全球定位系統(tǒng)應(yīng)用于隧道測(cè)量中的研究

張 曦

（重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 永川 402160）

引言

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)過(guò)程中，人們的生活水平也在逐漸的提高，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得我國(guó)的交通運(yùn)輸行業(yè)取得了巨大的發(fā)展，并且我國(guó)內(nèi)部之間的各種交流也日益頻繁，由此促進(jìn)了道路交通行業(yè)的發(fā)展。而我國(guó)的地形比較復(fù)雜，許多交通道路都需要挖掘相應(yīng)的隧道才能夠形成道路，而隧道的測(cè)量工作是隧道建設(shè)工程中必不可少的一項(xiàng)工作。傳統(tǒng)的隧道測(cè)量方法常常會(huì)因?yàn)榈匦蔚雀鞣N因素而受到限制，使得測(cè)量工作顯得非常困難。全球定位系統(tǒng)是一種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，將這種技術(shù)應(yīng)用于隧道的測(cè)量工作，不僅能夠解決傳統(tǒng)測(cè)量工作中存在的困難，還能夠提升測(cè)量的準(zhǔn)確度，因此對(duì)全球定位系統(tǒng)在隧道測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行研究，有很重要的意義。

一、全球定位系統(tǒng)在隧道測(cè)量中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

在隧道測(cè)量工作中，傳統(tǒng)的測(cè)量方法一般都是采用三角測(cè)量法與精密導(dǎo)線法進(jìn)行測(cè)量。三角測(cè)量方法主要是采用了三角形的穩(wěn)定性原理。在測(cè)量的過(guò)程中，先確定三個(gè)點(diǎn)之間的距離，確定某一點(diǎn)O與三個(gè)點(diǎn)之間的距離，這樣就能夠確定O點(diǎn)的具體位置，這種測(cè)量方法通常都容易受到地形以及通視條件的影響[1]。而另外一種精密導(dǎo)線法在測(cè)量的過(guò)程中，主要是現(xiàn)在隧道的地面上選擇一系列點(diǎn)，然后在通過(guò)測(cè)量與計(jì)算邊長(zhǎng)與角度的方法來(lái)得出這些點(diǎn)的水平位置，這種測(cè)量方法雖然使用起來(lái)比較簡(jiǎn)單，在具體的測(cè)量過(guò)程中容易受到交通以及天氣的影響，并且如果大氣的透明度、溫度以及濕度都會(huì)對(duì)測(cè)量造成影響。

全球定位系統(tǒng)作為一種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)的隧道測(cè)量方法而言，采用全球定位系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行隧道測(cè)量具有很多的優(yōu)點(diǎn)。比如說(shuō)采用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，不需要進(jìn)行通視，因此在測(cè)量的過(guò)程中就不會(huì)受到通視條件的限制，并且還能夠節(jié)省大量精力。通常采用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行隧道測(cè)量時(shí)，其精確度主要與基線有關(guān)，一般都是基線越長(zhǎng)的情況下，其測(cè)量的精度也就越高，同時(shí)隨著全球定位系統(tǒng)的改善，短基線測(cè)算方法的出現(xiàn)，使得全球定位系統(tǒng)的測(cè)量不僅時(shí)間短，而且精度高。最后全球定位系統(tǒng)在進(jìn)行地位時(shí)采用的是三維形式，使得測(cè)量的結(jié)果更加形象直觀，并且全球定位系統(tǒng)所使用的儀器體積小，又不受氣候環(huán)境的影響，因此這種測(cè)量方法在隧道測(cè)量中有非常顯著的優(yōu)勢(shì)。

二、全球定位系統(tǒng)在隧道測(cè)量中的具體應(yīng)用

1、隧道概況

本次研究分析主要選取了我國(guó)某山脈隧道為例，這個(gè)山脈隧道的長(zhǎng)度是5462米，整個(gè)隧道的地形比較復(fù)雜，進(jìn)出口都是曲線，通視條件非常差，并且交通環(huán)境也不理想，隧道的施工計(jì)劃是打算從進(jìn)出口同時(shí)開(kāi)始施工。

2、采用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行隧道測(cè)量的設(shè)計(jì)

在對(duì)這個(gè)隧道進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，施工單位要先選好全球定位系統(tǒng)的基本指標(biāo)，主要的技術(shù)指標(biāo)包括這幾個(gè)方面：衛(wèi)星的高度角應(yīng)該要大于15度、數(shù)據(jù)的采集間隔大于15秒、觀察時(shí)間要大于60分鐘、定位幾何圖形強(qiáng)度因子應(yīng)該要小于6、重復(fù)基線數(shù)應(yīng)該要大于5%以及有效的觀察衛(wèi)星數(shù)是6個(gè)。具體測(cè)量過(guò)程中的需要注意的事項(xiàng)包括這幾個(gè)方面，首先要將測(cè)算點(diǎn)安置在上空障礙物與輻射較少的平坦地面上，防止受到干擾。其次要全球定位系統(tǒng)在測(cè)量中，應(yīng)該要讓規(guī)定的基線之間組成一個(gè)能夠閉合的圖形，同時(shí)要保證每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)上至少通過(guò)三條基線，這樣才能夠保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，并且要選擇一個(gè)最好的觀測(cè)時(shí)間來(lái)進(jìn)行觀測(cè)，這樣能夠進(jìn)一步提高測(cè)量的準(zhǔn)確性[2]。再次就是針對(duì)這個(gè)山脈的特性，最好是采用網(wǎng)連式測(cè)量，這種測(cè)量方式主要是指在測(cè)量的過(guò)程中讓相鄰的點(diǎn)組成的圖形必須要有兩個(gè)以上的公共點(diǎn)，這樣就有可能讓兩個(gè)圖形發(fā)生重疊，最終增強(qiáng)圖形的強(qiáng)度[3]。最好就是在觀察的過(guò)程中，施工人員必須隨時(shí)進(jìn)行聯(lián)系，并且要在隧道的進(jìn)出口分別放置接收器，將觀測(cè)記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行處理，并運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)相關(guān)的信息進(jìn)行處理，對(duì)一些變化量比較大的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行刪除，最終保證隧道策略的準(zhǔn)確性。

結(jié)語(yǔ)：在交通行業(yè)不斷發(fā)展的過(guò)程中，隧道的測(cè)量工作將會(huì)越來(lái)越重要，先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)是保證隧道工程順利施工的重要保證。通過(guò)本文的分析可以了解到，全球定位系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)量方法而言，擁有更加顯著的優(yōu)勢(shì)，并且還能夠?yàn)槭┕挝还?jié)省更多的精力，其測(cè)量的準(zhǔn)確性與效率都能夠得到大幅度的提升，因此在隧道測(cè)量中應(yīng)用全球定位系統(tǒng)，能夠讓隧道工程取得更加安全與穩(wěn)定的發(fā)展。

[1]陳秀穩(wěn).鐵路長(zhǎng)大隧道GPS洞外平面控制測(cè)量技術(shù)淺析[J].隧道建設(shè),2010(05).

[2]詹新武,周世健,易志華.GPS靜態(tài)測(cè)量在杭州灣跨海大橋中的應(yīng)用[J].地理空間信息,2011(03).

[3]趙鐵懷.GPS技術(shù)在關(guān)角特長(zhǎng)隧道控制測(cè)量中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2009(12).