Use of gyrotheodolitein underground control network

• Main Author: Lewen, Ingemar
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Geodesi och satellitpositionering 2006
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-199844

Detta examensarbete omfattar en studie av gyroskop och gyroteodolit,byggnät i tunnlar samt en närmare studie av geodetiska referensnät ochmätmetoder i projekt Hallandsås.Projekt Hallandsås är ett järnvägsprojekt genom Hallandsås i södra Sverigedär två, 9 km långa parallella tunnlar ska byggas. Den nya järnvägen genomtunnlarna kommer att jämna ut en nuvarande svår järnvägssträckning av denvästra stambanan över åsen. Tunneln kommer att byggas med hjälp av enTunnelborrningsmaskin (TBM).Noggrannhetskraven för geodetiska referensnät i tunnlar är högt satta och iprojekt där TBM används är den ännu högre. Det totala genomslagsfelet iProjekt Hallandsås får ej överstiga ± 100 mm. Endast hälften av detta fåranvändas för osäkerhet i byggnät, dvs ± 50 mm. Möjligheten till att göranoggranna mätningar och etablera referensnät med hög noggrannhet ärbegränsade i tunnlarna. I normalfallet, när konstruktioner skall uppföras påmarkytan etableras först ett specifikt geodetiskt byggplatsnät. Detta nätansluts mot nationella stomnät eller andra regionala stomnät som omsluterbyggplatsen. När en tunnel skall byggas är det också möjligt att konstruera ettövergripande stomnät för tunnelprojektet. Det är när dessa nät skall förtätas tillbygg- och bruksnät som skillnaderna börjar. När byggnation sker på markytanär det möjligt att även ansluta och utjämna dessa underliggande nät motöverordnade punkter som omsluter underliggande nät och därefter kanbyggande påbörjas. Denna sista procedur är ej möjlig när en tunnel skallbyggas.Det finns dock metoder för att optimera byggnät i tunnel. Detta examensarbetekommer att titta närmare på några av dessa metoder, framförallt hur olikanätkonfigurationer påverkar noggrannheten för genomslag samt möjlighetenatt kontrollera näten genom överbestämmande mätningar. Gyroinstrumentet,korrekt använt är en av de viktigaste metoderna för att både kontrollera ochförbättra noggrannheten i ett byggnät i tunnel.Studierna i detta examensarbete kommer att påvisa att genomslagsfelet i ettflygande polygontåg förbättras avsevärt av gyromätningar, även ett meröverbestämt nät förbättras, dock inte lika mycket. Vi kommer också att se attgyromätningar spelar en avgörande roll för kontrollerbarheten hos ett flygandepolygontåg även om ett mer överbestämt nät alltid kommer att vara bättre närdet gäller att söka efter och eliminera fel.Detta examensarbete behandlar endast mätningar i plana koordinatsystem. === This thesis comprises a study of the gyroscope and the gyrotheodolite, tunnelcontrol networks and a case study of geodetic reference networks and surveymethods in the Project Hallandsås.The Project Hallandsås is a railroad tunnel project through the ridge ofHallandsås in the south of Sweden. Two parallel, 9 kilometres long, tunnelsare to be constructed. The railway through these tunnels will smootht a difficultsection of the Swedish main western railroad. The tunnel is excavated andlined with enforced concrete using a Tunnel Boring Machine (TBM).The demands of accuracy of geodetic reference networks in a tunnel projectare high and in projects using TBM: s, even higher. The total breakthroughaccuracy in Project Hallandsås is ± 100 mm. Of this the surveys may use halfof this tolerance, i.e. ± 50 mm. The possibility to do accurate surveys andestablish accurate reference network are limited. In the normal case whenconstruction takes place on the surface, the first thing that is done is toestablish a site-specific geodetic network. The networks are connected tonational networks or other regional networks surrounding the construction site.To have a superordinate site-specific geodetic network is also possible for atunnel project. The differences begin with the establishment ofworking/construction networks below the superordinate network throughdensification of higher project networks. In the surface construction case it ispossible to connect the surveys to points that surround the construction areaand once the networks are adjusted and checked for errors toward all points,construction may begin. This last procedure is not possible when a tunnel isexcavated.However, there are methods to optimise the tunnel control network. Thisthesis will look at some of these methods, particularly on how differentconfigurations of network affect the breakthrough accuracy and possibility tocheck the networks through redundant surveys. The gyro instrument, correctlyused, is one of the most important methods to both check and improve theaccuracy of the tunnel control network.The studies in this thesis will show that the breakthrough error of an openendedtraverse is much improved by using gyro observations, and that a moreredundant network is also improved but to a lower degree. We will also seethat the gyro observations plays a significant role in checking the open-endedtraverse for errors even though more redundant network will always be betterfor the checking and elimination of errors.This thesis will only discuss surveys in the plane coordinate system.