隧道洞外控制网设计与数据处理软件及其应用
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PN1
PN2
PN3
PN4
导线网贯
通误差/cm
GPS网贯通
误差/cm
A
C
D
F
4.63
5.24
A
C
D
E
4.89
8.91
A
G
D
F
4.65
7.22
A
G
D
E
4.91
9.86
A
B
D
F
4.91
6.96
A
B
D
E
5.15
9.86
从估算的结果来看，导线网以任意组合的定向边均能满足铁路隧道对洞外横向贯通误差的要求。从表1的计算结果可以看出，GPS网以DE为进洞方位点时横向贯通误差比以DF为进洞方位点时大许多，这主要是由于DE边长仅300 m左右，而DF边长700 m左右。由于GPS基线的加常数误差较大(一般静态观测为5 mm)，因此计算结果中DE边的方位误差比DF边的方位误差大得多。从该隧道精密导线的估算结果可以看出，以不同边长的方位点定向，其精密导线的横向贯通误差的变化较小。因此，与常规测量相比，GPS用于隧道控制测量时更应注意定向边长的选择。
2. 常规网与GPS网数据处理www.tmgc8.com
实测导线网构成15个独立闭合环，其闭合差最低可达到1/20万，网中有不同等级的方向观测值，采用整体联合平差方法进行点位误差的评定以及横向贯通中误差的计算。导线网以A为起算点，A到D的方位(0°)为起算方位按间接整体平差，平差后的最弱点点位误差小于18 mm。GPS网实测了比设计网形更多的基线，闭合差均满足规定的限差要求。平差时固定A点的三维坐标，A到D的方位角固定为0°，平差后的旋转角为250°43′47″，最弱点的点位误差小于3 mm。以实测精密导线网和GPS网的平差结果可计算出进出口间的横向贯通中误差，计算结果［3］表明：导线网和GPS网均达到了设计的精度要求，从进洞方向值来看，两者的差值均较小。若按直线隧道对进洞方位精度的要求，两者之差为
倍，取2倍中误差作为极限误差，则所有方位差值均在限差之内，从而说明本软件对常规网及GPS观测数据处理的理论、方法、程序是正确的，能够在实际中推广使用。
参考文献
［1］ 刘大杰，白征东，季善标，吴光标.GPS网平差计算软件包TGPPS.GPS卫星定位的应用与数据处理.上海：同济大学出版社，1994
［2］ 姚连璧，李文全.隧道GPS网横向贯通误差的计算. 铁路工程学报，1995(2)
［3］ 姚连璧，周全基，宋滔，李文全.GPS与常规测量在隧道控制中应用的比较分析.工程勘察，1996(5)
［4］ 姚连璧，沈云中，胡丛玮，刘大杰.铁路隧道GPS网布设的精度分析.武汉测绘科技大学学报，1997，22(2)
［5］ 姚连璧，刘大杰，周全基，李文全.隧道GPS网对横向贯通误差的影响.测绘学报，1997，26(3)
图 3 导线网略图
GPS测量由于无需通视，因此只需布设各洞口直接服务于进洞测量的点位，每个洞口有三到四个点，形成了由23个点组成的隧道GPS网。GPS网中各洞口内部点之间的基线均有相互独立的观测值，相邻洞口的独立基线不少于4条，进口与出口也进行了直接联测，按一般静态观测进行估算，GPS网最弱点点位中误差为±0.752 cm，平均点位中误差为±0.658 cm,估算的进出口间的贯通误差见表1。
表1 导线网与GPS网贯通误差估算结果
PN1
PN2
PN3
PN4
导线网贯
通误差/cm
GPS网贯通
误差/cm
A
C
D
F
4.63
5.24
A
C
D
E
4.89
8.91
A
G
D
F
4.65
7.22
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4.91
9.86
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4.91
6.96
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从估算的结果来看，导线网以任意组合的定向边均能满足铁路隧道对洞外横向贯通误差的要求。从表1的计算结果可以看出，GPS网以DE为进洞方位点时横向贯通误差比以DF为进洞方位点时大许多，这主要是由于DE边长仅300 m左右，而DF边长700 m左右。由于GPS基线的加常数误差较大(一般静态观测为5 mm)，因此计算结果中DE边的方位误差比DF边的方位误差大得多。从该隧道精密导线的估算结果可以看出，以不同边长的方位点定向，其精密导线的横向贯通误差的变化较小。因此，与常规测量相比，GPS用于隧道控制测量时更应注意定向边长的选择。