1GPS网络精度选择
一般工程中，勘察中设计单位已经在隧洞外进出口设置4~8点构成二等GPS点，形成基础网控制点，在勘测中应对设置的布点进行反复测试，保证控制点的精度满足该铁路隧洞工程的精度需求，但是平面基础控制网和线路控制网精度还不能达到隧道贯通的精度需求，现有的控制点或者开挖口不能通视，控制点就显得数量不足，所以必须在洞外建立独立控制网络来满足施工需求。在控制网精度的选择上，应根据实际工程进行确立，一般保证控制网最弱的方向上中误差应小于±1.3"，最弱边的误差应控制在1/170000以内。在外业观测中应按照以下标准进行：静态观测中一等平面技术要求为卫星截止高度角不小于15°；同步观测有效卫星大于4个；有效时长大于120分钟；观测时段大于2个；数据采样间隔15~60秒；接收设备双频；PDOP小于6。
2隧道控制网络的优化
在测量中因为铁路隧道工程的特殊性，其形成的控制网都为带状网络，用来削弱进洞边距测量对横向贯通精度的干扰，控制网的设计应尽量减少弯曲的程度，从而保证其沿着线路拓展的效果。在我单位的云桂项目中，就出现过类似现象，由于勘察设计单位勘测时间和我们施工开始时间的间隔时间比较久，且线路改线导致的交接控制点缺失比较多，各别成对控制点离线路比较远。在做实际的隧道控制测量中，首先进行的是控制网的优化，以保证隧道多施工面的测量精度要求。进洞的测网边长应大于500m；有利于进洞边向洞内引入导线的操作；各个开挖洞口控制的点应形成大地四边形，及特殊地形要至少满足3个，同时满足通视需求；在施工中条件允许可以在每个开挖洞口应有两个进洞方向，以此保证对洞口点的检查核对；每个控制点都应有3个以上的基线观测向量，每条基线都应保证两个独立的观测时段；最后，勘测控制点应与隧道开挖的洞口点构成共有网络，以此方便施工控制网的引入。由于高铁测量中采用边连式，或者网连式测量，设计单位给的控制点不一定能满足施工需求，依据网型和地形的需求，进行选点，布设，测量中由于网型的需要选用6台或7台接收机就尤为重要。
3隧洞外GPS测量的要点
在实施隧洞外的GPS控制测量中，采用的是静态测量的模式，外业观测前应根据测量的基本方案制定相关的观测计划，作业的过程中应执行调度计划以此满足观测的同步性需求，此过程应注意以下要点：按照星历预报选择最佳的观测时间段，在没有星历预报的条件下，一般根据每次复测的经验选择时间段观测，近两年的GPS静态测量中，B级网一般采用上午观测（由于2012年美国的飓风影响，GPS数据相对没有头几年的稳定，只是经验之谈，没有相关文献验证。期待我国北斗卫星的民用尽快完善。）控制网的布设相当有讲究，相邻两个同步环搭接的联测基边，在实际测量中我们了解到，基边的方向尽量与控制网的整网方向垂直，这样的网型比较好，进行无约束平差约束平差的变形比较小，有利于整网精度的控制。当然联测基边的长度需要满足规范要求。天线校对应保证对中的误差小于1mm，每个时段观测开机和关机后都应对天线的高度进行测量，并获得两次度数进行平均，其高差应小于±2mm，取两次天线的平均高度值记录；每个时段测量完成后应变换仪器的高度进行重新设置，减少仪器架设误差，增加不同时段卫星不稳定因素对数据影响的检核；观测过程应防止干扰的出现，将对讲机和移动电话等控制在距离GPS接收机之外10m的距离，以此减少出现干扰而影响精度。在一个观测段内不能对仪器进行任何移动或者改变，如果出现了仪器的移动应进行重新测量；同一个观测段内不能对设备进行关停重启等，对于可以外业手动调整参数的接收机，不能改变参数设置。不能改变天线的基本位置。在完成一次外业操作后应对各项记录进行核对检查，保持完整，并将点位恢复后进行迁址观测。隧洞外的GPS控制网数据处理应按照以下流程进行：观测数据获取下传———观测数据预先处理———基线处理———数据质量分析———获得基线向量组网———自由网络平差计算———约束平差计算———平差报告。选择起算基准的时候，应先对隧道洞口外勘察设计控制点的全面复核，确认所选择的控制点的精度，满足整体网络精度，并保证其数据的可靠性。投影面则根据测区的投影变形来选择抵偿高程面，一般工程复测时要与设计单位的投影相一致。在隧洞外观测中，GPS的技术因其优势明显而被广泛的采用，在实际的应用中应注意对控制网络的构建，以及控制点的选择，以此满足整体网络和子网之间的整体效果，洞外GPS控制网测量的进度应按照隧洞的长度进行综合确定，同时合理选择测量的精度和方式，以此确定适应工程需求的GPS数量和测量方案。这样才能最大限度地保证GPS技术的应用效果。
作者：任冠羽 单位：中铁十九局集团第二工程有限公司
