高小六GAO Xiao-liu

（遼寧省交通高等?？茖W(xué)校，沈陽 110122）

（Liaoning Provincial College of Communications，Shenyang 110122，China）

1 工程概述

修建復(fù)雜的地下鐵路工程，在擁有先進儀器設(shè)備基礎(chǔ)的同時，確保地下鐵路安全、舒適、快速也是高質(zhì)量地下鐵路線路非常重要的前提。而要實現(xiàn)這一目標，就必須保證線路在地下鐵路工程中的施工精度。所以布設(shè)好GNSS 地下鐵路工程平面控制網(wǎng)就顯得尤為重要。平面控制網(wǎng)應(yīng)該分級布設(shè)，首級應(yīng)該布設(shè)為C 級GNSS 控制網(wǎng)，二級應(yīng)為精密導(dǎo)線網(wǎng)。并且在布設(shè)GNSS 平面控制網(wǎng)過程中，應(yīng)進行精度的評定和分析，使觀測的成果滿足精度上的要求，確保測量工作成果準確無誤，以保證地下鐵路工程高效、安全的進行下去。

2 GNSS 平面控制網(wǎng)的設(shè)計

2.1 GNSS 網(wǎng)的設(shè)計原則 GNSS 網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計的一般原則是：①GNSS 網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)遵循重整體到局部，分級布網(wǎng)的原則。②GNSS 網(wǎng)應(yīng)由一個或若干個獨立觀測環(huán)構(gòu)成，也可采用附合線路形式構(gòu)成，以增加檢核條件，增加網(wǎng)的可靠性。③GNSS 網(wǎng)作為測量控制網(wǎng)，其相臨點間基線向量的精度，應(yīng)分布均勻。④首級GNSS 控制網(wǎng)應(yīng)與CORS 站，國家控制網(wǎng)進行聯(lián)測，建立相互聯(lián)接和轉(zhuǎn)換關(guān)系，聯(lián)測數(shù)不應(yīng)少于2 至3 個，聯(lián)測點應(yīng)均勻分布。⑤必要時，GNSS 網(wǎng)應(yīng)布設(shè)一定密度水準聯(lián)測點，水準聯(lián)測點的高程一般應(yīng)根據(jù)要求以水準測量方法進行聯(lián)測，以便通過高程異常擬合GNSS 點的正常高，實現(xiàn)GNSS 高程測量。⑥為了便于GNSS 網(wǎng)擴展使用及水準聯(lián)測，GNSS 網(wǎng)點一般應(yīng)設(shè)在視野開闊和交通便利的地方。

2.2 GNSS 網(wǎng)的圖形設(shè)計 GNSS 控制網(wǎng)是由同步圖形作為基本圖形擴展得到的，采用的連接方式不同，網(wǎng)的形狀也不同，GNSS 控制網(wǎng)的圖形設(shè)計就是將各同步圖形合理的連接為一個整體，使其達到圖形強度高，精度好，可靠性強，觀測效率高的目的。根據(jù)不同的用途，GNSS 網(wǎng)的布設(shè)按圖的結(jié)構(gòu)形式可分為：星形、點連、邊連、網(wǎng)連、邊點混連、導(dǎo)線連接及三角鎖連接等多種形式。

2.3 GNSS 網(wǎng)的選點原則 選擇GNSS 點位應(yīng)遵循以下原則：①GNSS 點位應(yīng)選在基礎(chǔ)堅硬穩(wěn)定，并且點位易于長時間保存，有利于作業(yè)安全的地方。②GNSS 點位應(yīng)設(shè)置在有利于接收設(shè)備的安裝，具有開闊視野的較高點上，視場內(nèi)障礙物的高度角應(yīng)在15°范圍內(nèi)，目的是防止障礙物遮擋GNSS 信號。當(dāng)點位周圍有高于10°的障礙物時，應(yīng)繪制點的環(huán)視圖。③為了避開電磁場對GNSS 點位的干擾，應(yīng)遠離大功率無線電發(fā)射源，距離應(yīng)大于200m，遠離高壓輸電線，距離應(yīng)大于50m。④為了減弱多路徑效應(yīng)的影響，點位附近不應(yīng)有像大面積水域或大型建筑物等具有強烈反射衛(wèi)星信號的物體。⑤點位應(yīng)選在交通便利，并有利于擴展和聯(lián)測的地點。⑥所選點位應(yīng)避開斷層破碎帶，易于發(fā)生滑坡或沉陷等地質(zhì)構(gòu)造不穩(wěn)定區(qū)域和地下水位變化較大的地點。⑦應(yīng)該充分利用到原有的舊點位，當(dāng)用到舊點位時，應(yīng)當(dāng)對舊點標石的技術(shù)規(guī)格，穩(wěn)定性，完好性等進行檢查，符合規(guī)范要求方可使用。⑧當(dāng)所選點位需要進行水準聯(lián)測時，選點人員應(yīng)實地踏勘水準路線，提出相關(guān)意見。⑨為了減少氣象元素代表性誤差選點時應(yīng)盡可能使測點附近的局部環(huán)境與周圍的大環(huán)境保持一致。

2.4 選點與埋設(shè) 根據(jù)布網(wǎng)原則和現(xiàn)場工程實際施工情況，沿路線每隔2km 左右布設(shè)一對相互通視的GNSS點，為保證精密導(dǎo)線聯(lián)測需要每個GNSS 點至少與兩個相鄰GNSS 點通視，每對GNSS 點邊長800～2000m。所選的GNSS 網(wǎng)點一般應(yīng)埋設(shè)具有中心標志的標石，以精確標志點位，點的標石和標志必須穩(wěn)定，堅固以利長久保存和利用。在基石露頭地區(qū)也可直接在基石上嵌入金屬標志。

3 外業(yè)觀測

GNSS 平面控制網(wǎng)采用雙頻GNSS(標稱精度為±5mm+1ppm)接收作業(yè)機5 臺。在進行GNSS 平面控制測量作業(yè)前，將接收機設(shè)置成靜態(tài)模式，進行一般檢視和通電檢驗后，還需進行水平測試其GNSS 接收機內(nèi)部噪聲和檢驗其接收機天線平均相位中心是否穩(wěn)定性，并對米尺和基座上的光學(xué)對中器進行檢校。選擇最佳觀測時間段，開始觀測時以最后一臺接收機開機的時間為觀測的起始時間，每個觀測時段長度應(yīng)大于40min 每條邊觀測時段應(yīng)大于2，衛(wèi)星高度角應(yīng)大于15°，天線整平對中誤差不超過1mm。在每一時段的觀測前后各量取一次天線高，兩次量取天線高的測量值互差不大于3mm，并取其兩次天線高的平均平均值。

4 處理數(shù)據(jù)

4.1 解算基線向量 基線向量的解算是利用二個或二個以上測站點的GNSS 同步載波相位觀測值確定測站之間坐標差的過程。由GNSS 接收機廠家提供的基線處理軟件來完成基線解算，每條基線都是按照雙差固定解來進行解算的。同時，還根據(jù)同步環(huán)和異步閉合環(huán)的閉合差值的情況，及時了解基線的質(zhì)量情況。通過解算基線精度對比，在加入改正模型后，其精度比之前均優(yōu)于2mm，對于基線向量解算觀測值水平精度和垂直精度均有顯著提高。

4.2 平差計算與精度分析 根據(jù)預(yù)先處理獲得標準化數(shù)據(jù)文件，便可進行觀測數(shù)據(jù)的平差計工作。

平差計算的主要內(nèi)容包括：同步觀測的基線向量平差，GNSS 網(wǎng)平查，坐標系的轉(zhuǎn)換。

首先，采用處理軟件包TGPPSW for Win32 進行平差計算，在WGS-84 坐標系下的三維無約束平差，然后按照三維聯(lián)合平差方法在地方坐標系下進行約束平差計算。

5 結(jié)束語

對GNSS 實測數(shù)據(jù)的比較分析證明，一般通過合理可行的觀測方案下得到的GNSS 觀測數(shù)據(jù)，在地下鐵路工程中通常都具有很高的內(nèi)符合精度，可以滿足線路在地下鐵路工程建設(shè)的要求，具有較高的相對精度。選擇正確而且精度較高的已知點進行二維約束平差，以免利用了錯誤或精度較低的已知點影響整個GNSS 控制網(wǎng)的最終成果。

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