試論GPS在地鐵控制測量中的應用

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用

繩鵬程

（中鐵十八局集團第五工程有限公司 天津市 300450）

隨著GPS測量技術的進一步完善和成熟，已經在很多領域中發揮了重要的作用。本文即是結合其在國內某城市的地鐵控制測量中的具體應用展開詳細探討，繼而有效地提升了地鐵的建設水平。

GPS；地鐵；控制測量；應用

1 引言

近些年以來，GPS測量技術在很多領域中都獲得了應用，其相關的理論和技術也得到了不斷的發展和完善，甚至已經逐步取得了傳統的測量方法。當前，我國也已經使用GPS測量技術布設了新的國家大地測量控制網，很多城市也都采用GPS測量技術建立了城市控制網。尤其隨著GPS測量技術的不斷發展，其相應的測量精度也在提升，尤其在平差后的點位精度甚至已經達到了毫米級。本文即是結合GPS控制測量技術在地鐵控制測量中的具體應用進行了相關的探討。

2 GPS測量技術及其應用優勢

和傳統的測量技術相比，GPS測量技術具有一系列明顯的優勢，主要表現在如下幾個方面：

（1）測站之間無需通視。對于傳統的測量技術來說，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網型結構的強度及良好性，這也是困擾測量人員在應用傳統測量技術進行生產實踐中所面臨的難題所在。而運用GPS測量技術時無需在測站之間進行通視，通視也無需再建造覘標，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。而隨著測量技術的進一步提升以及數據處理方法的不斷優化和改進，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技術理論和應用的進一步完善和發展，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測量技術有著非常明顯的優勢，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、簡易操作以及全天候觀測等優勢，適合在很多觀測領域中進行應用。

3 GPS控制測量技術在地鐵控制測量中的具體應用

3.1 地鐵控制測量應用GPS的重要性

在地鐵的建設之前，需要對地鐵建設一個線路首級的控制網，由于地鐵對于施工精度要求非常大，尤其在分標段進行多個標段的施工來說，標段與標段之間最后需進行隧道貫通與軌道鋪設連接，為了保證地鐵各標段之間的順利貫通及軌道的鋪設連接，必須建立一個統一的高精度的首級控制網。而正是由于GPS技術所具有的一系列優勢，不僅能夠滿足地鐵的施工要求，保證滿足首級控制網的精度要求，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測量中獲得了非常廣泛而深入的應用，換句話說，地鐵GPS控制網的建立，是保證地鐵完美貫通以及順利施工的重要基礎。

3.2 地鐵GPS控制網的布設

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

在GPS控制網的布設中，還需要對地鐵沿線的車站設置、建筑等情況進行分析，在C級網的精度要求之下，制定相應的控制網測量方案。一般情況下，地鐵控制網測量方案主要包括控制點的選埋以及控制網的布設等相關內容。尤其在GPS控制網的布設中，其精度往往和觀測條件、觀測時間以及起算數據精度有著一定的聯系，在布設時需要嚴格進行考慮。

表1 主要的測量技術指標

3.3 地鐵GPS數據的處理與分析

在對地鐵GPS控制測量網進行布設完成后，便是進行相關外業數據的采集，限于篇幅，本文不再對該部分內容進行探討。當外業數據采集完成之后，便需要將GPS接收機存儲器中外業觀測數據導入計算機后采用相關的處理軟件進行分析。數據處理的相關流程如圖1所示。

圖1 GPS數據處理的主要流程圖

通過以上GPS數據處理的主要流程圖可以看出，數據處理的相關流程主要包括“基線處理”、“同步環閉合差、異步環閉合差、復測基線較差檢核”、“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中各點的精度產生直接的影響，因此，應該引起足夠的重視。

4 結語

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

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1004-7344（2016）08-0116-01

2016-2-22