GPS在鐵路工程測量中的應用及發展趨勢

劉慶功

新疆鐵道職業技術學院 新疆 哈密 839000

正文：

前言

近些年來,隨著我國經濟和社會的不斷發展和進步，以及相關科學技術水平的不斷提升，鐵路行業在我國得到了快速發展和進步，鐵路行業的快速發展對鐵路測量工作帶來了更大的挑戰，對相關測量工作提出了更高的要求。目前，我國在鐵路測量方面運用了各種先進的儀器和設備，但是它們在具體應用的過程中都存在著相應的問題，最終導致測量工作的效率和精度不高，在具體測量工作過程中勞動強度較大。隨著GPS技術在我國快速的發展和進步，它在鐵路測量方面具有一定的優勢和特點，比如在具體的測量工作過程中，工作效率比較高，測量結果質量比較高以及能夠對道路進行精準的定位等特點，最終使得GPS技術在工程測量領域得到了廣泛的應用和推廣，尤其是RTK技術在鐵路具體的測量工作中發揮了不可忽視的作用。

1 GPS技術概述

（1）通常GPS技術往往也被專業人士叫做全球定位系統，其作用就是可以在實施工程測量工作的時候對地理空間距離實施精準的測量，并且借助信息系統對測量取得的所有的信息實施綜合研究，進而更好的確保測量信息的質量，為后期的工程建造提供必要的準確的數據依據。GPS技術的運行原理其實質就是借助將GPS接收設備放置在既定的位置上，之后借助GPS衛星來發射信號，借助專業的技術以及電子機械來對接收到的信息實施綜合分析和加工，這樣就能夠準確的判斷GPS接收設備的詳細位置。GPS技術通常涉及到兩種坐標系統，并且它們可以實現互相轉換，這樣就能夠更加精準的對控制點的實際位置實施確定，進而有效的提升工程測量工作的質量和效果。

（2）除了上述內容之外，GPS技術也可以結合實際的操作次那個是來完成不同的定位形式的確定，也就是絕對定位以及相對定位，其中前者其實質就是說借助原有的經緯度以及實際的高度等相關資料，對空間坐標的位置加以準確的推斷。其次，GPS技術對于操作人員的技術水平的要求不高，在實際操作的時候整個過程更加的簡單易行。

2 GPS測量技術的優點

2.1 測站之間無需通視

測站間之間的通視長期以來都是困擾測量工作的主要問題。GPS具備的優越性能夠促使選點工作更加的簡單。但是測站上空的空間需要保證足夠的寬廣，這樣就不會對GPS信號的接收造型阻礙。

2.2 定位精度高

一般雙頻GPS接收機基線解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標稱精度為5mm+5ppm，GPS測量精度與紅外儀相當。大量實驗證明，在小于50公里的基線上，其相對定位精度可達12×10-6，而在100～500公里的基線上可達10-6～10-7。

2.3 觀測時間短

借助GPS控制網絡的時候，所有的測站進行觀測的時候，持續時長保證在三十到四十分鐘左右。

2.4 提供三維坐標

GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時，可以精確測定觀測站的大地高程。

2.5 操作簡便

GPS測量的自動化程度很高。目前GPS接收機已趨小型化和操作傻瓜化，觀測人員只需將天線對中、整平，量取天線高打開電源即可進行自動觀測。

3 GPS-RTK在鐵路測量中的實際運用

3.1 控制測量

在大致取得該鐵路線路的起點和終點位置時，相關測量人員需要在道路合適的位置選擇相應的控制點，該線路的控制點不止一個。他們在選擇道路控制點時一要注意一些細節，控制點要盡量遠離一些干擾源，比如一些大型的建筑物、池塘以及高壓電線桿等。在高斯投影上其顯示的道路線路和我們實際的道路路線在一定程度范圍內存在著一定的變形誤差，因此，3度帶在一定程度范圍內就不能夠滿足相應的要求，因為其精度達不到測量具體的要求，該方面現象在高速鐵路測量中尤為突出。在鐵路測量工作過程中運用RTK技術能夠獲得一定的好處，它可以在一定程度范圍內對鐵路路線進行高精度的定位，從而能夠在一定程度范圍內進一步提高工人具體工作的效率，同時也能夠進一步提高具體的測量結果質量，節約大量的勞動時間，進一步降低勞動者的勞動強度。在整條鐵路路線過程中具有多個測量站，但是測量站之間不需要進行相應的通視,所以在一定程度范圍內進一步保證了鐵路測量工作的簡單以及方便。

3.2 既有線路的復測

在對鐵路路線進行具體的測量的過程中，我們以往就是利用丈量鋼卷尺對鐵路里程進行詳細的測量，一般情況下，相關測量工作人員都是利用水準儀對道路高程進行相關的測量，然后采取經緯儀對鐵路中線的位置也有相關測量。但是采用以上的測量方法對鐵路路線進行測量的過程中存在著一系列的問題和缺陷，比如該測量過程中需要大量的測量工作人員，測量工作人員的具體勞動強度比較大，所測量數據的精度和質量不高，并且在具體測量過程中對相關測量工作人員的安全缺乏一定的保證。近年來，隨著我國經濟和社會的不斷發展和進步，以及科學技術水平的不斷提升，當今相關的測量單位已經采用比較先進的科學技術對道路路線進行相關的測量，比如全站儀等先進的科學測量儀器。但是像全站儀等先進的儀器在具體的應用過程中還是存在一系列的問題和缺陷，比如在具體的測量工作過程中進度比較緩慢，并且該儀器在具體的測量工作過程中受氣候天氣等外界因素的影響比較大。而將RTK技術應用于既有線路復測上取得的具體測量結果比較理想，該技術在具體應用的過程中操作比較簡單，測量速度和以往的儀器相比具有較大的提升，同時還可以節約大量的勞動人員，進一步節省在測量工作中的成本，該技術能夠進一步保證測量工作的效率和質量，并且在具體測量過程中對相關工作人員的安全具有一定的保障性。最終，RTK技術將在一定程度范圍內進一步推進了線路改建設計三維CAD系統的飛速發展。

4 結束語

綜上所述，GPS技術具有數據準確性高、外業工作效率高等優勢，隨著其在鐵路工程測量的實踐工作的應用實踐，從中不斷總結出GPS技術在鐵路工程測量中應用的新思路和新技術，從而不斷對其進行工作方法和作業流程的創新和細化，促進GPS技術在鐵路工程測量外業工作中的可操作性，并提高數據處理的效率，由此可以充分看出GPS技術在鐵路工程測量中具有廣闊的發展前景。