GPS測繪技術在鐵路測量工作中的發展

李亞男

(同煤集團鐵路運營有限公司礦山鐵路分公司，山西 大同 037003)

0 前 言

當前，我國正處于一個高速發展的階段，無論是社會發展建設還是經濟科學技術的進步，都是我國快速發展的生動體現。高速鐵路是交通運輸中重要的組成部分之一，對于社會的發展進步有著重要的作用和價值。在高速發展的背景下，我國社會各行各業的生產建設活動以及民眾的日常生活出行，對于鐵路的需求和要求越來越高。在鐵路建設中，鐵路測量工作是極其關鍵的環節和部分。在目前我國鐵路測量工作中，傳統測量手段在鐵路不斷發展的背景下，其弊端和不足逐漸顯露出來。GPS測繪技術作為近些年來高速發展的一種新型測繪技術，有著多種優勢，將其應用在鐵路測量工作中，可以很好地幫助測量工作高效、高質量的開展。因此，本文對GPS測繪技術在鐵路測量工作中的發展進行分析研究，有著現實的價值和意義。

1 GPS測繪技術概述

GPS,即Global Positioning System，全球定位系統，其最早是美國國防部為了軍事行動和軍事秘密所使用的一種測繪技術。早在1973年，美國即組織相應的專家學者研發出了軍用的導航定位系統，但是在當時，這一技術處于保密階段。到了20世紀80年代，GPS技術逐步實現了商品化，這項技術得以快速推廣。利用GPS全球定位系統，用戶可以在全球范圍內實現實時連續的三維定位測速導航。而將GPS技術應用在測繪中，形成GPS測繪技術，則有著定位方法精度高、測量準確、方便靈活等多方面的優點。除此之外，GPS測繪技術在鐵路測量中的運用，能夠規范鐵路測量，為測量工作提供技術支持，節省人力資源。

GPS測繪技術按照實際測繪測量的待定點狀態可以分為靜態定位和動態定位兩種類型。靜態定位主要指的是測量位置固定，不會發生空間位置上的變化變動，例如在高空中利用GPS技術對大地表面的附著物進行測繪。而動態定位主要指的是待定點在實際的測繪測量工作中空間上的位置是不斷變化的，在一定的運動載體上如GPS在鐵路車輛的運用。除此之外，近些年來，GPS技術的發展，催生出了一種新的定位類型，即快速靜態定位。快速靜態定位顧名思義，相較于靜態定位，其所需要花費的時間更短，能夠在有限的時間內快速獲取坐標位置，但是這一定位方式，犧牲了一定的定位精度和可信度。

2 GPS測繪技術在鐵路測量中的運用

2.1 動態定位模式測量

動態定位模式測量技術是依據載波，根據載波相位觀測值對GPS技術實時進行分析。在動態定位模式測量中，其測量系統主要由流動站和基準站兩部分組成，在實際的應用過程中，基準點是一個點位精度較高的首級控制點，參考站則是接收機。當GPS測繪的設備裝置安裝完成后，需要連續觀測GPS衛星動態進展，根據接收衛星的所傳遞的數據信息，經過分析得到流動站的測量精度以及三維坐標。

在鐵路的測量工作中，利用實時動態模式測量，能夠對鐵路中正在工作的鐵路車輛環境情況進行分析，為鐵路的運行行駛提供保障。對于動態定位模式測量而言，RTK技術也已經有著廣泛地實際應用，一般來說，GPS-RTK技術在鐵路測量中的運用主要過程步驟和表現為：①監理測區控制網，規劃鐵路的路線，設計平面控制網，同時考慮到天氣條件對于定位測量工作的影響；②雙頻接收機的選擇設置與預測的結果相關，用于靜態測量的工作中，可以根據控制網中設計的已知點與國家聯網獲得控制點的坐標，從而獲得相關的需要的數據信息；③鐵路路線的測量利用專業的電腦軟件，通過GPS的數據傳輸，在電腦和衛星之間進行相互傳遞，提高GPS測繪和鐵路測量的精度。

2.2 靜態或快速靜態定位模式測量

在鐵路的測量之中，首級控制網絡來控制線路的走向，從而使測量工作的下一階段能夠更加順利、方便地進行開展，這樣的情況是針對于等級較高的鐵路而言。對于一般的鐵路線路而言，首級控制網絡的測量沒有規范的規則和規定。但是現在我國的鐵路線中，三角點損毀情況較為嚴重的情況下，全站儀測量導線需要保持在30 km內，確保無法找到國家三角點。因此，在較高的GPS測繪技術支持的高測量精度下，需要挑選較為稀少的國家三角點，獲得等級較低的加密點后，將鐵路導線點聯測到加密的等級點上。在鐵路的測量中，由于全站儀往往會受到惡劣自然環境的影響，實施的過程較為困難，工作量巨大。在這樣的情況下，GPS靜態或者快速靜態定位模式有著極大的運用價值。

3 GPS測繪技術在鐵路測量中的發展應用前景

相對測試定位通過載波相位測量局域差分法實現：在接收機中求一次差，在接收機和衛星觀測之間求二次差，通過兩次差分的不同計算出待定基線的長度；在這個的過程中，求解整周模糊度是其關鍵技術和要點，根據算法模型，設計靜態、快速靜態、動態以及RTK等作業模式。靜態作業主要用于地殼變形觀測、大地表面觀測、大壩變形觀測等方面的高精度觀測；快速靜態測量則有著高效的特點，其作業的效率毫無疑問是最高的，雖然精度相對較差，但是厘米級的精度也能夠廣泛地應用于一般的工程測量中；動態測量則在鐵路的實際行駛過程中有著廣泛的應用，能夠有效地幫助鐵路的實際行駛工作開展運行；RTK測量則憑借其快速實時、同樣厘米級別的精度，能夠應用于鐵路數據的采集測量和工程放樣中。

隨著我國國民經濟的飛速發展，我國鐵路的需求不斷上升，鐵路的建設迎來了前所未有的發展機遇，這對于鐵路測量工作提出了更高的要求。隨著鐵路建設設計和測繪行業軟硬件設備器材的發展進步，鐵路測量已經基本實現了CAD化，還有一部分的鐵路測量工作中，通過GPS測繪技術的靈活應用和融合，實現了數字化、信息化。

4 GPS測繪技術在鐵路測量中的發展建議

隨著科技手段進步，我國測繪通過技術改造和創新，GPS測繪已經進入到了廣泛普及、實際應用的階段。雖然我國GPS測繪技術發展迅速，在鐵路測量中也有著極大的應用價值和意義。但是相較于國際先進水平，仍有著一定的差距，具體表現在空間數據獲取的資源手段匱乏、新技術在鐵路測量中受實際環境影響因素大等。因此，我國GPS測繪技術在鐵路測量中，還有著廣闊的發展空間。對此，本文提出了一些GPS測繪技術在鐵路測量中的發展建議如下：①要加強專業高素質人才培養，建立相關的產學研體系，對現階段已經工作的相關人員，加強專業的培訓，更多的專業測繪人才掌握最為先進的GPS測繪技術，便于在實際的鐵路測量中進行應用；②要加大測繪技術創新，在傳統測繪技術的基礎上，以GPS技術為創新的切入點，進行深入的挖掘和創新，讓新技術能夠適用到實際的鐵路測量需要中；③要加大GPS測繪宣傳力度，通過大力宣傳推廣，讓社會了解GPS測繪技術的巨大作用和廣闊空間，從而推動GPS測繪技術乃至眾多行業領域的發展。

5 結 語

在我國鐵路測量工作的需求愈發提升，相關要求不斷提高的背景下，應用新型的GPS測繪工作對于提升鐵路測量工作的效率和質量有著關鍵的作用和價值。本文以此出發進行分析研究，對GPS測繪技術在鐵路測量工作中的應用與發展進行闡述，希望有助于我國測繪工作和鐵路建設的發展。

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