GPS技術在沈陽市地鐵一號線施工控制網中的應用

1、GPS技術在沈陽市地鐵一號線施工控制網中的應用摘要:介紹了沈陽市地鐵一號線GPS控制網的布設、觀測方法、成果精度等,就GPS技術在高精度施工控制網中的應用提出幾點建議。關鍵詞:GPS技術;施工控制網;沈陽;地鐵1工程概況沈陽地鐵一號線工程線路大致呈拉伸式的“型,線路全長22.048k,西起張士經濟開發(fā)區(qū),東止黎明文明宮,全部為地下線路,全線共設18座車站、指揮控制中心一座、車場兩處、集中供電變電所兩座。線路經由于洪區(qū)、鐵西區(qū)、和平區(qū)、沈河區(qū)、大東區(qū)、東陵區(qū),大致呈東西走向,大局部穿越繁華城區(qū),是沈陽最大的交通走廊。為滿足工程建立需要,地鐵一號線平面控制網分級布設,首級控制網采取GPS技術。2G

2、PS控制網的設計2.1首級控制網的精度要求根據文獻1的規(guī)定,暗挖隧道的橫向貫穿誤差應在50以內。測量誤差的配置為:地面控制測量的橫向中誤差應在25以內,聯絡測量和地下導線測量的橫向中誤差應分別為20、30以內。通常地鐵控制網分兩級布設,即首級為GPS控制網,二級為精細導線網,GPS控制網的主要技術指標為:平均邊長2k,相鄰點的相對點位中誤差規(guī)定在10以內,最弱點點位中誤差在12以內,最弱邊相對中誤差高于1/90000,與原有控制點的坐標較差小于50。2.2GPS控制網的方案設計(1)原有城市控制點的選擇和利用沈陽市城市GPS控制網建成于1999年,布網方案先進,精度高。選取靠近線路附近的ZST

3、、NGT、JDXX、HGQNL、JDXY、NTFZ、ZLYY、LYSS、XZXY的9個點參與地鐵施工控制網的布設。該9個點均位于根底堅實的高層樓房頂部,滿足GPS信號接收的要求。(2)地鐵GPS控制點的選點與埋設點位選擇的原那么控制點的選點除應滿足GPS信號接收的需要外,還應滿足地面精細導線布設的需要,具有其特殊性,即所有點位在市區(qū)內主要選在沿線路附近已經穩(wěn)定的高層建筑物樓頂上,距地鐵線路的間隔 在150以上;保證地鐵沿線每個GPS點至少有一個通視方向;相鄰GPS點間間隔 不低于500。根據以上選點原那么,共新選控制點28個。GPS點位埋設點位選好后,按照標準中的標石埋設要求,在建筑物樓頂適宜

4、的位置,用工具將樓頂刨至樓板(預制板),占地面積約1.02。,用射釘槍在刨開的范圍內釘5個以上射釘,以確保澆制的混凝土與樓板更好地結合。將預制的墩標架(為滿足強迫對中要求而制作)整平,在進展混凝土澆制過程中,將對中標志(實心銅柱)固定,從而保證墩標架整平的同時,做到標石與標架的對中。(3)GPS網的布設地鐵GPS平面控制網在城市二等GPS網框架下布設,包括新選的控制點28個和9個二等GPS控制點?？紤]GPS網的圖形強度,GPS控制網分兩級布設,先由9個城市二等GPS點與金山賓館埋石點構成3個時段骨架網,再采用邊連式布設成GPS網鎖。觀測時采用5臺接收機同步觀測,地鐵GPS網的主要設計指標如表1

5、:3外業(yè)觀測與數據處理3.1控制網的觀測采用5臺AshtehZ-Xtree型雙頻接收機進展同步靜態(tài)觀測,首先根據GPS衛(wèi)星星歷預報制定GPS外業(yè)觀測方案,進而進展作業(yè)調度。天線安置嚴格對中、整平,并使定向標志指向磁北。觀測歷元間隔15,衛(wèi)星截止高度角15,同步時段觀測時間骨架網為90分鐘,其余時段為60分鐘。在天線板上互隔120的三處量取天線高,互差小于3,并在觀測前后各量一次取中數。3.2基線解算基線向量解算和網平差采用隨機軟件Slutin26進展?；€向量解算首先進展自動處理,假設處理結果不理想,那么進展基線的精化。解算時全部解算出整周模糊度,137條基線均得到雙差固定解。同步環(huán)、異步環(huán)和

6、復測基線精度統(tǒng)計如下:(1)15個觀測時段構成15個同步環(huán),閉合差最大值為0.62,其允許值為1.1(該環(huán)線長為30998.46);(2)13條復測基線中長度較差最大值為2.03,其允許值為3.60(該基線邊長為4330.87);(3)構成60個異步環(huán),閉合差最大值為2.84,其允許值為10.01(該環(huán)線長為16037.27)。轉貼于論文聯盟.ll.3.3網平差(1)GPS在GS84坐標系統(tǒng)下的三維無約束平差地鐵首級GPS平面控制網采用HGQNL的GS84坐標作為控制點進展三維無約束平差,進而檢驗GPS網的內符合精度。各項指標統(tǒng)計見表23:(2)GPS網在地方坐標系下的二維約束平差地鐵GPS控

7、制網布設在城市控制網框架下,二維約束平差采用分布均勻且兼容性好的ZST、HGQNL、LYSS3個城市GPS控制點為起算點進展平差。二維約束平差統(tǒng)計結果見表47:4體會和建議應用GPS技術建立沈陽市地鐵一號線首級平面控制網,從選點埋標到提交成果共歷時2個月,獲得高精度的成果是傳統(tǒng)方法無法比較的。由于地鐵的選線、建立均位于城市的繁華地段,高樓林立,既要保證GPS點間通視,又要考慮地面精細導線點的布設與通視,既要考慮一號線建立中的控制網復測,又要兼顧與其他規(guī)劃線路的銜接,既要滿足GPS信號接收的要求,又要考慮地鐵施工對控制點的影響,所以選點工作相當重要。地鐵控制網的精度要求較高(尤其是相對精度),而邊長相對較短,精度難于實現。為減少點位對中誤差,在進展GPS網布設時,短邊必須同步觀測,獲得獨立基線,當進展多時段觀測作業(yè)時短邊觀測最好不搬站,并保證天線嚴格對中整平。由于數據處理軟件通常均具有質量檢測功能,為確保得到高質量的成果,在參數設置方面可適當高于標準的相應要求。從最終