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摘 要：GPS（全球定位系统）是信息产业技术时代的新兴科技产物，它具备精度高、测量准确、速度快、效率高等实用性特点，并被广泛应用在诸多产业化研究领域，如国防军事、工程测绘、大地测量、隧道工程中。文章首先分析GPS系统在隧道测量中的优点，进而结合经验阐述了在工程实践中应用GPS测量的体会。
关键词：GPS;隧道测量;应用
GPS 全球定位技术的诞生，为我国诸多科技研究领域提供了技术支持与有力保障。并随着近些年 GPS 技术的全面发展与完善，在测绘与导航等相关研究产业中掀起了一场深刻革命。与传统工程测量相比，既具备传统测量作业的稳定性，也具备当系统操作时的灵活性与实用性特点，即操作方便、精准度较高。尤其是对于需要精准测量的施工性作业领域中，它往往不需要通视，同时对网的条件、要求也较低。因此，如果把GPS 技术应用在隧道工程中，其所具备的技术优势与实用性特点是其他测绘工具、设备、器具等所无法比拟的。即在隧道测量中加强对 GPS 的应用与研究所具备的指导意义与实用价值重大，是一般测量技术无法比拟的。
一、GPS系统在隧道测量中的优点
总的来说，GPS 技术结合外业观测非常灵活与实用，一般都能很轻易就能达到厘米级，甚至用于大坝变形的 GPS 技术监测接受到的反馈信息能达到毫米级与亚毫米级。即测量作业的精度要求在 GPS 系统中体现的淋漓尽致，能够完全实现全天候 24h 实时观测。另外，它完全不受自然气候因素，如刮风、雷雨、大雪等所有影响，一样能高效完成观测、测量作业。并且，在应用效益方面，它的技术优势显著，具体的说有如下的几点优点：
（一）观测时站与站之间并不需求通视。通视要求降低，能够减少测量作业的效益成本，并节约作业时间。与此同时，更利于点位的选择与分析，应用灵活。
（二）定位精度高。一般来说，在 50km 范畴内的基线上，其相对作业精度能够控制在 1×10-6～2×10-6之间，并且会随着时间的延长，其精度控制愈加准确。这显然优于传统精度控制形式，是一般测量作业实行手段所无法比拟的。
（三）观测时间短。以往，采用的经典静态定位方法完成的作业效率相对较高，它主要根据一条基线的相对定位所用时间，结合不同精度控制指标去进行作业，一般完成观测的时间为1h-3h 之间。但是，与目前的定位短基线方式相比，其观测时间还是略微长些。所以近些年观测定位所采用的是短基线快速定位方法，其观测时间仅仅需要几分钟就能达到早先静态定位法一样的工作成效。
（四）三维坐标更精准。为了使得 GPS 系统在隧道测量中的作业效率更高，GPS 观测成果同时提供了三维坐标，通过它能够使得平面位置的测量更加准确的同时，还使得测量所需的大地高程更为准确。所以，这就为研究大地水准面的不规则形状与作业所需的地面点高程测量提供了新的契机。
（五）GPS 系统操作便捷。GPS 系统应用到隧道测量中，无需经典测量体系中那样的繁缛测量流程，与传统笨重测量仪器或设备相比，GPS 系统重量轻、体系小，从而在一定程度上解决了测量作业人员工作劳动强度。
（六）GPS 系统能够实现全天候作业。GPS 系统能够连续、不中断地实现 24h 实时观测，对于一般自然气候因素的影响非常低。GPS 系统应用在隧道测量作业中，它的优势发挥彰显无遗。并且随着国家各领域科研事业的技术成果的不断完善，诸如一些高等级、高程长大隧道也就越多，用传统常规的测量方法已经很难满足其测量需求了，而 GPS 自由的优势及测量特点的发挥，已经使得它广泛受用在公路、铁路等交通事业领域中。而像一些国家重点隧道工程显然早已应用了GPS 系统，如秦岭隧道、军都山隧道、云台山隧道等工程中都运用了 GPS 系统中的强大测量技术，为国家与社会带来了巨大社会效益与投资价值。
二、工程实践应用GPS测量体会
（一）GPS测量应用具有一定的先决条件，不能完全取代传统的全站仪和水准仪观测方法，应在能够保证卫星信号和差分信号的前提下因地制宜选择使用，以充分发挥GPS技术的特长。
（二）GPS观测数据精度受多方面因素影响，为提高数据质量，应建立统一的高精度的首级控制网，为传统测量方法提供高精度便利的基础数据。
（三）GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于个别点的选定受地形条件限制，影响对卫星的观测及信号的质量。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。
（四）GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。但起算点的点位精度会影响测量成果的质量，必须保证起算点的点位精度，并联测足够的水准高程点。才能求得满足精度要求的控制成果。检验方法，一是认真查阅这些已知点的等级精度等资料，二是通过高精度的测距仪进行测距和已知点计算的边长进行比对，三是对已知点进行分组约束平差试算，找出匹配的平差精度高的已知点。
（五）在平差计算时要注意GPS计算设置，如改变历元间隔、增大高度截止角、调整有效历元等可以提高基线向量的解算精度，也可提高施工控制网点的点位精度。
（六）对精度要求高，重点工程的GPS控制网的成果的检验，可在其GPS网内布设一级光电测距导线，从其测距导线的坐标闭合的相对精度，检验GPS测量最后的平面控制成果的精度，同时也检验了已知点的相对精度。从平差结果可以看出最弱边均出现在短边上。常规边角网中边和角起到基准传算的作用。因此规定边长尽量一致，平差后用最弱边相对中误差作为评定精度的一项重要指标。
三、结语
综上所述，GPS 系统在隧道测量作业工程中具备的优势是一些传统设备所无法比拟的。但在实际测量作业时，同样要做好充足准备，确立出优秀设计方案，衡量好平差精度优异、约束平差、异步环等指标。这样，才能保障实际测量数据的精准度，保证隧道贯通后的实际情况与估算时的数据出入控制在可控范畴内，真正印证 GPS隧道控制测量的可行性。
参考文献
[1] 张福榮.GPS 在隧道控制测量中的应用[J].内江科技，2008（6）：51-54.
[2] 郭志强.基于 GPS 的秦岭特长隧道控制测量技术研究[J].科技资讯，2009（15）：67-69.
[3] 赵铁怀.GPS 技术在关角特长隧道控制测量中的应用[J].中国新技术新产品，2009（12）：14.
关键词：GPS;隧道测量;应用
GPS 全球定位技术的诞生，为我国诸多科技研究领域提供了技术支持与有力保障。并随着近些年 GPS 技术的全面发展与完善，在测绘与导航等相关研究产业中掀起了一场深刻革命。与传统工程测量相比，既具备传统测量作业的稳定性，也具备当系统操作时的灵活性与实用性特点，即操作方便、精准度较高。尤其是对于需要精准测量的施工性作业领域中，它往往不需要通视，同时对网的条件、要求也较低。因此，如果把GPS 技术应用在隧道工程中，其所具备的技术优势与实用性特点是其他测绘工具、设备、器具等所无法比拟的。即在隧道测量中加强对 GPS 的应用与研究所具备的指导意义与实用价值重大，是一般测量技术无法比拟的。
一、GPS系统在隧道测量中的优点
总的来说，GPS 技术结合外业观测非常灵活与实用，一般都能很轻易就能达到厘米级，甚至用于大坝变形的 GPS 技术监测接受到的反馈信息能达到毫米级与亚毫米级。即测量作业的精度要求在 GPS 系统中体现的淋漓尽致，能够完全实现全天候 24h 实时观测。另外，它完全不受自然气候因素，如刮风、雷雨、大雪等所有影响，一样能高效完成观测、测量作业。并且，在应用效益方面，它的技术优势显著，具体的说有如下的几点优点：
（一）观测时站与站之间并不需求通视。通视要求降低，能够减少测量作业的效益成本，并节约作业时间。与此同时，更利于点位的选择与分析，应用灵活。
（二）定位精度高。一般来说，在 50km 范畴内的基线上，其相对作业精度能够控制在 1×10-6～2×10-6之间，并且会随着时间的延长，其精度控制愈加准确。这显然优于传统精度控制形式，是一般测量作业实行手段所无法比拟的。
（三）观测时间短。以往，采用的经典静态定位方法完成的作业效率相对较高，它主要根据一条基线的相对定位所用时间，结合不同精度控制指标去进行作业，一般完成观测的时间为1h-3h 之间。但是，与目前的定位短基线方式相比，其观测时间还是略微长些。所以近些年观测定位所采用的是短基线快速定位方法，其观测时间仅仅需要几分钟就能达到早先静态定位法一样的工作成效。
（四）三维坐标更精准。为了使得 GPS 系统在隧道测量中的作业效率更高，GPS 观测成果同时提供了三维坐标，通过它能够使得平面位置的测量更加准确的同时，还使得测量所需的大地高程更为准确。所以，这就为研究大地水准面的不规则形状与作业所需的地面点高程测量提供了新的契机。
（五）GPS 系统操作便捷。GPS 系统应用到隧道测量中，无需经典测量体系中那样的繁缛测量流程，与传统笨重测量仪器或设备相比，GPS 系统重量轻、体系小，从而在一定程度上解决了测量作业人员工作劳动强度。
（六）GPS 系统能够实现全天候作业。GPS 系统能够连续、不中断地实现 24h 实时观测，对于一般自然气候因素的影响非常低。GPS 系统应用在隧道测量作业中，它的优势发挥彰显无遗。并且随着国家各领域科研事业的技术成果的不断完善，诸如一些高等级、高程长大隧道也就越多，用传统常规的测量方法已经很难满足其测量需求了，而 GPS 自由的优势及测量特点的发挥，已经使得它广泛受用在公路、铁路等交通事业领域中。而像一些国家重点隧道工程显然早已应用了GPS 系统，如秦岭隧道、军都山隧道、云台山隧道等工程中都运用了 GPS 系统中的强大测量技术，为国家与社会带来了巨大社会效益与投资价值。
二、工程实践应用GPS测量体会
（一）GPS测量应用具有一定的先决条件，不能完全取代传统的全站仪和水准仪观测方法，应在能够保证卫星信号和差分信号的前提下因地制宜选择使用，以充分发挥GPS技术的特长。
（二）GPS观测数据精度受多方面因素影响，为提高数据质量，应建立统一的高精度的首级控制网，为传统测量方法提供高精度便利的基础数据。
（三）GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于个别点的选定受地形条件限制，影响对卫星的观测及信号的质量。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。
（四）GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。但起算点的点位精度会影响测量成果的质量，必须保证起算点的点位精度，并联测足够的水准高程点。才能求得满足精度要求的控制成果。检验方法，一是认真查阅这些已知点的等级精度等资料，二是通过高精度的测距仪进行测距和已知点计算的边长进行比对，三是对已知点进行分组约束平差试算，找出匹配的平差精度高的已知点。
（五）在平差计算时要注意GPS计算设置，如改变历元间隔、增大高度截止角、调整有效历元等可以提高基线向量的解算精度，也可提高施工控制网点的点位精度。
（六）对精度要求高，重点工程的GPS控制网的成果的检验，可在其GPS网内布设一级光电测距导线，从其测距导线的坐标闭合的相对精度，检验GPS测量最后的平面控制成果的精度，同时也检验了已知点的相对精度。从平差结果可以看出最弱边均出现在短边上。常规边角网中边和角起到基准传算的作用。因此规定边长尽量一致，平差后用最弱边相对中误差作为评定精度的一项重要指标。
三、结语
综上所述，GPS 系统在隧道测量作业工程中具备的优势是一些传统设备所无法比拟的。但在实际测量作业时，同样要做好充足准备，确立出优秀设计方案，衡量好平差精度优异、约束平差、异步环等指标。这样，才能保障实际测量数据的精准度，保证隧道贯通后的实际情况与估算时的数据出入控制在可控范畴内，真正印证 GPS隧道控制测量的可行性。
参考文献
[1] 张福榮.GPS 在隧道控制测量中的应用[J].内江科技，2008（6）：51-54.
[2] 郭志强.基于 GPS 的秦岭特长隧道控制测量技术研究[J].科技资讯，2009（15）：67-69.
[3] 赵铁怀.GPS 技术在关角特长隧道控制测量中的应用[J].中国新技术新产品，2009（12）：14.