川藏铁路建设对于改善沿线交通基础设施条件、促进西藏经济社会发展具有重要意义,其全线长度大于30km的隧道有多座,某些隧道长度甚至超过40km,而目前我国尚无40km以上铁路隧道建设及其测量控制的经验。鉴于此,本文针对超长铁路隧道洞内平面控制测量中的一些关键技术问题进行了相应的实验研究及探讨,研究内容主要包括以下几个方面:第一,分析了隧道洞内平面控制网测角误差的主要来源,设计了超长铁路隧道洞内平面控制测量及横向贯通误差仿真计算实验。在顾及对中误差和其他观测值误差影响下,针对导线环网、交叉导线网及自由测站边角交会网这三种网形的隧道洞内平面控制网,分别模拟计算了1″和1.3″两种水平角测角精度情况时20～44km范围内7种长度的铁路隧道洞内横向贯通中误差,并根据仿真计算结果给出了上述两种测角精度情况下20km～44km七种长度的超长铁路隧道洞内横向贯通中误差允许值的推荐值。第二,介绍了悬挂带式陀螺仪的寻北定向原理,设计进行了基于CGTY-2陀螺全站仪的隧道工程控制网方位角测量实验,对陀螺方位角的测量方法及注意事项进行了阐述和总结,计算分析了本次实验中CGTY-2陀螺全站仪观测的陀螺方位角观测值的内、外符合精度,此项研究结果对超长隧道洞内平面控制网如何加测陀螺方位角具有指导意义。第三,分析了垂线偏差对全站仪水平方向观测值的影响,并在西藏某地区进行了模拟的隧道洞内、外平面控制测量实验;利用EGM2008重力场模型计算了洞外控制点的垂线偏差,顾及是否对进洞联系边的全站仪水平方向观测值进行垂线偏差改正,分析了高原地区垂线偏差对隧道横向贯通误差的影响。经实验验证,当进洞联系边控制点间高差较大时,为提高隧道洞内旁点导线网测量精度而减小隧道横向贯通误差,需对进洞联系测量边全站仪水平方向观测值进行垂线偏差改正。第四,设计开展了超长隧道洞内平面控制测量模拟实验,主要包括实验网的设计、实验网观测精度的确定及控制点选点和埋点。通过对实验场环线公路上布设的交叉导线网的多次循环测量,以模拟特长和超长隧道的洞内平面控制网,计算分析了不同长度的模拟隧道洞内交叉导线网水平角、水平距离的实测精度以及验后的横向贯通精度情况。