试论GPS在地铁控制测量中的应用

绳鹏程

（中铁十八局集团第五工程有限公司 天津市 300450）

试论GPS在地铁控制测量中的应用

绳鹏程

（中铁十八局集团第五工程有限公司 天津市 300450）

随着GPS测量技术的进一步完善和成熟，已经在很多领域中发挥了重要的作用。本文即是结合其在国内某城市的地铁控制测量中的具体应用展开详细探讨，继而有效地提升了地铁的建设水平。

GPS；地铁；控制测量；应用

1 引言

近些年以来，GPS测量技术在很多领域中都获得了应用，其相关的理论和技术也得到了不断的发展和完善，甚至已经逐步取得了传统的测量方法。当前，我国也已经使用GPS测量技术布设了新的国家大地测量控制网，很多城市也都采用GPS测量技术建立了城市控制网。尤其随着GPS测量技术的不断发展，其相应的测量精度也在提升，尤其在平差后的点位精度甚至已经达到了毫米级。本文即是结合GPS控制测量技术在地铁控制测量中的具体应用进行了相关的探讨。

2 GPS测量技术及其应用优势

和传统的测量技术相比，GPS测量技术具有一系列明显的优势，主要表现在如下几个方面：

（1）测站之间无需通视。对于传统的测量技术来说，不仅需要测站之间保持良好的通视，而又需要考虑测量控制网网型结构的强度及良好性，这也是困扰测量人员在应用传统测量技术进行生产实践中所面临的难题所在。而运用GPS测量技术时无需在测站之间进行通视，通视也无需再建造觇标，从而大大降低了测量成本，有效地减少了工作时间；

（2）定位精度更高。通过大量的实践也证明，采用GPS测量技术有着更高的定位精度，目前在长度小于50km的基线中，其相对的精度深度能够达到1-2×10-6，而对于长度在100～500km之间的基线，精度则可以达到10-6～10-7。而随着测量技术的进一步提升以及数据处理方法的不断优化和改进，其精度还在进一步提升；

（3）观测时间更短。在目前的GPS观测中，基于测量目的和精度要求的不同，只需较短的观测时间就可以完成一条基线的相对定位。实践证明，随着GPS技术理论和应用的进一步完善和发展，在长度小于20KM的短基线中采用快速相对定位法，仅需要若干分钟便能够完成观测工作，从而大大缩短了观测时间，提升了工作效率。

总之，在实际的测量中，GPS测量技术有着非常明显的优势，除了上文所描述的以外，还具有能够直接提供观测点位的三维坐标、简易操作以及全天候观测等优势，适合在很多观测领域中进行应用。

3 GPS控制测量技术在地铁控制测量中的具体应用

3.1 地铁控制测量应用GPS的重要性

在地铁的建设之前，需要对地铁建设一个线路首级的控制网，由于地铁对于施工精度要求非常大，尤其在分标段进行多个标段的施工来说，标段与标段之间最后需进行隧道贯通与轨道铺设连接，为了保证地铁各标段之间的顺利贯通及轨道的铺设连接，必须建立一个统一的高精度的首级控制网。而正是由于GPS技术所具有的一系列优势，不仅能够满足地铁的施工要求，保证满足首级控制网的精度要求，而另一方面还能够有效降低测量成本，因此，使得其在地铁首级控制网测量中获得了非常广泛而深入的应用，换句话说，地铁GPS控制网的建立，是保证地铁完美贯通以及顺利施工的重要基础。

3.2 地铁GPS控制网的布设

地铁GPS控制网是为地铁施工建设布设的专用控制网，是平面测量的基准所在，其在地铁工程在施工过程中保证能够符合设计要求、准确定位以及满足施工控制测量需求方面发挥了重要的作用。基于我国相关测量规范的规定和要求，本文所分析的某城市地铁GPS控制网测量主要的技术指标如表1所示。

在GPS控制网的布设中，还需要对地铁沿线的车站设置、建筑等情况进行分析，在C级网的精度要求之下，制定相应的控制网测量方案。一般情况下，地铁控制网测量方案主要包括控制点的选埋以及控制网的布设等相关内容。尤其在GPS控制网的布设中，其精度往往和观测条件、观测时间以及起算数据精度有着一定的联系，在布设时需要严格进行考虑。

表1 主要的测量技术指标

3.3 地铁GPS数据的处理与分析

在对地铁GPS控制测量网进行布设完成后，便是进行相关外业数据的采集，限于篇幅，本文不再对该部分内容进行探讨。当外业数据采集完成之后，便需要将GPS接收机存储器中外业观测数据导入计算机后采用相关的处理软件进行分析。数据处理的相关流程如图1所示。

图1 GPS数据处理的主要流程图

通过以上GPS数据处理的主要流程图可以看出，数据处理的相关流程主要包括“基线处理”、“同步环闭合差、异步环闭合差、复测基线较差检核”、“三维无约束平差”、“二维约束平差”、“精度评定”等过程。而其中基线处理是整个流程的重点工作所在，其处理是否合格以及闭合差是否超限将会直接对平差乃至网中各点的精度产生直接的影响，因此，应该引起足够的重视。

4 结语

总之，GPS测量技术作为当前世界上最为先进和应用最为广泛的定位测量系统，随着未来技术的进一步完善和成熟，其势必会在地铁控制网测量中发挥出越来越重要的作用。

[1]刘瑞敏，李华，王思锴，马全明，陈大勇.基于Google Earth的地铁亦庄线 GPS 控制网布设[J].测绘通报，2008，11：47～49.

[2]程 祥，陈廷武.地铁GPS控制网的布测与稳定性分析[J].测绘通报，2013，12：12～14.

[3]王国祥.深圳地铁三号线GPS平面控制网建立及精度分析[J].四川测绘，2006，04：178～181.

[4]徐秀川，熊琦智，宋彦强.GPS技术在地铁平面控制测量中的应用研究[J].测绘地理信息，2013，06：39～41.

[5]黄张裕，陆维维，郭沈凡.城市地铁高精度GPS地面测控网施测技术[J].勘察科学技术，2004，03：53～58.

P228.4

A

1004-7344（2016）08-0116-01

2016-2-22