馮振科

摘 要：RTK技術(shù)是鐵路測(cè)量中的一種全新的，高效的測(cè)量模式，能夠進(jìn)行全天候的測(cè)量，同時(shí)能夠大大減少測(cè)量的工作量和人員數(shù)量，因此在鐵路測(cè)量工程測(cè)量工程中廣泛應(yīng)用。本文筆者將對(duì)RTK測(cè)量技術(shù)進(jìn)行介紹，并結(jié)合具體的鐵路工程實(shí)例，簡要探討RTK測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù) 鐵路工程 工程測(cè)量

中圖分類號(hào)：TB22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（a）-0044-01

在鐵路工程的測(cè)量施工中，傳統(tǒng)的地面測(cè)繪技術(shù)主要是利用電子全站儀、水準(zhǔn)儀等地面測(cè)量儀器，同時(shí)采用其他測(cè)量工具進(jìn)行輔助。這種地面測(cè)繪技術(shù)需要投入較多的測(cè)量人員和儀器設(shè)備，同時(shí)大多需要進(jìn)行野外的施工，并且工作效率較低，在測(cè)量中往往會(huì)出現(xiàn)誤差累計(jì)的問題，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量效果不夠理想，無法進(jìn)行全自動(dòng)化的作業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來出現(xiàn)了一種全新、高效的測(cè)量模式—GPS-RTK定位技術(shù)，這種測(cè)量技術(shù)具有實(shí)時(shí)、快速、精度高、控制點(diǎn)少、野外工作量少以及自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)地面測(cè)繪技術(shù)在通行和通視方面的局限性。顯然，RTK定位技術(shù)在鐵路工程中的應(yīng)用開辟出了一種全新的，高效的測(cè)量模式。

1 RTK定位方法以及作業(yè)流程

1.1 GPS-RTK定位的作業(yè)流程

（1）基準(zhǔn)站的設(shè)置。為了能準(zhǔn)確地進(jìn)行鐵路工程的測(cè)量，首先應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況，收集工程場(chǎng)地附近的高等級(jí)已知控制點(diǎn)，并對(duì)這些已知控制點(diǎn)進(jìn)行校核，以確保控制點(diǎn)的精確性能夠符合工程使用的要求。但是在大多數(shù)情況下，僅僅采用收集得到的控制點(diǎn)是不便于直接在工程中進(jìn)行使用的，因此應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際情況而需要在測(cè)量區(qū)域內(nèi)加設(shè)控制點(diǎn)、聯(lián)測(cè)坐標(biāo)和高程。在進(jìn)行RTK測(cè)量之前應(yīng)根據(jù)工程情況，選擇合適的基準(zhǔn)站設(shè)置地點(diǎn)，并在其上安置接收機(jī)，同時(shí)對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。（2）坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。通常情況下，對(duì)于工程項(xiàng)目的建設(shè)，往往都是在地方獨(dú)立坐標(biāo)系中進(jìn)行的，因此在進(jìn)行RTK測(cè)量時(shí)應(yīng)對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。利用至少三個(gè)控制點(diǎn)對(duì)RTK參數(shù)進(jìn)行修正，其中必須求得七參數(shù)，求解得到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)之后，通過可以利用參數(shù)，即可根據(jù)參數(shù)利用測(cè)量控制器實(shí)現(xiàn)定位點(diǎn)工程獨(dú)立坐標(biāo)的實(shí)時(shí)解算。（3）流動(dòng)站測(cè)量定位。當(dāng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)確認(rèn)無誤之后，即可根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量定位放樣和測(cè)繪工作。

1.2 GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)

（1）采用這種測(cè)量技術(shù)可以大大的減少控制點(diǎn)的布設(shè)數(shù)量，減輕工作量。（2）可以實(shí)現(xiàn)全天候的實(shí)時(shí)觀測(cè)。（3）根據(jù)不同的精度要求可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。（4）測(cè)量過程較為直觀。（5）在地形起伏較大，同時(shí)植被較密集的地區(qū)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，在通行和通視方面均存在問題，而采用這種技術(shù)可以很好的解決這些問題。（6）不需要較多的工作人員進(jìn)行作業(yè)。

2 工程概況

本工程為某鐵路工程，其長度為12 km，路線穿過一森林公園，沿線具有較為密集的植被，同時(shí)地方復(fù)雜，高差較大，最大之處可達(dá)到400 m。本鐵路工程主要有隧道、橋梁、路基等分項(xiàng)工程組成，其中隧道的數(shù)量一共有11座，總長為7849 m，匝道橋長一共為5393 m，橋梁和隧道的連接路線長度一共為1500 m。鑒于工程所在地地形情況以及工程本身所具有的復(fù)雜性，本工程的測(cè)量工程具有一定的難度，同時(shí)本工程工期較為緊張，這又進(jìn)一步加大了本工程測(cè)量作業(yè)的難度。

3 測(cè)量方法和步驟

3.1 基準(zhǔn)站的設(shè)備

由于所收集到的高等級(jí)已知控制點(diǎn)的距離本工程路線較遠(yuǎn)，因此根據(jù)規(guī)范的要求，需要在本工程路線附近布測(cè)平面控制點(diǎn)，一共布設(shè)15個(gè)，兼作為高程控制點(diǎn)，用作GPS基準(zhǔn)站。在進(jìn)行控制點(diǎn)的布設(shè)時(shí)，是按照C級(jí)GPS靜態(tài)相對(duì)測(cè)量精度施測(cè)，同時(shí)按照三等精度聯(lián)測(cè)水準(zhǔn)高程。相鄰控制點(diǎn)之間的平均間距為1 km左右，而最大的間距可達(dá)到3 km左右。

3.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的確定

由于本工程所處的地理?xiàng)l件較為復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的地面測(cè)繪技術(shù)無法在滿足工期要求的基礎(chǔ)上完成如此大的測(cè)量工作量。因此必須采用高效的GPS-RTK測(cè)量技術(shù)。本工程采用的主要測(cè)量儀器為Trimble 5800型GPS接收機(jī)，對(duì)這種儀器進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的確定主要有兩種方法。

（1）在施工現(xiàn)場(chǎng)采用RTK測(cè)量控制器進(jìn)行測(cè)算時(shí)，首先應(yīng)從平面控制點(diǎn)中選擇出至少3個(gè)控制點(diǎn)，同時(shí)這幾個(gè)控制點(diǎn)均應(yīng)有高程，接著將這些坐標(biāo)輸入到測(cè)量控制器中，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)逐點(diǎn)進(jìn)行定位測(cè)量，每個(gè)點(diǎn)的觀測(cè)時(shí)間不得少于5 min，當(dāng)這些控制點(diǎn)全部測(cè)量完成之后，即可通過測(cè)量控制器內(nèi)部的軟件自動(dòng)計(jì)算出坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。通過工程實(shí)踐可以知道，采用這種方法進(jìn)行參數(shù)的確定，需要花費(fèi)較多的實(shí)際，因此并不實(shí)用。（2）利用如前所述控制點(diǎn)的大地經(jīng)緯度和測(cè)算出的當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)，在內(nèi)業(yè)中計(jì)算得到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，接著就可以直接將這些轉(zhuǎn)換參數(shù)輸入到測(cè)量控制器中。通過工程實(shí)踐可以知道，采用這種方式計(jì)算所得的轉(zhuǎn)換參數(shù)精確性較高，同時(shí)較為迅速。根據(jù)得到的轉(zhuǎn)換參數(shù)，在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行校核，每個(gè)點(diǎn)的觀測(cè)時(shí)間不得少于3s。接著將GPS靜態(tài)觀測(cè)成果與RTK觀測(cè)成果進(jìn)行對(duì)比，RTK定位成果能滿足鐵路工程中一般測(cè)量工作的精度需要。

3.3 分項(xiàng)測(cè)量

（1）普通控制測(cè)量。在收集的已知控制點(diǎn)或利用相對(duì)靜態(tài)技術(shù)加密的GPS控制點(diǎn)上，采用RTK測(cè)量技術(shù)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間應(yīng)控制在3～5 min，并加密測(cè)設(shè)部分控制點(diǎn)，從而確保采用全站儀在局部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行分項(xiàng)工程測(cè)量時(shí)，能夠滿足工程需要。（2）定線放樣。首先應(yīng)在測(cè)量控制器中輸入線路中線的曲線要素，這樣在控制器內(nèi)就可自動(dòng)生成線路圖。在整個(gè)定線放樣的作業(yè)中，控制器能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)點(diǎn)里程和偏移距的實(shí)時(shí)顯示，從而可以高效對(duì)放線工作進(jìn)行指導(dǎo)。（3）地形測(cè)繪。當(dāng)采用RTK進(jìn)行地形測(cè)繪時(shí)，一臺(tái)基準(zhǔn)站即可提供多個(gè)流動(dòng)站的使用，因此可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)小組的測(cè)量作業(yè)，從而可以實(shí)現(xiàn)高效的測(cè)繪作業(yè)。當(dāng)GPS信號(hào)受到地形的嚴(yán)重阻礙時(shí)，可以考慮采用全站儀與RTK技術(shù)相結(jié)合的方式對(duì)地形進(jìn)行測(cè)繪，從而可以有效地額解決復(fù)雜條件下的地形測(cè)繪作業(yè)。（4）縱、斷面測(cè)量。在本工程中需要對(duì)隧道、橋梁以及路基等多個(gè)分項(xiàng)工程進(jìn)行測(cè)量，因此，進(jìn)行縱、斷面測(cè)量其工作量較大，同時(shí)由于工期要求較為緊迫、精度要求等，并且施工現(xiàn)場(chǎng)的地形條件較為復(fù)雜，這給測(cè)量工作帶了巨大的挑戰(zhàn)。如果采用傳統(tǒng)的地形測(cè)繪技術(shù)，不僅需要投入較大的人力和儀器，同時(shí)測(cè)量精度也無法滿足要求，往往會(huì)出現(xiàn)斷面失真的問題。因此本工程采用RTK技術(shù)有效的完成了縱、斷面的測(cè)量工作，同時(shí)其測(cè)量效率高，精度好。（5）專業(yè)調(diào)查與測(cè)繪。在本工程中需要事先對(duì)隧道、橋梁以及路基等多個(gè)分項(xiàng)工程進(jìn)行專業(yè)調(diào)查，調(diào)查的主要內(nèi)容包括涵洞、較差道路、線路附近的建筑物等。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，RTK測(cè)量技術(shù)利用其實(shí)時(shí)、快速、精度高等優(yōu)勢(shì)，在鐵路工程中的應(yīng)用開辟出了一種全新高效的測(cè)量模式?；诖?，文章通過結(jié)合實(shí)踐分析了RTK在鐵路工程測(cè)量中的實(shí)施流程，同時(shí)結(jié)合工程實(shí)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。

參考文獻(xiàn)

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[2] 袁作波.GPS-RTK技術(shù)在鐵路測(cè)量中的應(yīng)用[J].科技資訊，2010（7）28-34.