楊恩希

【摘 要】GPS技術(shù)在我國(guó)鐵路工程測(cè)量中發(fā)揮了其巨大的優(yōu)勢(shì)，不僅極大地提高了鐵路工程測(cè)量的便利性，同時(shí)給測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性提供了保障。論文首先介紹了GPS技術(shù)的工作原理及其在鐵路工程測(cè)量應(yīng)用中的優(yōu)越性，隨后分析了GPS在鐵路工程測(cè)量中的具體應(yīng)用，充分展現(xiàn)了GPS技術(shù)在鐵路工程測(cè)量中具有廣闊的發(fā)展前景。

【Abstract】GPS technology has played a huge advantage in railway engineering survey in China， which not only greatly improves the convenience of railway engineering survey， but also guarantees the accuracy and reliability of the measures data. Firstly， this paper introduces the working principle of GPS technology and its application advantages in railway engineering survey. Then it analyzes the specific application of GPS in railway engineering survey， and fully expresses the broad development prospect of GPS technology in railway engineering survey.

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù); 鐵路工程測(cè)量;發(fā)展趨勢(shì)

【Keywords】GPS technology; railway engineering survey; developing trend

【中圖分類號(hào)】U21? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）01-0191-02

1 引言

現(xiàn)如今，隨著人們生活水平的不斷提高，使得人們對(duì)鐵路運(yùn)行質(zhì)量提出了更高的需求，我國(guó)鐵路工程建設(shè)也需要不斷提升自身的實(shí)力，才能更加適應(yīng)社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展。為了提高鐵路工程測(cè)量的質(zhì)量，需要對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)量方法進(jìn)行優(yōu)化。在信息時(shí)代發(fā)展越來越快的當(dāng)下，GPS技術(shù)為我國(guó)鐵路工程測(cè)量事業(yè)的發(fā)展帶來了極大的優(yōu)勢(shì)，其不僅提高了鐵路測(cè)量的效率，還解決了傳統(tǒng)測(cè)量費(fèi)人力、費(fèi)財(cái)力的現(xiàn)象。同時(shí)，GPS技術(shù)還存在誤差累積也較少，有較高的定位精度等優(yōu)越的性質(zhì)，極大地促進(jìn)了GPS技術(shù)在相關(guān)工程測(cè)量領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

2 GPS技術(shù)概述

GPS技術(shù)被稱為全球定位系統(tǒng)，能夠在工程測(cè)量過程中實(shí)現(xiàn)地理空間距離的準(zhǔn)確測(cè)量，并通過信息系統(tǒng)對(duì)測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而最大程度地保障測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、安全性和可靠性，以便為工程后期的設(shè)計(jì)和施工提供數(shù)據(jù)支持。GPS技術(shù)的工作原理，可以簡(jiǎn)單闡述為通過將GPS接收機(jī)設(shè)置在固定位置，并向GPS衛(wèi)星發(fā)送信號(hào)，隨后通過信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行接收數(shù)據(jù)的處理和分析，從而確定GPS接收機(jī)的具體位置。GPS技術(shù)包括兩種坐標(biāo)系統(tǒng)，分別是地固坐標(biāo)系統(tǒng)和空間固定坐標(biāo)系統(tǒng)，這兩種坐標(biāo)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)相互轉(zhuǎn)換，從而能夠更加準(zhǔn)確地對(duì)控制點(diǎn)的具體位置進(jìn)行判斷，從而提高鐵路工程測(cè)量結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。除此之外，GPS技術(shù)還可以按照具體方式進(jìn)行定位方式的劃分，即絕對(duì)定位和相對(duì)定位。其中，絕對(duì)定位是指通過已知的經(jīng)緯度和海拔高度等具體信息，從而判斷測(cè)量點(diǎn)準(zhǔn)確的具體空間坐標(biāo);而相對(duì)定位則是以空間幾何理論及相關(guān)數(shù)學(xué)理論作為基礎(chǔ)，結(jié)合已知的GPS測(cè)量點(diǎn)及距離三顆衛(wèi)星的基礎(chǔ)上，判斷測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際具體位置。另外，GPS技術(shù)在鐵路工程測(cè)量中的應(yīng)用過程中，對(duì)測(cè)量人員沒有較高的技術(shù)要求，并且測(cè)量方式簡(jiǎn)單方便，能夠有效降低測(cè)量人員的工作強(qiáng)度，提高鐵路工程測(cè)量的效率。

3 鐵路工程測(cè)量過程中GPS技術(shù)的優(yōu)越性

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平和科技實(shí)力的不斷提升，數(shù)字化采集技術(shù)及自動(dòng)化處理技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。在鐵路工程測(cè)量過程中，GPS測(cè)量技術(shù)得到了較為廣泛的應(yīng)用，鐵路工程在實(shí)際的測(cè)量過程中，需要考慮加大對(duì)經(jīng)緯儀、全站儀、水準(zhǔn)儀等儀器設(shè)備的投入和使用力度。

在此結(jié)合多年來GPS技術(shù)在鐵路工程測(cè)量中的實(shí)踐情況，能夠充分總結(jié)出GPS技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)越性。首先，在進(jìn)行鐵路工程測(cè)量過程中，GPS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)具體物體的多角度定位和測(cè)量，從而準(zhǔn)確把握其數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性，尤其適用于地質(zhì)條件復(fù)雜的鐵路工程建設(shè);其次，GPS測(cè)量技術(shù)有利于土地權(quán)屬界點(diǎn)的測(cè)定，不僅極大地節(jié)約了測(cè)量人員的工作強(qiáng)度和工作量，減少了人工測(cè)量的時(shí)間，提高了鐵路工程測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，還有效提高了鐵路工程建設(shè)企業(yè)的人力資源利用率，從而節(jié)約了人力成本的投入;再次，GPS技術(shù)的應(yīng)用極大程度地改善了測(cè)量過程中點(diǎn)和位之間通視困難的缺陷，實(shí)現(xiàn)了靈活選點(diǎn)，需要高標(biāo)，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候作業(yè)，不受時(shí)間、空間、氣候等因素的影響，因此在通視條件較差的情況下得到了廣泛應(yīng)用。并且，由于GPS測(cè)量技術(shù)不會(huì)受到通視條件的限制，因此在鐵路工程的測(cè)量過程中通常采用小范圍的測(cè)量形式，不會(huì)被工程成本所限制;最后，GPS技術(shù)除了具有高精度和高效益的優(yōu)勢(shì)之外，還在鐵路工程臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量以及實(shí)地測(cè)量等各個(gè)方面體現(xiàn)了極大的優(yōu)越性。

總的來說，GPS技術(shù)的充分運(yùn)用對(duì)于優(yōu)化鐵路工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)更加便利的觀測(cè)時(shí)段設(shè)計(jì)，以及對(duì)設(shè)計(jì)強(qiáng)度和監(jiān)測(cè)周期設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)，有利于改善鐵路工程測(cè)量存在的技術(shù)缺陷，從而實(shí)現(xiàn)鐵路工程測(cè)量效率和質(zhì)量的提升。

4 GPS在鐵路工程測(cè)量中的具體應(yīng)用

4.1 靜態(tài)或快速靜態(tài)定位模式測(cè)量

GPS技術(shù)中靜態(tài)或快速靜態(tài)定位模式的應(yīng)用對(duì)于鐵路線路的控制網(wǎng)測(cè)量有重要意義。鐵路線路控制網(wǎng)的測(cè)量即國(guó)家三角點(diǎn)的加密測(cè)量，其中，首級(jí)控制網(wǎng)是進(jìn)行相對(duì)較高控制網(wǎng)的控制的，但是目前我國(guó)一般等級(jí)鐵路工程測(cè)量并沒有嚴(yán)格規(guī)范首級(jí)控制網(wǎng)的具體測(cè)量手段和相應(yīng)的方法，造成其容易受到其他客觀因素的影響，從而造成國(guó)家三角點(diǎn)受到嚴(yán)重?fù)p壞。其中，還存在部分鐵路工程在測(cè)量過程中應(yīng)用全站儀進(jìn)行導(dǎo)線聯(lián)測(cè)，這樣則無法聯(lián)測(cè)國(guó)家三角點(diǎn)。因此，在國(guó)家三角點(diǎn)上進(jìn)行加密測(cè)量，進(jìn)而對(duì)鐵路線路的首級(jí)控制網(wǎng)有效測(cè)量，為鐵路測(cè)量流程提供便利是有必要的[1]。在具體的觀測(cè)過程中，每一流動(dòng)站上的GPS接收機(jī)在進(jìn)行靜止觀測(cè)的同時(shí)接收基準(zhǔn)站和衛(wèi)星的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)解算出用戶站的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。使用這一定位模式的測(cè)量方法，可以很快地測(cè)量所需的精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，此測(cè)量方法可以完全替代全站儀完成導(dǎo)線測(cè)量等控制點(diǎn)的加密工作[2]。

4.2 動(dòng)態(tài)定位模式測(cè)量

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模式測(cè)量技術(shù)是以載波相位觀測(cè)值為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS技術(shù)，是GPS測(cè)量技術(shù)在鐵路工程測(cè)量中的重要技術(shù)之一，其也在鐵路工程測(cè)量過程中發(fā)揮著較為重要的作用。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位測(cè)量系統(tǒng)的主要組成部分為基準(zhǔn)站和流動(dòng)站，基準(zhǔn)點(diǎn)是點(diǎn)位精度較高的首級(jí)控制點(diǎn)，其參考站是接收機(jī)。完成好設(shè)備裝置后，對(duì)GPS衛(wèi)星動(dòng)態(tài)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，從而通過接收衛(wèi)星所傳回的數(shù)據(jù)，獲得流動(dòng)站的三維坐標(biāo)和測(cè)量精度。通過實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模式測(cè)量的工作過程方便用戶實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)待測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀測(cè)質(zhì)量，并為客戶根據(jù)待測(cè)點(diǎn)的精度指標(biāo)確定觀測(cè)時(shí)間提供了依據(jù)，從而減少不必要的觀測(cè)項(xiàng)目，提高測(cè)量效率。該技術(shù)在鐵路工程測(cè)量過程中的應(yīng)用主要包括兩個(gè)部分，一是參考站的工作，二是流動(dòng)站的工作。

參考站的工作分為四個(gè)步驟。第一，需要進(jìn)行GPS接收機(jī)、控制點(diǎn)以及天線的設(shè)置，確保準(zhǔn)備工作完善;第二，將GPS接收機(jī)上的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和錄入，同時(shí)建立相應(yīng)的配置集;第三，在天線高度和參考站坐標(biāo)已知的情況下，輸入其準(zhǔn)確的信息，使得參考站接收機(jī)能夠自動(dòng)進(jìn)行參數(shù)的轉(zhuǎn)換，同時(shí)連續(xù)不斷地進(jìn)行GPS衛(wèi)星信號(hào)的接收;第四，在實(shí)現(xiàn)信號(hào)的接收后，通過相應(yīng)設(shè)備將觀測(cè)站坐標(biāo)和數(shù)值發(fā)送出去，待電臺(tái)的指示燈發(fā)出通訊信號(hào)，參考站的工作就完成了，隨即開展流動(dòng)站的工作。流動(dòng)站的工作流程主要包括接收機(jī)通過跟蹤GPS衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的接收，并將其轉(zhuǎn)化為三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，顯示在所設(shè)定流動(dòng)站的終端上[3]。

5 結(jié)語

綜上所述，GPS技術(shù)具有數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高、外業(yè)工作效率高等優(yōu)勢(shì)，隨著其在鐵路工程測(cè)量的實(shí)踐工作的應(yīng)用實(shí)踐，從中不斷總結(jié)出GPS技術(shù)在鐵路工程測(cè)量中應(yīng)用的新思路和新技術(shù)，從而不斷對(duì)其進(jìn)行工作方法和作業(yè)流程的創(chuàng)新和細(xì)化，促進(jìn)GPS技術(shù)在鐵路工程測(cè)量外業(yè)工作中的可操作性，并提高數(shù)據(jù)處理的效率，由此可以充分看出GPS技術(shù)在鐵路工程測(cè)量中具有廣闊的發(fā)展前景。

【參考文獻(xiàn)】

【1】李靜.鐵路工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用探析[J].黑龍江科技信息，2015（03）：43.

【2】何曉軍，孫代峰.GPS測(cè)量技術(shù)在鐵路工程中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2013，42（S1）：363-365.

【3】藺極平，張彥.GPS在鐵路工程測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（22）：135.