摘要：隧道控制测量采用隧道洞内双导线测量方法。在施工环境、地质条件比较复杂的情况下，将全站仪程序测量和软件平差处理联合使用，进行控制网施测精度方案设计和分析。针对测量施工环节进行误差分析，提出了基于隧道控制测量的了多测回测角软件与科达普施（COSAWIN）软件测量联合测量方案设计方法，经过数值计算对比分析，得到隧道洞内双导线测量方法。
关键词：隧道双导线测量；全站仪程序测量；软件平差处理
一 隧道内控制网技术要求
1.1 观测系统
（1）坐标系统：平面坐标系统采用独立工程坐标系，2000国家大地坐标系椭球参数，长半轴a=6378137.0，扁率1/f= 298.257222101。投影变形不大于25mm/km。中央子午线为109°50′，投影面大地高为210m。
（2）高程系统：采用1985国家高程基准。
1.2 隧道洞内控制测量技术要求
3—6km长度的隧道洞内采用三等导线测量。其中测角中误差不大于1.8″，边长相对中误差不小于1/50000，导线全长相对闭合差不小于1/55000，方位角闭合差限差不大于±3.6 ，测回数6个，半测回归零差不大于6″，2C较差不大于9″，同一方向各测回间较差不大于6″。
导线网测量采用徕卡TS16全站仪（测角精度±1.0″，测距精度±1mm+1ppm）进行观测。采用徕卡多测回测角软件SD存储卡自动记录测量数据，并传输到计算机中进行预处理，分离出导线边长、连接角及高差，形成平差计算的数据文件。在外业整个观测过程中要严把质量关，严格按仪器操作规程作业。外业观测时，需要设置全站仪的温度及气压值，并记录经气象改正后的斜距。对点全部采用经检校后的基座光学对点，精心整平对中；在观测过程中，每隔一段时间检查对中和整平。
二 隧道内平面控制点布设方法
2.1 隧道内导线点位埋设
隧道内导线点布设在施工干扰小、稳固可靠的地方，点间视线离开洞内设施0.2m以上。满足观测条件的情形下，导线点埋设在洞内预制仰拱中间位置上，个别副导线点埋设在中央排水沟沿顶不易被破坏的地方。
洞内导线点埋设时，采用冲击钻钻孔，再埋设测量标志，最后用水泥或强力粘合剂将测量标志固稳。导线边长约200m，相邻边长之比不小于1：3。
2.2隧道内导线点位测量方法
隧道内导线点位测量顺序是按照顺时针方向测量长边，使其相邻长边分别形成四边形，可通过四边形内角和检校测量限差标准，既闭合环限差。根据实测数据，检校6个闭合环角度闭合差分别为-0.2″、1.6″、-1.5″、-2.4″、-2.3″、-4.0″、4.9″和5.3″，其中限差是不大于±7.2″。均满足三等导线精度标准。
三 多测回角度测量
隧道内导线点位测量前应进行通风，避免尘雾；反射镜应有适度照明，仪器的反射镜面应无水雾。工作前，ATR打开（选择自动照准功能），设置棱镜目标。为防止测量效果不好，避免出现重复学习测量，禁止选择手动功能，。
四 观测数据的处理
4.1新建作业
启动桌面软件变形数据管理系统，点击项目，选择新建作业并输入作业名。
点选已建作业，在弹出的菜单中选择“导入测量数据”，首先导入观测数据棱镜文件（*.lep）。仪器内部输入的温度气压值会自动显示在右侧（该功能仅适用新机载软件），在“距投影面”处可以输入测区距离投影面的高度，便于在斜距改为平距时正确计算。
导入观测数据（*.obs）文件，测站信息显示在右上窗口，原始观测值以页（Page）的形式显示在窗口下方，可点选不同的页以观测所需值。
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4.2数据处理
点击“数据处理”子菜单下的“斜距改化为平距”子菜单可以将斜距改化成平距。首先弹确认消息，改化成功弹出消息对话框。程序自动在下面的数据对话框中激活到“平距”页面。点击“数据处理”子菜单下的“高差计算”子菜单可以将斜距改化成高差。
4.3数据导出
点击“数据处理”子菜单下的“格式输出”可将数据导出。全选数据后选择数据存储格式科傻平面观测数据文件（.in2）和存储位置，点击保存即可。
五 科达普施（COSAWIN）计算分析
科达普施（COSAWIN）是武汉大学研发关于地面测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统，具有概算、平差、精度评定及成果输出外还有网图显绘、粗差剔除、方差分量估计、贯通误差影响值计算及闭合差计算等功能。
5.1导入格式说明
将每站的数据累计粘贴在一个文件夹里即可形成一个汇总文件。文件格式为.in2。
第一排数据为测量精度分析，依次分别为方向中误差，测边固定误差，比例误差。方向中误差可在规范中查找，确定测量等级。测边固定误差和比例误差是全站仪的精度等级。
第二，三排为已知点位坐标，依次分别为点名，北坐标，东坐标。
余下为粘贴的测站方向值和平距值，其中“L”代表方向值，如237.55035代表237°55′03.53″。“S”代表距离，单位是m。
5.1运行科达普施（COSAWIN）软件
点击“平差”子菜单下的“平面”子菜单。选择汇总的平面观测文件。点击“打开”就可获得平差结果。
其中.cor文件为平差后点位坐标。.ou2为二维平差结果文件，其中包括近似点坐标、方向平差结果、距离平差结果、平差坐标及其精度、最弱点坐标及其精度、网点间边长、方位角及其相对精度、最弱边及其精度和单位权中误差和改正数带权平方和等信息。
六 结论
6.1观测时间类比
使用多测回测角软件可以节省很多观测时间。通常人为观测一个6测回测站的时间约为60-90分钟（记录计算正确）。使用多测回测角软件测量平均每站仅需26分钟。而且没有人为，误差存储数据准确。
6.2减少误差途径
由于使用多测回测角软件是仪器马达自转，并且使用ATR（自动照准）功能。所以可避免仪器转动受力不均匀、照准等人为误差。数据存储在仪器SD卡里，避免人为记录误差。所以很大的增加了观测效率。
6.3观测值精度分析
由于布测网形只能按照一个方向进行，所以横洞数据要分两段进行计算。分别是114，115-C，H2，H2-1，H3，H3-1，G1，G2，Z1，Z2和114，115-C，H2，H2-1，H3，
H3-1，G1，G2，Z3，Z4。其最弱边精度分别为：1/160000、1/68000和1/278000。
精度分析最弱边均小于限差1/50000。满足测量标准。其中由于横洞进小里程方向施工长度太短（54.1674m）不满足相邻边边长不小于1/3。Z3、Z4点可做临时导线点位，等小里程开挖长度达到标准时，可重新布设点位，重新测量。
本文详细分析了多测回测角软件与科达普施（COSAWIN）软件测量环节产生误差的各种因素和数值特点，从整体上对隧道控制测量进行方案设计，保证施工测量各个环节相互配合，从而到达提高测量效率、加快测量进度、提升测量精度的目的，尽量减少停工配合洞内控制测量的时间。这对保证施工质量、加快施工进度和节省施工费用都有重要意思。
参考文献：
[1]TB 10601-2009.高速铁路工程测量规范[S].2009
论文作者:陈超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/24
标签：测量论文; 导线论文; 误差论文; 隧道论文; 精度论文; 数据论文; 坐标论文; 《基层建设》2019年第22期论文;