GPS－RTK技術在蘭新鐵路勘測定界中的應用

汪永紅

（甘肅省國土資源規劃研究院，甘肅 蘭州 730000）

土地勘測定界（簡稱勘測定界），是根據土地征收、征用、劃撥、出讓、農用地轉用、土地利用規劃及土地開發、整理、復墾等工作需要，實地界定土地使用范圍、測定界址位置、調繪土地利用現狀，計算用地面積，為國土資源行政主管部門用地審批和地籍管理等提供科學、準確的基礎資料而進行的技術服務性工作。［1］

1 GPS－RTK測量技術概況

GPS－RTK（Real Time kinematic）［2～3］實時動態定位技術是一項以載波相位觀測為基礎的實時差分GPS測量技術，它的基本形式是：以一臺輸入已知WGS－84坐標的GPS接收機作為基準站，對所有可見GPS衛星進行不間斷觀測，將其觀測數據（已知WGS－84坐標及載波相位），通過無線數據傳輸設備發送給流動站（用戶觀測站），在流動站上，另一臺 GPS接收機在接收GPS衛星（與基準站所觀測的衛星為同一組衛星）信號的同時，通過無線數據接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位、實時差分的原理，通過特定軟件，實時地求差并計算出流動站所在點的 WGS－84一維坐標，通過地方坐標轉換參數，換算得出流動站逐點的平面坐標x、y和h，并在電子手簿上實時顯示其坐標及其精度。目前厘米級的RTK技術在控制測量、地形測量、放樣測量中已經被廣泛接受。

2 GPS－RTK測量系統的構成

2.1 衛星信號接收系統

在實時動態定位測量系統中，應至少包含兩臺GPS接收機，分別安置在基準站和流動站上，當基準站同時為多用戶服務時，應采用雙頻GPS接收機，其采樣率與流動站采樣率最高的相一致。

2.2 數據傳輸系統

數據傳輸系統（數據鏈），由基準站的數據發射裝置與流動站數據接收裝置組成，它是實現實時動態測量的關鍵性設備。其穩定性依賴于高頻數據傳輸設備的可靠性與抗干擾性，為了保證足夠的數據傳輸距離及信號強度，一般在基準站還需要附加功率放大設備。

2.3 軟件解算系統

實時動態定位測量的軟件解算系統對于保障實時動態測量結果的精確性與可靠性具有決定性的作用，以載波相位為觀測量的實時動態測量，為實時動態測量的實施奠定了基礎。

實時動態測量的軟件系統，應具有的基本功能是：①快速解算/動態快速解算；②根據相對定位原理，采用一定的數據處理方法（如序貫平差法），實時解算流動站的“WGS－84”坐標；③根據已知的地方坐標轉換參數，進行應用坐標系統的轉換；④解算結果質量與精度評價；⑤測量結果的顯示與繪圖、放樣功能。

3 實證分析

3.1 項目簡介

新建蘭新鐵路以客運為主，兼顧貨運；而現有的蘭新鐵路將改為貨運專線。兩條鐵路相輔相成，既能滿足人們的出行需要，又可拓寬新疆、甘肅、青海以及中亞等地煤炭、棉花等優勢資源運輸通道，使三省區資源優勢盡快轉化為經濟優勢，實現造福各族人民的目的。第二雙線作為亞歐大陸橋鐵路通道的重要組成部分，建成運營后將提升我國和中亞、歐洲等地的鐵路運輸能力，有利于完善我國向西開放格局。這一項目投資估算總額為1 435億元，由鐵道部與新疆、甘肅、青海三省區共同籌資建設，設計時速為200 km/h，蘭州至西寧段、哈密至烏魯木齊段線下預留提速為250 km/h，建設工期5 a。［4～5］

3.2 技術實施

采用RTK線路坐標控制測量模式進行勘測定界，在各控制點處進行坐標轉換；以第四個已知點進行檢核，符合精度要求后馬上開始界址點的放樣和施測。作業組采用“1＋4”的作業方式，基準站1人，流動站3人，其中1人操作儀器，1人打樁，1人記錄，具體采用兩個流動站同時對鐵路左右線進行界址點的放樣和復測。作業過程感覺速度大約是傳統測量的 8～12倍，明顯快于傳統的全站儀測量。

3.3 精度分析

為了驗證其測量精度，將GPS－RTK測量部分結果與全站儀測量結果進行對比，由表1可知，兩者的誤差在控制范圍之內。

表1 GPS－RTK與全站儀測量結果精度對比

4 結束語

綜上所述，GPS－RTK測量技術在蘭新鐵路土地勘測定界中得到很好的應用，測量精度達到規范要求。其優勢在各測量點間不需要通視，不僅快速、方便、不受地形限制，而且還省時、省力、提高了工作效率；另一方面由于基站和移動站間作用距離可達到10 km左右，保證了移動站所測各點幾乎具有同等的精度，避免了全站儀測量中因不通視而頻繁轉站帶來的誤差積累。

1 《土地勘測定界規程》（TD/T1008－2007）

2 張正祿.工程測量學［M］.武漢：武漢大學出版社，2005

3 周立.GPS－RTK流動站誤差影響分析與對策［J］.測繪通報，2006（4）：65～66

4 賀占軍.蘭新鐵路第二雙線開建設計時速200公里.新華網，2009

5 楊鐵利.GPS－RTK在高速公路定線測量中的不確定性研究［J］.內蒙古師范大學學報，2007（1）：25～26