GPS-RTK技术在铁路专用线工程勘测测量中的应用研究

GPS-RTK技术在铁路专用线工程勘测测量中的应用研究

成校1张靖霞2

1中铁十一局集团第四工程有限公司湖北武汉441000；2武汉正测地理信息有限公司湖北武汉441000

摘要：在开展铁路勘测工作的过程中，需要使用一些关键性的测量数据，并且将其作为设计工作开展的前提。尽管常规的测量方式也能够给铁路专用线路的勘测提供可靠的依据，但是，因测量数据的真实性欠缺，因此，在对铁路专用线路进行测量的过程中，经常会用到GPS-RTK技术，实时动态载波相位差分技术的有效运用，不仅能够确保测量工作快速落实，同时还能够确保测量结果的准确性，不管是野外实地测量的便捷性还是野外勘测测量的效率都有了大幅度的提升。鉴于此，本文就GPS-RTK技术在铁路专用线工程勘测测量中的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：GPS-RTK技术；铁路专用线；勘测测量；应用

随着市场化的进一步发展，铁路专用线工程勘测测量的要求愈来愈高，这就要求新技术的参与来满足实际的需求。GPS技术的发展应用已经有多年，这一测量技术也是当前测量工作中不可缺少的应用技术。将GPS和RTK技术结合后，能提高铁路专用线工程勘测测量整体质量。RTK系统主要是由基准站以及数据通讯系统和若干流动站构成的。在实施测量的过程中，基准站能把接收的卫星信息和基准站信息，通过通讯系统传递给流动站，流动站接收卫星数据时，也能接收基准站传送的信息。完成初始化之后，控制器能结合收取的信息，计算、显示流动站点位坐标。GPS-RTK技术的高精准测量特点比较突出，通过若干基准控制点就能对各地物点及地形点等进行迅速测定，不用预先进行各级控制点的布设。

1.GPS－RTK技术概述与特点

1.1GPS－RTK技术概述

GPS－RTK测量系统主要构成要素包括GPS接收设备、软件系统以及数据传输设备组成，主要是以载波相位观测量作为根据的实时差分GPS测量技术，其有效地结合了数据传输技术与GPS测量技术，是GPS测量技术的重要里程碑。GPS接收机在用户站上接收GPS卫星信号的过程中，还会利用无线电接收设备对基准站传输的观测数据进行接收，然后通过相对定位原理对整周模糊度未知数进行实时解算，并且对显示用户站的三维坐标与精度进行详细计算。通过对定位结果的实时计算，便能够对用户站与基准站观测成果质量与解算结果收敛情况进行实时监测，从而也能对解算结果是否成功进行判断，最终能够显著地减少冗余观测量，同时也能在一定程度上缩短观测的时间。

1.2GPS－RTK技术特点

（1）高精度，RTK技术在半径内作业时，能够实现高程精度与平面精度的厘米级。（2）工作效率高，利用GPS－RTK技术在对范围较大地区进行测量时仍然能够得到较高精度，因而能够显著地减少控制点数量与测量仪器的设站数量；并且在实际操作的过程中仅仅只需要一人便能够实现移动站功能，具有较高的作业效率，从而降低劳动强度。（3）操作简单，现阶段在大部分的测量仪器中均带有中文菜单，因而在实际测量中仅需要进行简单的设置；并且GPS－RTK技术在实际应用中具有较强的储存、输入、输出、处理及转换能力，因而能够对测量仪器等相关工具进行有效应用。（4）全天候作业，GPS－RTK技术在实际测量过程不会受到地理位置、通讯状况以及气候条件等多种因素的影响，能够对测量工作进行简化，同时也能够显著地提升测量精准度。（5）高度自动化，GPS－RTK测量技术具有较强的数据处理能力，同时也具有较高的自动化与集成化程度，因而能够在一定程度上节省人力资源。

2.GPS－RTK技术优缺点

2.1GPS－RTK技术的优势

相对于传统的测量方式，GPS－RTK技术在市政工程测绘中的优势主要体现在以下几个方面：第一，GPS－RTK技术具有较高的测量精度，精度可以达到厘米级，能够保证工程上所需数据的准确性，并且RTK技术的适用性较强，在不同的环境下作业都能保证最终数据的有效性。数据是工程施工的重要基础，通过改善数据的准确性，提高工程的施工质量；第二，GPS－RTK相对于传统的测绘方式，还表现出明显的高效性和快捷性。传统测量方式对人工的依赖性较强，在测量过程中难免会出现误差，从而影响结果的准确性。但使用RTK技术可以利用设备本身功能，迅速完成测绘工作，并保证数据的可靠性。

2.2GPS－ＲTK技术的缺点

（1）GPS－RTK技术是基于GPS技术发展起来的，所以GPS－RTK技术受限于卫星状况。GPS系统在全球范围内存在一定视觉盲区，这就意味着GPS－RTK技术设备无法对这些区域进行勘测。（2）受通视环境的影响。在山区、高地、森林等一些地质条件较差的区域作业时，GPS卫星信号传输被阻挡的概率较大，可能会影响信号强度，影响相关数据的接收。（3）受电离层的影响。利用GPS－RTK技术作业时，可能会受到电离层的干扰，导致可使用的卫星数量减少，收集的数据也就相应减少。尤其是在白天，受电离层的影响概率较大，影响数据收集，无法确保地质勘查测量工作的正常进行。

3.RTK技术在铁路专用线工程测量中的应用

3.1用于数字地形图测量

当前铁路专用线工程建设过程中，通常会在带状地形图上进行选线，这就需要为设计人员提供具有较强的现势性、较高准确性和可靠性的地形图，这样才能保证设计出来的铁路专用线路线的经济性和合理性。在地形图测量时，如果采用传统的方法进行测量，则需要先进行控制点布置，然后进行碎部点数据采集，最后成图。不仅存在工作量大及花费时间长的问题，在测量过程中还容易出错。通过应用GPS-RTK技术测量可以有效地规避传统测量工作的缺点，在具体测量过程中，只需要在沿线每个碎部点位置停留一会，即能够获取到该碎部点的三维数据，并与输入点的属性信息和特征编码有效结合，利用外业测量草图，在室内运用专业绘图软件即可以成图。

3.2工程控制测量

在铁路专用线工程测量时，通过利用GPS系统来构建控制网，并对控制点进行定位，对于大型的建筑物则使用动态的控制网，如针对铁路专用线中隧道和立交桥这些大型建筑物设施，则要利用RTK系统来对整个工程测量进行有效控制，实现精准定位，全面提高铁路测量工作的效率，降低测量人员的劳动强度。

3.3绘制大比例地形图

通常情况下在高等级铁路检测图绘制工作中，多会选择1∶2000的比例尺，然后建立控制网，这种测量方式较为烦琐，而且所需要的时间较长，工作量较大，测量精度相对较差。但采用GPS-RTK技术来进行大比例地形图测量则较为容易，不仅能够实现数据的快速采集，而且在室内即可以完成，有效地降低了测图绘图的难度，测量的数据相对精确。

3.4用于界址点放样

在铁路专用线工程测量过程中，针对界址点放样测量时，GPS-RTK技术应用时，可以将一台接收机布设在已知控制点上，并以此作为固定站，使用RTK移动站来进行界址点放样的具体操作过程中，需要建立项目名称和坐标系统，同时进行移动站电台频率的选择设置，直接输入传输放样点坐标值，并从测量菜单中选取RTK测量模式，进行具体的定位放样。

结语

在当前铁路专用线工程勘测测量中引入GPS-RTK技术，可以在复杂地形条件下高效地完成铁路专用线工程的测绘工作，而且在实际应用过程中，能够有效地提高测量结果的准确度和测量工作效率。在GPS-RTK技术具体测量过程中，整个过程中由微电子技术和计算机技术进行控制，实现了自动记录，整个测量过程中人为因素影响较小，有效地保证了测量结果的精准度，实现了对测量质量的有效控制，为高速铁路工程测量效率的提升奠定了良好的基础。

参考文献：

[1]张亚芬.GPS-RTK技术在地质勘测中的运用探究[J].世界有色金属，2017（16）：41-42.