基于GPS地铁线路控制测量技术

基于GPS的地铁线路控制测量技术探索摘要：鉴于基于gps测量具有布网快捷、精度高的优点，本文基于笔者多年从事控制测量的工作经验，结合某

地铁线路控制测量实例，提出了基于gps控制测量的控制网优化布设，分析了控制测量的实施以及结构

施工中的控制测量技术，有效地提高测量精度。

关键词：gps测量控制测量施工测量控制网

中图分类号：p228.4文献标识码：a 文章编号：

abstract: based on gps measurement has the advantages of high precision, fast setting, based on the author for many years engaged in control surveying work experience, combined with a subway line control measurement examples, based on gps control survey control network optimization design, analyzes the control measure and the implementation of structural control in construction measurement technology, effectively improve the measurement precision.

key words: gps measurement; control measure; construction survey; control network

1工程概况

本工程为某地铁线首期工程土建工程，起讫里程为

yck58+601.700～yck59+074.100，车站全长为472.4m，为地下两层双岛四线设计，并在车站西端设有十六号线及本线的多条存车线及

联络线。区间分暗挖、明挖和盾构三段采用不同工法施工。

2 gps控制网布设及其优化

gps控制测量作业包括技术设计、实地选点、标石埋设、观测和平差计算等主要步骤。与传统的三角测量和导线测量相比，采取gps 进行地铁测量控制，其显著特点是相对定位精度高。而且测量作业速度较快、经济效益好，尤其是对于国产gps 接收机的生产上市价格进一步降低，加之采取gps测量其测量外业投入的人员较少、又无需建立觇标，因而用 gps 建立线路勘测首级控制网的费用仅相当于常规方法的1/4 左右。

地铁精密导线gps测量与一般控制网gps测量有两个明显区别：（1）地铁精密导线gps测量呈线状；（2）地铁精密导线有大量短边，边长约为100m～500m。

本工程平面控制网采用本地坐标系统,投影面采用城市平均高

程面,选择本地坐标系统便于地铁成果与已有的城市勘测资料衔接。控制网的布设按照《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》(以下简称《规范》)的相关规定进行, 网形沿地铁走向呈带状分布。平面控制网分两级布设,首级为ｇｐｓ控制网,二级为精密导线网。高程控制网点为精密水准网，按二等水准测量技术要求进行《规范》总则中规定,地铁横向贯通中误差应在±50ｍｍ之内,高程贯通中

误差应在±25ｍｍ之内。分配到地面控制测量的横向中误差为±25ｍｍ,地面高程控制测量的中误差为±16ｍｍ。在此基础上《规范》制定了平面及水准控制网的主要技术指标, 作为本工程控制网技

术设计的依据。

开工前，首先在业主交付的控制点中选择起算控制点，起算点及起算方位选择遵循以下原则:

(1)对所有联测点坐标进行精度分析:分别以各联测点为位置基准进行无约束平差,分析其它联测点的平差坐标值与已知值的较差。

(2)利用坐标较差和与基准点的距离,计算方位变化和尺度变化。可认为方位变化和尺度变化较小的联测点与基准点精度较一致。

(3)选取精度较一般致的点,按不同组合(一个基准点和一个方位)进行无约束平差,分析平差结果的单位权中误差。选取单位权中误差较小一组来进行最后成果输出。

对起算控制点复核无误后，根据勘测阶段的测量成果，采用相应的控制测量方法，再对隧道工区进行联测，并在每个进口布设不少于3个固定的中线控制点和2个以上水准控制点，对隧道中线和标高进行控制，对主要桩位要增设2～3个保护桩，并定期检查，保证其精确性。为了确保地铁线精确贯通，对地铁控制测量采用以下新技术：采用gps控制网取代传统的三角网作为洞内外的平面控制；沿着导线点采用精密水准仪测量高程的方法控制隧道高程；采用概率论、数理统计处理观测数据的平差方法。

通过认真研究控制网方案，将导线尽量沿隧道中线布设成等边直伸型的闭合导线锁，以地铁轴线为x轴，每个导线环的边数为6

条。并将进洞边设成两个三角形，以增加进洞边的几何强度。由于所布控制网不能完全满足施工需要，因此需要建立加密的第二级控制网，二级控制网的加密采用插点、插网方法，其精度可比一级控制网低。具体布设是在首级控制点的基础上，根据工程项目的施工需要并结合本标段工程特点、城市道路交通、建筑物等实际情况制定平面加密控制方案。利用业主提供的基准边，布设一定数量的加密点进行闭合导线测量，主要满足新塘车站、矿山法及明挖区间和32号风井的施工测量及监控测量。平面控制测量按精密导线测量技术要求进行测设。其精密导线测量的主要技术要求应符合表1规定。

洞内测量是洞外控制点向洞内导线点的引测，主要内容为施工中线测量，水准测量及施工断面测量。先将洞外控制点引进入洞，每100m进行施工中线测量、水准测量及断面施工测量并布设控制桩。在向前延伸施工中，经常对中线点和水准点进行复测，以防移动。控制桩设在隧道轴线底板和拱顶上，水准点在隧道两侧并呈“之”字布设。控制桩和水准点布设时要标志明显，并加强保护，防止破坏影响施工进度。

表1精密导线测量的主要技术要求

平均边长（m）导线总长度（km）每边测距中误差（mm）测距相对中误差测角中误差（″）测回数方位角闭合差（″）全长相对闭合差相邻点的相对点位中误差

ⅰ级全站仪ⅱ级全站仪

350 3～5 ±6 1／60000 ±2.5 4 6 5