呂林

（沈陽市勘察測繪研究院，遼寧 沈陽 110000）

摘要：對地鐵控制網(wǎng)及外觀、數(shù)據(jù)等做簡要分析，地鐵工作周期較長，在工作中需要定期檢查，對其控制網(wǎng)也需要不斷檢測以確保地鐵的安全運行。本文就地鐵控制網(wǎng)的穩(wěn)定性測驗方法進行深入剖析，并綜合近年來測得的數(shù)據(jù)對地鐵的穩(wěn)定性進行解讀。

關(guān)鍵詞：地鐵；GPS控制網(wǎng)；穩(wěn)定性

在地鐵設(shè)計修建時，設(shè)計者都會優(yōu)先考慮地鐵線路所經(jīng)之地的綜合情況。而線路環(huán)境對地鐵選址也有很大的影響，因為地鐵穩(wěn)定控制系統(tǒng)主要是靠GPS進行信息定位導(dǎo)航的，密集的建筑不利于信號的通過，這也決定了GPS邊長。在視野開闊，建筑物少的地區(qū)GPS邊長就長，反之就短；因為地鐵線路是檢察縱橫的，所以為了確保地鐵控制網(wǎng)的正常工作，就要求設(shè)計者在設(shè)計控制網(wǎng)時要統(tǒng)籌兼顧，分布合理，同時還要有前瞻性。

一、控制網(wǎng)設(shè)計

1.設(shè)計遵循的規(guī)律：（1）地鐵是交通線路，在大體走向符合的基礎(chǔ)上還要做到安全實用，地鐵是為市民服務(wù)的，安全是第一要義。（2）控制網(wǎng)是保證地鐵順利運行的必要條件，為了達到經(jīng)濟適用的效果，地鐵線路的控制網(wǎng)應(yīng)以線路的通視邊為基礎(chǔ)，設(shè)計出獨立的閉合圖形，以此達到四通八達的線路功能。（3）為了確?？刂凭W(wǎng)的控制作用，要求每個控制點應(yīng)有至少兩條基本線路通過，而且相鄰的控制點還應(yīng)設(shè)計直接基線以確?？刂屏Α?/p>

2.設(shè)計方案的形成與改進：地鐵線路在設(shè)計時不是毫無規(guī)律可循的，更不是設(shè)計師隨心所欲的設(shè)計出來的。每張地鐵線路網(wǎng)都是以線路法GPS控制點為基準(zhǔn)點向外延伸構(gòu)成的，以控制點為原點在結(jié)合周邊線路，建筑等因素的基礎(chǔ)上確定地鐵網(wǎng)的整體走向與布局，在實際施工中是按照1∶500數(shù)字地形圖和GoogleEarth衛(wèi)星遙感圖進行圖上選點，然后將基本定位的控制點的坐標(biāo)和拓撲關(guān)系輸入NASEW控制網(wǎng)平差及優(yōu)化設(shè)計軟件，進行控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計，并根據(jù)優(yōu)化結(jié)果最終確定布設(shè)方案.

二、地鐵的外業(yè)觀測與數(shù)據(jù)研究

1.外業(yè)觀測及數(shù)據(jù)質(zhì)量分析。地鐵的GPS控制網(wǎng)都會經(jīng)過施工人員的專業(yè)檢測，然后進行數(shù)據(jù)記錄，以便測其控制穩(wěn)定性，根據(jù)《城市軌道交通工程測量規(guī)范》的規(guī)定，GPS控制網(wǎng)的檢測數(shù)據(jù)需要十分精確，所以在采集數(shù)據(jù)時工作人員會采取多個階段多次采集的方法，而且數(shù)據(jù)的重復(fù)使用率也極低，比如每隔十秒采集一次，每個采集數(shù)據(jù)的階段時間也會大于一百分鐘，平均重復(fù)基線差的最小差值為0.2716mm，最大差值為11.0817mm，重復(fù)基線較差全部合格。同步環(huán)閉合差全部合格，異步環(huán)閉合差的最小差值為0.7mm，最大差值為53.8mm，異步環(huán)閉合差也都全部達到標(biāo)準(zhǔn)。

2.三維無約束平差。將全部獨立分開的基線組合構(gòu)成封閉的圖形，運用三維形式的基線向量和相應(yīng)的方差協(xié)陣作為觀察測算的信息，另外以JGM點在ITRF97框架下三維坐標(biāo)作為初步的測算數(shù)據(jù)，在該框架下進行三維形式的自由的平差，以此得到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各個基點的三維形態(tài)的位置或坐標(biāo)以及基線邊長的精細化分析數(shù)據(jù)等。最后平差處理后的各個精細指標(biāo)都應(yīng)和《城市軌道交通工程測量規(guī)范》（GB50308-2008）中的限差要求要適應(yīng)。三維形式平差后的點位差異、二維形式約束平差選取的區(qū)域均勻分布在測算周邊的8個GPSC級點作為起始的數(shù)據(jù)運行，平差之前還要對已知的點位實施具體可靠的檢測驗收，值得注意的是，應(yīng)用為平差的獨立的基線首先必須為合格的基線。應(yīng)用武漢大學(xué)研究制作的地面測量工程控制測量數(shù)據(jù)處理通用軟件包（CosaGPSVersion6.0）”進行平差計算是較為常用的方式，從而得出網(wǎng)絡(luò)內(nèi)定點的平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)。通過二維約束平差后各項精度指標(biāo)也行符合《城市軌道交通工程測量規(guī)范》（GB50308-2008）中相應(yīng)要求，二維約束平差后點位誤差控制在較為合理的區(qū)間內(nèi)。

三、控制基點的穩(wěn)定性論述

在過去的幾年里，關(guān)于地鐵項目的控制網(wǎng)絡(luò)較為平穩(wěn)。自2009年項目控制網(wǎng)絡(luò)完成部署測試，2010年及接下來的兩年里完成了控制網(wǎng)絡(luò)的再測試工作。

1.結(jié)果分析。結(jié)合上文中提到的具體的檢測方式和方法，在2010年對于2009年發(fā)生的點位的變化，對控制網(wǎng)內(nèi)各個點都進行了檢驗，事實上，這些內(nèi)容所顯示的就是各個點位在連續(xù)2年的平面位置變化，同時，也可以在一定程度上反映出能夠滿足相關(guān)的設(shè)計的要求。

2.結(jié)論以及建議：（1）對于城市的運維而言，地鐵的GPS的主要控制網(wǎng)歸屬于首級網(wǎng)，而按照具體的GPS的C級的要求具體實施，往往要在這一基礎(chǔ)上沿著具體的地鐵的線路的走向設(shè)置相對而言比較精密的導(dǎo)線，而還需要按照GPS網(wǎng)的D級要求進行施工檢測。（2）為了有效地構(gòu)成最佳的觀測圖形，因此，地鐵的GPS的網(wǎng)應(yīng)該依據(jù)控制網(wǎng)的點位來分布其具體的情況，而與此同時，精度要求以及測區(qū)內(nèi)的交通情況也要算在內(nèi)。GPS的網(wǎng)的布局設(shè)置，實際上需要采用“邊聯(lián)式”或者是“點聯(lián)式”的方法相結(jié)合進行。（3）依據(jù)衛(wèi)星圖選擇好每天的最佳觀測時間段，從而制定科學(xué)有效的測量調(diào)度指令。（4）在布測的過程中，整體的網(wǎng)的重復(fù)設(shè)展率大于2 ，而可靠性就會高于常規(guī)。（5）影響最佳的觀測時段的因素很多，依據(jù)具體的評估與測試，建議，1-10km的觀測長度時，時間段在一小時到兩小時之間，如果是邊長小于1km，那么，半小時到一小時即可。（6）作為首級的控制點，往往會布設(shè)建筑物的樓頂，但是，作為洞內(nèi)的施工測量的依據(jù)，精密導(dǎo)線往往設(shè)置在地面，為了次凹處偏差，往往GPS的控制點還要與鄰近的精密導(dǎo)線點的垂直角度要在15°以內(nèi)。（7）必須要注意的是，控制網(wǎng)布局的合理的圖形以及觀測時間段等都是外業(yè)精度的有效保障，而數(shù)量以及布局的均勻程度也歲內(nèi)業(yè)精度有著重要的保障。GPS控制網(wǎng)高程擬合的方法是有效的。選點布網(wǎng)的時候要注意GPS的控制點對整個控制網(wǎng)的精度影響都很大。

結(jié)語：總而言之，想要探討GPS控制布測以及穩(wěn)定性在實踐過程中就需要針對性的采取策略處理遇到的問題，并且要選擇好最佳的觀測時間，唯有如此，才能保證控制網(wǎng)的穩(wěn)定性。

參考文獻

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