球定位系统(GPS)：GPS测量的特点：随道控制测量
1概述
GPS作为新一代卫星导航与定位系统，不仅其有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性。随着 GPS测量理论与设备的不断发展，使得GPS测量技术日趋成熟.GPS测量功能更加完善，GPS测量应用面更广，并且GPS测量设备价格变得低廉，操作更加简便.使GPS测量更加实用化和自动化
2GPS测量的特点
相对于经典测量学来说，GPS测量主要有以下特点：a测站之间无需通视。h定位精度高。c观测时间短。d提供三维坐标。e操作简便。全天候作业。
3GPS测量用于隧道控制测量 3.1工程概况
规范要求。
34地下控制测量
曲线段的控制测量前面已经提到。直线段的控制测量也同样重要，基本思路前面已有叙述，具体操作起来比传统的施工测量数据处理起来比较麻烦，但精度提高了很多。方法简单说明如下：
由平面测时污引起导线点横向(Y坐标）误差的近似公式为
m,=± V(mp/ p )ER° +(ml/)Edy 其中mβ-由导线水平角测量中误差
一导线边在Y轴投影长度 d
(1)
对于直线隧道，导线基本与X轴平行，，近似为0,固此(1)式可简化为如下形式:m,=±m/pVERx
(2)
假定水平角一个测回的方差为8施工导线、基本导线、主要导线水
平角的测回数分别为nnn根据误差传插定律，施工导线、基本导线、主
首先应看出测区的工程概况，测区的地理位置，山形以及难易程度，
再进行联道控制测量。
3.2测量基本思路
地上测量：采用GPS点双口连测平差的方法。地下控制测量：根据本隧道的特点，曲线分布在洞口段，曲线段施工控制测量采用间口的控制点利用全站仪直接布设三角网控制：直线股利用三种导线平面和高程测量观测值，分别算出各自导线点的横向Y坐标和高程，最后取2种(基本导线点和施工导线)或3种（主要导线、基本导线、施工导线)导线点Y坐标和高程的加权平均值，作2种或3种导线公共点最终的横向Y坐标和高程坐标值。织纵坐标以最后一次测量结果为准，利用新的三维坐标对原来的坐标值进行改化，以改化后的坐标指导施工。
3.3地上控制测量
首先布设导线，根据地形，在隧道进口布设成四边形，如采用假定的三个导线点(YWS08,YWS09,HC196)和新增加的A004;隧道出口布设三角形加四边形，采用另外假定的两个导线点（GPS19,GPS20）和A001， A002，A003。仪器采用GPS接收机四台套，采用静态定位模式，标称精度 5+1ppm。观测按二级GPS控制网测量进行，施测中卫星高度角>15采集时间间隔为10静态观测时间平均为90min点位图形强度因子(GDOP) <4施测时段数>1,有效观测卫星数>5。内业数据处理采用GPS数据处理专用软件。GPS控制测量成果以假定的GPS19和GPS20为起算依据，采用隧道测区平均中央子年线106°10隧道出日平均高程面366m。利用导线的闭合差，估算隧道的贯通误差，是否满足测规要求，闭合差不能超限。闭合差超限可以用来解决的方法为：
3.31重新布设导线测量： 3.3.2调整GPS点的坐标
贯通误差的估算：m=±√m+m，
m，—由于测角误差影响所产生在贯通面上的横向中误差(mm）即:m,e=±mg/pVR
m,由于测长误差影响所产生在贯通面上的横向中误差(mm)即： m,=±m/Vd,
其中m
由导线的闭合差求算的测角中误差("
R一一导线在邻近隧道两两间口联机的一条导线上的各导线点至贯通面的垂直距离(m)
m/—导线边边长相对中误差
一导线在邻近隧道两两洞口联机的一条导线上的各导线边在贯
通面的投影长度（m)。
要导线的角度方差分别为:m=8/n，m=8m;mz=8n
由（2)式可分别求得不到种导线计算某一个公共点Y坐标的方新差分别为：
m=8Kn,p*)ER, m,= 8 n; p)R m,=An,p)R,
设单位权方差为C,由定权公式P=Cm")可以分别求得3种导线导线计算该公共点Y坐标的权分别为：
P,=Cm_)=n,C p 8 2 R2 P=C(m,)=nCp 8 R, ) P,=CAm*_)=n,C R,) 因此有下权比例关系：
Ps:P;P=n/ZR*:n/ZRn/ZR即3个权的比例关系可以唯一确定，只要假定其中一个权值，就可以求得另外2个权值。
所求公共点Y坐标的加权平均值为： Y=(P.Y,+PY+P,Y,)/(P,+P+P
由以上分析知，公共点Y坐标的加权平均值，与由主要导线求得的Y 坐标值，在精度方面提高了(P+P+P,>P.倍
同理可求得3种高程导线测量某一公共控制点高程的精度：m mm。与横向坐标联合平差类似的方法，求得3种高程导线，测量某一公共控制点高程的权比例关系式，进而求得公共点高程的加权平均值为：
H=(P,H,+P,H,+P,H,M(Pμ+Pμ+P,)。
根据同样方法，可对洞内各种三角高程测量资料进行联合平差通过实施GPS测量可看出：
(IXGPS测量用于隧道控制测量灵活、方便，能大大节省人力、物力、减少野外欲伐工作量.减少一此不必要的过渡点
(2GPS测量其有极高的精度，它完全能达到公路勘察规程》对隧道测量的要求。
(3GPS测量较红外仪导线测量，可提高效率4~5倍。 4结论
GPS技术引领着未来的测绘会技术，特别是对于便捷和节约成本减少人力的潜力来说，虽然仍会有许多已经确定和不可见的间题要克服，但是像其他的测绘工具一样，GPS技术仍然是一种新型的先进的系统，跟随着时代、更便捷、效率更高。
参考文献
估算的贯通误差，若超过规范要求，可试用调整双口或单口的控制
[1断福善.微计算机信息(测控自动化(中国地质;2008,07-1(234)
点的坐标，使之在规范允许之内，则可进行地上与地下的联测。云雾山隧道的估算贯通误差为1cm，在规范允许的8cm之内。事实证明，精度满足
[2]除绍经等.GPS测量原理及应用[M]武汉：武汉测绘科技大学出版社 1998
作者简介：主立券(1963，10,3-)，男，测量工程师，工作单位：宽司县国土局。