[发明专利]基于已有GNSS控制网的高精度隧道独立控制网建立方法

说明书

本发明属于工程测量领域，特别涉及基于已有GNSS控制网的高精度隧道独立控制网建立方法。通过减少使用原设计GNSS控制点坐标作为平差约束点，改变原设计投影面高程来建立隧道独立控制网，包括以下步骤：已知点选择步骤；控制网建立步骤；投影面推算步骤；控制点衔接步骤：使隧道独立控制网与原设计GNSS控制网实现契合，与隧道进出口相邻工程平滑连接，完成高精度隧道独立控制网建立。有益的效果是：既提高了隧道独立控制网的精度，保证隧道工程贯通精度，又能与隧道两端既有设计工程顺利连接，适合所有已有GNSS控制网的高精度隧道独立控制网建立。

技术领域

本发明属于工程测量领域，特别涉及基于已有GNSS控制网的高精度隧道独立控制网建立方法。

背景技术

一条铁路在勘测设计初期，平面控制测量应按逐级控制的原则布设，原设计一般在长大隧道都单独划分投影带建立独立工程坐标系，给出了坐标系中央子午线和投影面高度，每个洞口设计有2～3个GNSS控制点(CPI、CPII)，两端洞口控制点或延伸一段控制点作为公共点与相邻投影带坐标系控制点衔接，施工单位在按规范复测原设计控制点后加密施工控制网，建立隧道GNSS独立控制网，作为隧道施工的依据。

因初期用途和测量精度上有差异，设计交付的大量隧道GNSS网多年来现场实测结果，很多时候不能满足规范要求的精度、有时虽然满足规范复测技术要求精度，但不能满足长大隧道高精度控制网的要求。

在目前技术水平和测量设备的背景下，高程控制测量精度对隧道控制测量及保证隧道高程贯通精度已不再是难题，本发明所说控制网均不含高程测量相关内容，本发明文件里所说控制网均指平面控制网，所说贯通误差均指平面贯通误差。

现在建立隧道独立控制网方法有以下两种：

第一种：择优选取部分满足复测要求的设计院控制点，将隧道控制网整体强制约束平差得到隧道控制网坐标成果，这种处理方式的缺陷是：要与原设计控制点过多的契合，降低了控制网本身精度，内符合性相对较差，全站仪测边成果往往还会和GNSS测量反算边长成果出现系统差，部分已知点本身包含误差可以影响到隧道贯通误差大小，特别是隧道设有斜井施工时，会造成贯通误差过大甚至超限，这种处理方式的优点是：可以与隧道两端既有设计工程顺利衔接。

第二种：在隧道的一端择优选取一个原设计控制点作为已知点，在隧道另一端择优选一个原设计控制点，两点的连线方位作为已知方位，即传统的GNSS一点一方位进行平差，得到隧道控制网坐标成果。这种处理方式的缺陷是：会将原控制网的误差集中推到隧道的一端，与隧道另一端相邻控制点间会形成断链，需要在衔接部分控制点出现一个点位两套坐标成果的情况，对现场施工测量造成诸多不便，极易用混坐标造成事故，后期还需要通过设计单位推算统一里程才能消除断链的不利影响。这种处理方式的优点是：隧道独立控制网本身精度得到提高，内符合性比较好，能保证隧道在独立坐标系统内很好的贯通。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述控制网本身精度低、相邻控制点间会形成断链和不能很好与既有工程衔接的不足，提供一种既能提高隧道独立控制网精度，又能保证隧道独立控制网与隧道两端既有设计工程连接的基于已有GNSS控制网的高精度隧道独立控制网建立方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

基于已有GNSS控制网的高精度隧道独立控制网建立方法，包括以下步骤：已知点选择步骤：依据隧道设计GNSS控制点复测结果，在隧道进出口两端各选取1个设计GNSS控制点，作为隧道独立控制网的已知点；控制网建立步骤：以已知点选择步骤中的已知点为依据，约束平差得到包含设计GNSS控制点和施工加密控制点的隧道独立控制网坐标；投影面推算步骤：测定各隧道洞口通视的控制点间边的水平距离；计算出各水平距离投影改正后与各反算GNSS坐标得到的距离吻合时的投影面高程的算术平均值得到投影面高程值，根据该高程值得到隧道独立控制网投影面；控制点衔接步骤：将隧道独立控制网与隧道进出口相邻工程控制点进行衔接，完成高精度隧道独立控制网建立。