基于垂线偏差改正的隧道横向贯通误差计算研究

针对《高速铁路工程测量规范》中对隧道洞内外水平方向值不做垂线偏差改正的问题,本文给出一种考虑垂线偏差改正计算隧道横向贯通误差的方法。根据布设于某地区全长约13km的模拟隧道控制网实测数据,分别采用GNSS(Global Navigation Satellite System)水准测量法与地球重力场模型法计算测区垂线偏差值,并利用误差传播定律推导由重力场模型所计算的垂线偏差分量中误差。采用基于不同方法计算出的垂线偏差值对实验网进行垂线偏差改正,对比分析实验网Y坐标闭合差和隧道横向贯通误差等指标。研究表明,洞内导线测量受垂线偏差的影响极小,无需进行垂线偏差改正;利用GNSS水准测量法和地球重力场模型计算的垂线偏差值对进洞联系边水平方向测量值进行改正,两种方法均能在一定程度上减小隧道横向贯通误差,且GNSS水准测量方法优于部分地球重力场模型,而EGM2008模型的效果最优。建议在隧道工程测量中,垂线偏差改正值超过0.5″的水平方向值应顾及垂线偏差改正。

关于水准测量高差重力异常改正方法的探讨

为了实现在没有条件实测重力和检索布格重力异常数据库的地区进行水准测量高差的重力异常改正,满足水准测量闭合差的限差要求,本文利用多种重力场模型计算的空间重力异常和不同插值方法得到的布格重力异常,对某隧道水准测量高差进行重力异常改正。根据误差传播定律计算重力异常中误差,分析三种不同正常重力平均值的计算公式对水准测量闭合差的影响。实例计算结果表明,在所有外业限差满足要求,但水准测量闭合差仍然超限的情况下,通过利用重力场模型和布格重力异常计算的重力异常改正对高差测量值进行改正后,两种方法均能使闭合差满足限差要求,部分布格重力异常插值方法优于重力场模型。同时验证三种重力异常改正的近似公式对结果影响并不大,可基于实际情况采用不同的公式进行计算。以上结论可为地形起伏较大地区的水准测量重力异常改正计算提供参考。