贵州省高速公路集团有限公司 贵州省贵阳市 550003
摘要：随着我国高速铁路的迅猛发展，长隧道及桥隧群情况很多，传统的控制测量方法已很难保证贯通精度要求，利用GPS其自身的精确度高、观测时间短等优点，对桥隧群的控制网布设及图型组成及内业数据的处理，约束点的先选取都很重要。
关键词：GPS测量技术；桥隧；应用
1、工程简介。新建成都至贵阳铁路乐山至贵阳段站前工程CGZQSG9标起讫里程D4K252+465～D1K284+173.95，长链606.679m，全长32.316km。线路经过老房子隧道（6562米）、长秧田大桥、应山岩隧道（6861米）、新街车站（1372米）、天蓬隧道（8463米）、南广河特大桥（518米）、埂上隧道（5461米）、花家坝特大桥（823米）、玉京山隧道（6304米）等工点。沿途经过四川省兴文县大坝乡（分界里程D3K258+232）、云南省威信县旧城镇（分界里程D3K267+192）、威信县罗布镇（分界里程DK280+300）、云南省威信县扎西镇。
2、投影面设置：根据设计院提供的资料结合现场地形情况，为了避免地球曲率造成的边长投影变形给隧道贯通造成的影响，确保变形值在10mm/KM左右，经计算后现将进行如下分段：
3、加密点布置：根据施工需要，确保每个洞口必须控制点不少于3个，经实地勘布置加密CPI点19个，点号分别为JMCPI901～JMCPI919（连续编号）。联测经CPI点8个，点号分别为CPI155、CPI156、CPI157、CPI158、CPI162、CPI163、CPI165、XCPI166。根据隧道洞口的分布情况，加密控制点的布置如下图：
4、设计技术精度指标
5、设计技术要求：
5、主要方法：
（1）、GPS静态数据采集，采用4台Trimble双频GPS接收机（标称精度≤5+1ppm）同时作业，按相对静态定位模式观测。按照布网方案要求，每条边观测2个时段，每个时段不少于90min，接收机采样间隔设置为15s，卫星截止高度角为15°，观测PDOP≤6。
（2）、采用边联结方式构网，形成由三角形或大地四边形组成的带状网。
6、主要措施：
（1）、优化控制网图形结构，选点时尽量做到其相邻点间基线向量的精度，应分布均匀。确定观测时段时，需要分析最新的星历预报并与实地结合的原理选定，选择合适的PDOP值以保证观测精度，确保工作顺利进行，减少作业返工量。
（2）、GPS网点应尽量与原有地面控制点相结合。重合点一般不少于3个（相邻边长必大于300米），且在网中分布均匀，以可靠地确定GPS网与地面之间的转换参数。
（3）、GPS网中各待测点每次重复设站都使用不同的接受机。
（4）、电离层模型为：Standard模型；对流层模型为Hopfiled或Computed模型。
星历为广播星历或精密星历；采用L1L2两个频率。
7、基线网控制情况：
控制网基线质量控制
（1）.同一时段观测值数据剔除率小于10％。
（2）.按《铁路工程测量规范》规定，同一基线不同时段重复观测基线较差应满足：ds≤±
σmm
上式中σ为GPS基线长度中误差（
mm），d为基线边长度，单位km。
（3）.独立基线边组成的独立环闭合差检验
按《高速铁路测量规范》规定，基线向量独立环各坐标分量及环闭合差应满足以下要求：
Wx≤3
*σ、Wy≤3
*σ、Wz≤3 
*σ、W ≤3 
*σ
上式中，n为闭合环边数，σ为基线长度中误差（
mm），d为独立环平均边长，单位km。
控制网加密数据处理及平差情况
观测数据采用接收机自带的数据转换软件，转换为标准的Rinex格式，然后采用LGO7.0软件统一进行基线解算和输出基线向量文件。平差采用武汉大学测绘学院编制的COSA GPS软件进行。
8、独立控制网数据处理
（1）.独立控制网基线向量独立观测闭合差统计。
基线向量网异步环闭合差统计表
CPI控制网加密基线向量异步环闭合差最大为JMCPI903～CPI154～CPI157，闭合环长度15520.7681m，闭合差为29.73mm，限差±64.75mm，满足要求，其余基线向量异步环闭合差详见附件四《精密工程控制网CPI加密平差计算表》，均满足限差要求。
（2）.同一基线不同时段重复观测基线较差检验
控制网加密重复观测基线较差统计表
其中重复观测基线较差最大为：CPI155～CPI157，较差为18.6113mm，基线长度7603.2771 m，限差±25.7348mm，满足要求，其余重复观测基线不同时段较差详见附件四《独立控制网CPI加密平差文件》，均满足限差要求。
由以上统计数据可知：CPI控制网加密所有重复观测基线不同时段较差均满足限差要求，CPI控制网加密基线向量网自身的内符合精度高，基线向量没有系统误差和粗差，基线向量网的质质量合格。
CPI三维约束平差
当各项要求符合标准后，以全网有效观测时间最长2个网点的WGS-84三维坐标进行GPS网的三维约束平差。检查GPS基线向量网本身的内符合精度。CPⅠ三维约束平差计算后的精度统计如下表。
最弱点
最弱边
由CPI控制网三维约束平差精度统计数据可知：CPI控制网的基线向量网和建网的的内符合精度高，基线向量没有明显系统误差和粗差，基线向量网的质量是可靠的，在此基础上可以进行二维约束平差。
二维约束平差及精度分析
在确认复测精度满足要求时的前提下，进行GPS控制网的二维约束平差，做到和设计时施工控制网的平差方案基本一致为好，包括中央子午线的确定，投影面的选择等，以便成果的比较和分析。
CPI复测控制网平差已知点选择
平差计算时，选择判定稳定的CPI155、CPI156、CPI163和CPI165作为CPI控制网约束平差的已知点进行平差。
所选取的三个约束点的相对几何关系正确、成果可靠，两点间基线精度满足规范的要求，可以作为约束平差的起算基准。
约束点坐标表
约束平差后，得到CPI控制网各控制点在中央子午线105°15′00″的独立工程坐标系中的坐标，并进行点位及方向的精度评定，CPI二维约束平差精度统计如下表：
最弱点
最弱边
二维约束平差后，CPI点间基线最弱边精度为1/197000，方向中误差最大为1.14″，基线向量精度完全满足《高速铁路工程测量规范》中CPI最弱边相对中误差≤1/180000、方向中误差≤1.3″的精度要求。质量合格量可靠。
由上表可知：控制网加密平差最弱边相对中误差和最弱边方位角中误差均满足《高速铁路测量规范》的要求。
其它投影面成果采用中铁四院坐标转换成果算得。
总结：从上两控制网各项精度指标均在限差范围内。说明加密控制网成果衔接精度是满足规范要求。加密点坐标成果可做施工测量使用。
交底成果表
9、结论：
（1）控制网重复基线相对、独立环、三维自由网及二维约束网精度高，有效的控制好隧道的贯通误差，无论从经济上还是从技术上都很重要。
（2）GPS选点灵活，布网方便，基本不受通视、网型的限制，特别是在地形复杂、通视困难的地区，更显优越性。
（3）GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受卫星的空间分布和卫星的信号质量影响，但由于个别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号质量，经重测过后，并注意手机、对讲机等设备的使用，以防干扰信号。
参考文献：
[1]浅谈公路施工测量存在的问题及解决方案[J].曾涛.黑龙江交通科技.2013（04）
论文作者:谢进太
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/24
标签：基线论文; 向量论文; 精度论文; 误差论文; 隧道论文; 时段论文; 独立论文; 《基层建设》2017年第23期论文;