繩鵬程

（中鐵十八局集團第五工程有限公司 天津市 300450）

試論GPS在地鐵控制測量中的應(yīng)用

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（中鐵十八局集團第五工程有限公司 天津市 300450）

隨著GPS測量技術(shù)的進一步完善和成熟，已經(jīng)在很多領(lǐng)域中發(fā)揮了重要的作用。本文即是結(jié)合其在國內(nèi)某城市的地鐵控制測量中的具體應(yīng)用展開詳細(xì)探討，繼而有效地提升了地鐵的建設(shè)水平。

GPS；地鐵；控制測量；應(yīng)用

1 引言

近些年以來，GPS測量技術(shù)在很多領(lǐng)域中都獲得了應(yīng)用，其相關(guān)的理論和技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展和完善，甚至已經(jīng)逐步取得了傳統(tǒng)的測量方法。當(dāng)前，我國也已經(jīng)使用GPS測量技術(shù)布設(shè)了新的國家大地測量控制網(wǎng)，很多城市也都采用GPS測量技術(shù)建立了城市控制網(wǎng)。尤其隨著GPS測量技術(shù)的不斷發(fā)展，其相應(yīng)的測量精度也在提升，尤其在平差后的點位精度甚至已經(jīng)達到了毫米級。本文即是結(jié)合GPS控制測量技術(shù)在地鐵控制測量中的具體應(yīng)用進行了相關(guān)的探討。

2 GPS測量技術(shù)及其應(yīng)用優(yōu)勢

和傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，GPS測量技術(shù)具有一系列明顯的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：

（1）測站之間無需通視。對于傳統(tǒng)的測量技術(shù)來說，不僅需要測站之間保持良好的通視，而又需要考慮測量控制網(wǎng)網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的強度及良好性，這也是困擾測量人員在應(yīng)用傳統(tǒng)測量技術(shù)進行生產(chǎn)實踐中所面臨的難題所在。而運用GPS測量技術(shù)時無需在測站之間進行通視，通視也無需再建造覘標(biāo)，從而大大降低了測量成本，有效地減少了工作時間；

（2）定位精度更高。通過大量的實踐也證明，采用GPS測量技術(shù)有著更高的定位精度，目前在長度小于50km的基線中，其相對的精度深度能夠達到1-2×10-6，而對于長度在100～500km之間的基線，精度則可以達到10-6～10-7。而隨著測量技術(shù)的進一步提升以及數(shù)據(jù)處理方法的不斷優(yōu)化和改進，其精度還在進一步提升；

（3）觀測時間更短。在目前的GPS觀測中，基于測量目的和精度要求的不同，只需較短的觀測時間就可以完成一條基線的相對定位。實踐證明，隨著GPS技術(shù)理論和應(yīng)用的進一步完善和發(fā)展，在長度小于20KM的短基線中采用快速相對定位法，僅需要若干分鐘便能夠完成觀測工作，從而大大縮短了觀測時間，提升了工作效率。

總之，在實際的測量中，GPS測量技術(shù)有著非常明顯的優(yōu)勢，除了上文所描述的以外，還具有能夠直接提供觀測點位的三維坐標(biāo)、簡易操作以及全天候觀測等優(yōu)勢，適合在很多觀測領(lǐng)域中進行應(yīng)用。

3 GPS控制測量技術(shù)在地鐵控制測量中的具體應(yīng)用

3.1 地鐵控制測量應(yīng)用GPS的重要性

在地鐵的建設(shè)之前，需要對地鐵建設(shè)一個線路首級的控制網(wǎng)，由于地鐵對于施工精度要求非常大，尤其在分標(biāo)段進行多個標(biāo)段的施工來說，標(biāo)段與標(biāo)段之間最后需進行隧道貫通與軌道鋪設(shè)連接，為了保證地鐵各標(biāo)段之間的順利貫通及軌道的鋪設(shè)連接，必須建立一個統(tǒng)一的高精度的首級控制網(wǎng)。而正是由于GPS技術(shù)所具有的一系列優(yōu)勢，不僅能夠滿足地鐵的施工要求，保證滿足首級控制網(wǎng)的精度要求，而另一方面還能夠有效降低測量成本，因此，使得其在地鐵首級控制網(wǎng)測量中獲得了非常廣泛而深入的應(yīng)用，換句話說，地鐵GPS控制網(wǎng)的建立，是保證地鐵完美貫通以及順利施工的重要基礎(chǔ)。

3.2 地鐵GPS控制網(wǎng)的布設(shè)

地鐵GPS控制網(wǎng)是為地鐵施工建設(shè)布設(shè)的專用控制網(wǎng)，是平面測量的基準(zhǔn)所在，其在地鐵工程在施工過程中保證能夠符合設(shè)計要求、準(zhǔn)確定位以及滿足施工控制測量需求方面發(fā)揮了重要的作用?；谖覈嚓P(guān)測量規(guī)范的規(guī)定和要求，本文所分析的某城市地鐵GPS控制網(wǎng)測量主要的技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

在GPS控制網(wǎng)的布設(shè)中，還需要對地鐵沿線的車站設(shè)置、建筑等情況進行分析，在C級網(wǎng)的精度要求之下，制定相應(yīng)的控制網(wǎng)測量方案。一般情況下，地鐵控制網(wǎng)測量方案主要包括控制點的選埋以及控制網(wǎng)的布設(shè)等相關(guān)內(nèi)容。尤其在GPS控制網(wǎng)的布設(shè)中，其精度往往和觀測條件、觀測時間以及起算數(shù)據(jù)精度有著一定的聯(lián)系，在布設(shè)時需要嚴(yán)格進行考慮。

表1 主要的測量技術(shù)指標(biāo)

3.3 地鐵GPS數(shù)據(jù)的處理與分析

在對地鐵GPS控制測量網(wǎng)進行布設(shè)完成后，便是進行相關(guān)外業(yè)數(shù)據(jù)的采集，限于篇幅，本文不再對該部分內(nèi)容進行探討。當(dāng)外業(yè)數(shù)據(jù)采集完成之后，便需要將GPS接收機存儲器中外業(yè)觀測數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機后采用相關(guān)的處理軟件進行分析。數(shù)據(jù)處理的相關(guān)流程如圖1所示。

圖1 GPS數(shù)據(jù)處理的主要流程圖

通過以上GPS數(shù)據(jù)處理的主要流程圖可以看出，數(shù)據(jù)處理的相關(guān)流程主要包括“基線處理”、“同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差、復(fù)測基線較差檢核”、“三維無約束平差”、“二維約束平差”、“精度評定”等過程。而其中基線處理是整個流程的重點工作所在，其處理是否合格以及閉合差是否超限將會直接對平差乃至網(wǎng)中各點的精度產(chǎn)生直接的影響，因此，應(yīng)該引起足夠的重視。

4 結(jié)語

總之，GPS測量技術(shù)作為當(dāng)前世界上最為先進和應(yīng)用最為廣泛的定位測量系統(tǒng)，隨著未來技術(shù)的進一步完善和成熟，其勢必會在地鐵控制網(wǎng)測量中發(fā)揮出越來越重要的作用。

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