洞外平面控制测量技术优化方案

隧道外控制测量应在隧道进洞施工前完成，桩点稳固可靠，外业观测和内业计算，两组独立进行，及时校核、比对最终成果，使控制网成果满足规范和施工要求。洞外平面控制测量的方法主要有：精密导线法和GNSS法。

1.精密导线法

导线法比较灵活、方便，对地形的适应性比较强。在高精度全站仪不断普及，其精度不断提高的情况下，导线法是隧道洞外控制主要方法之一。

精密导线应组成多边形闭合环，它可以是独立的闭合导线，也可以与国家二等或三等点相连。导线水平角的观测，应以总测回数的奇数测回和偶数测回，分别观测导线前进方向的左角和右角，以检查测角错误；将它们换算为左角或右角后再取平均值，可以提高测角精度。为了增加检核条件和提高测角精度评定的可行性，导线环的个数不宜太少，最少不应少于4个；每个环的边数不宜太多，一般以4～6条边为宜，测量前应进行气象改正。

导线测量技术要求见表9-1和表9-2。

表9-1　导线测量技术规定

注：1.表中n为测站数。
2.以测角中误差为单位权中误差。
3.导线网节点间长度不得大于表中长度的0.7倍。

表9-2　水平角方向观测技术规定

注：当观测方向的垂直角超过±3°的范围时，该方向一测回中2倍照准差较差，可与同一观察时段内相邻测回同方向。

导线的测角中误差按下式计算，并应满足测量设计的精度要求：

式中：fβ——导线环的角度闭合差（″）；(www.xing528.com)

　　　n——一个导线环内角的个数；

　　　N——导线环的个数。

导线环（网）的平差计算，一般采用条件平差或间接平差。边与角按下式定权

式中：mβ——导线测角中误差，按式（9-1）计算，并宜用统计值；

　　　mD ——导线边长中误差，宜用统计值。

当导线精度要求不高时，亦可采用近似平差，利用平差易或科傻软件进行平差。若要求较高时，则需采用精密平差软件平差。

2.GNSS法

GNSS是Global Navigation Satellite System的缩写，即全球导航卫星系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统（BDS）。

隧道施工控制网可利用GNSS相对定位技术，采用静态测量方式进行测量。由于其定位时仅需要在开挖洞口附近测定几个控制点，工作量少，而且可以全天候观测，该法目前已经是主流方法。

每个洞口应沿洞口连线的方向布设4个控制点，形成大地四边形，点间之间尽量相互通视，点间的距离以不小于300 m为宜，各点的距离相差不宜过大，一般相邻点间边长之比不能超过1∶3。并且有不少于2个点与隧道洞口通视，作为与洞内传递方向的洞外联系边，且该联系边长度不宜小于300 m。洞外控制点连线以与隧道中心线方向平行或垂直为宜，以减小点位误差对贯通面横向误差的影响。点位的埋设应稳定，便于长期保存。布点时还应注意进洞联系边的俯仰角不应过大，GPS控制网进洞联系边最大俯仰角不宜大于5°，导线网、三角形的最大俯仰角不宜大于15°。卫星定位测量技术要求见表9-3。

表9-3　卫星定位测量的主要技术规定

注：GDOP（Geometric Dilution of Precision，几何精度因子），卫星几何因素（包括经度、纬度、高程和时间）对卫星定位测量定点精度的影响，反映了在测量时被跟踪卫星几何结构上的强度。