RTK技術(shù)在鐵路工程測量中的應(yīng)用探析

李 斌

中鐵二十一局第四工程有限公司

RTK技術(shù)在鐵路工程測量中的應(yīng)用探析

李 斌

中鐵二十一局第四工程有限公司

現(xiàn)如今，我國鐵路測量廣泛運用電子全站儀等先進(jìn)設(shè)備，但是，橫向通視和作業(yè)條件大大制約了電子全站儀的作用。RTK技術(shù)是一種全新的、高效的動態(tài)測量模式，有著作業(yè)方法便捷、工作效率高、定位精準(zhǔn)且誤差累積少的特點。它還能全天候測量，可以大幅度減少測量工作量與工作人員，已被廣泛運用到鐵路工程測量中。論文從RTK定位與作業(yè)流程、技術(shù)特點以及該項技術(shù)在鐵路工程測量中的具體應(yīng)用等幾個方面進(jìn)行闡述，以期為此項技術(shù)的進(jìn)一步推廣運用提出參考建議。

RTK技術(shù)；鐵路工程；測量；應(yīng)用；探析

1 RTK定位與作業(yè)流程

1.1 RTK定位

1)選擇基準(zhǔn)站。為確保鐵路工程測量的準(zhǔn)確性，首要工作是依據(jù)工程實際情況，收集掌握工程場地周圍高等級的已知控制點及控制點投影參數(shù)——參考橢球、基準(zhǔn)面、中央子午線以及投影面大地高，并核準(zhǔn)這些控制點，以保證這些控制點的精準(zhǔn)性達(dá)到工程施工的要求。通常情況下，收集到的控制點密度是不足以滿足施工需要。所以，需要根據(jù)工程的實際情況，在測區(qū)內(nèi)增設(shè)控制點，聯(lián)測坐標(biāo)和高程。使用RTK技術(shù)測量前，依據(jù)工程的實際情況，挑選合適的基準(zhǔn)站設(shè)置點，并在上面安裝接收機，設(shè)置好相關(guān)參數(shù)并建立數(shù)據(jù)通訊。

2)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)。一般來說，工程項目建設(shè)基于對參考橢球的大地坐標(biāo)進(jìn)行高斯投影得到的地方獨立坐標(biāo)體系，RKT得到是基于WGS-84橢球的大地坐標(biāo)。所以，運用RTK測量時，需要求取轉(zhuǎn)換坐標(biāo)基準(zhǔn)參數(shù)。修正RKT參數(shù)時，因為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換通常基于布爾莎七參數(shù)模型，為求取七參數(shù)需要至少3個控制點，為計算殘差需聯(lián)測4個已知點。求解后得到轉(zhuǎn)換坐標(biāo)的參數(shù)，再利用參數(shù)，以測量控制器所確定的定位點工程獨立坐標(biāo)為基礎(chǔ)，進(jìn)行實時計算。

2 RTK測量技術(shù)的特點

與GPS相比，RTK具有的獨特特點體現(xiàn)在測量精度高、實時傳輸三維坐標(biāo)、操作簡單，質(zhì)量更好上。PTK的高程測量精度一般是2cm+1ppm，在平面上一般是1cm+1ppm，大大提高了測量精度。實時性是RTK技術(shù)在水利工程中廣泛使用的另一個原因，RTK技術(shù)在2s內(nèi)就可以實現(xiàn)三維坐標(biāo)，進(jìn)行傳輸。此外，RTK技術(shù)的測量范圍比較廣，作業(yè)距離較遠(yuǎn)，可以涉及更多的區(qū)域，但是RTK技術(shù)形成了高度自動化工程，工人們只需要在設(shè)備工作的時候加以監(jiān)督，儀器自動的就會完成衛(wèi)星的實時跟蹤。所以各個移動站之間就不需要通視，只需要通過數(shù)據(jù)的變化就可以知道，而且它們互相獨立，這樣就很大程度上減少了工人們的勞動時間，提高了工作效率，節(jié)省了成本。

3 RTK在鐵路測量中的具體應(yīng)用

3.1 大比例地形圖的繪制

在鐵路的選線過程中，若道路的等級較高，或線路較長，在選線時使用的地形圖都應(yīng)該是大比例尺的帶狀地形圖。若采用最為傳統(tǒng)的方法對其進(jìn)行檢測，首先要創(chuàng)建控制網(wǎng)，之后還要采取碎部測量的方式，之后還要根據(jù)實際的標(biāo)準(zhǔn)和要求來繪制大比例尺地形圖，人工勞動強度較大，同時效率也比較低。如果使用RTK技術(shù)，在室內(nèi)就可以使用繪圖軟件制成設(shè)計圖。在制圖中只要能夠準(zhǔn)確的采集到坐標(biāo)和屬性信息，就可以完成制圖過程，此外，這種方法簡單易行，采集的速度相對較快，在這一過程中可以節(jié)省很多的時間和人力，在物資投入上也占據(jù)著非常強的優(yōu)勢。

3.2 鐵路測量中的中線或邊坡放樣

在實際的鐵路工程測量中，RTK測量技術(shù)一般多用在線路中線或邊坡的放樣中。放樣工作中只需要一個人就可以完成所有的操作，此外還要將線路的一些重要的參數(shù)輸入到系統(tǒng)當(dāng)中。RTK的外業(yè)控制器就你可以實現(xiàn)放樣的功能，采用這種設(shè)備放樣具有非常明顯的優(yōu)勢，這種方法靈活性更高，一方面能夠按照樁號放樣，一方面也可以按照坐標(biāo)完成放樣工作，同時還能實現(xiàn)二者的互相轉(zhuǎn)化，放樣的過程中，屏幕上還有箭頭，箭頭會顯示出偏移量的大小和偏移的具體方向。這樣一來就可以為放樣工作中隨時移動提供更有利的條件，這樣也有利于控制放樣的誤差，使其保證在允許誤差范圍內(nèi)。另外，基于每個點位在測量中都具有非常強的獨立性，所以在這一過程中也不會產(chǎn)生較大的誤差，每個點之間的精度都會保持較高的統(tǒng)一水平。另外，在測量中，GPS的接收機的信號接收能力較強，只要稍微有一點信號就可以保證信號接受的質(zhì)量和水平。在山區(qū)的測量中可以減少對山區(qū)林木的破壞，還可以減輕測量人員的工作量，加快測量速度，減少測量誤差。需要注意的是，測到一定距離的時候要和鄰近的控制點進(jìn)行坐標(biāo)的核對，同時如果出現(xiàn)了問題，一定要及時采取有效的措施加以處理和改進(jìn)。

3.3 鐵路縱、橫斷面測量

當(dāng)鐵路工程的中線位置被確定以后，鐵路的縱斷面和橫斷面就可以直接由中線樁點的坐標(biāo)來確定，而無需再次進(jìn)行測量。這樣也就使得野外的工作量大大的減少，和傳統(tǒng)的方法相比，這種方法具有非常好的精度，此外，在實用性和經(jīng)濟(jì)性上也有著非常好的表現(xiàn)。

3.4 變形觀測

使用實時GPS動態(tài)變形監(jiān)測網(wǎng)進(jìn)行變形監(jiān)測的過程中，其精度要比其他的控制工程更高，從相關(guān)的實踐活動中我們可以看到，如果采用比較長的時間去觀測，可以分成若干個時段對其進(jìn)行觀測處理，同時還要采用強制對中的方式對其加以控制，長度在4千米以內(nèi)的基線向量其精度可以達(dá)到2-3mm。

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，RTK測量技術(shù)利用其實時、快速、精度高等優(yōu)勢，在鐵路工程中的應(yīng)用開辟出了一種全新高效的測量模式。基于此，文章通過結(jié)合實踐分析了RTK在鐵路工程測量中的實施流程，同時結(jié)合工程實例，系統(tǒng)地探討其在工程中的具體應(yīng)用過程，為同類工程提供參考借鑒。

[1]劉新洪.探討RTK技術(shù)在市政工程測量中的應(yīng)用[J].信息化建設(shè)，2016，02：234.

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[3]張杰.GPSRTK技術(shù)的城市工程測量應(yīng)用研究[J].智能城市，2016，05：72.

[4]鄭嘉立.GPS-RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用——以某工程線路放樣測量為例[J].福建建材，2016，08：71-72.