RTK技術在鐵路工程測量中的應用

馮振科

摘 要：RTK技術是鐵路測量中的一種全新的，高效的測量模式，能夠進行全天候的測量，同時能夠大大減少測量的工作量和人員數量，因此在鐵路測量工程測量工程中廣泛應用。本文筆者將對RTK測量技術進行介紹，并結合具體的鐵路工程實例，簡要探討RTK測量技術的應用。

關鍵詞：RTK技術 鐵路工程 工程測量

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（a）-0044-01

在鐵路工程的測量施工中，傳統的地面測繪技術主要是利用電子全站儀、水準儀等地面測量儀器，同時采用其他測量工具進行輔助。這種地面測繪技術需要投入較多的測量人員和儀器設備，同時大多需要進行野外的施工，并且工作效率較低，在測量中往往會出現誤差累計的問題，現場測量效果不夠理想，無法進行全自動化的作業。隨著科學技術的發展，近年來出現了一種全新、高效的測量模式—GPS-RTK定位技術，這種測量技術具有實時、快速、精度高、控制點少、野外工作量少以及自動化程度高等優點，克服了傳統地面測繪技術在通行和通視方面的局限性。顯然，RTK定位技術在鐵路工程中的應用開辟出了一種全新的，高效的測量模式。

1 RTK定位方法以及作業流程

1.1 GPS-RTK定位的作業流程

（1）基準站的設置。為了能準確地進行鐵路工程的測量，首先應根據工程的實際情況，收集工程場地附近的高等級已知控制點，并對這些已知控制點進行校核，以確保控制點的精確性能夠符合工程使用的要求。但是在大多數情況下，僅僅采用收集得到的控制點是不便于直接在工程中進行使用的，因此應當結合工程實際情況而需要在測量區域內加設控制點、聯測坐標和高程。在進行RTK測量之前應根據工程情況，選擇合適的基準站設置地點，并在其上安置接收機，同時對參數進行設置。（2）坐標系統轉換。通常情況下，對于工程項目的建設，往往都是在地方獨立坐標系中進行的，因此在進行RTK測量時應對坐標轉換參數進行計算。利用至少三個控制點對RTK參數進行修正，其中必須求得七參數，求解得到坐標轉換參數之后，通過可以利用參數，即可根據參數利用測量控制器實現定位點工程獨立坐標的實時解算。（3）流動站測量定位。當坐標轉換參數確認無誤之后，即可根據工程的實際情況進行相關的測量定位放樣和測繪工作。

1.2 GPS-RTK測量技術的主要優點

（1）采用這種測量技術可以大大的減少控制點的布設數量，減輕工作量。（2）可以實現全天候的實時觀測。（3）根據不同的精度要求可以進行適當的調整。（4）測量過程較為直觀。（5）在地形起伏較大，同時植被較密集的地區進行測量時，在通行和通視方面均存在問題，而采用這種技術可以很好的解決這些問題。（6）不需要較多的工作人員進行作業。

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，同時地方復雜，高差較大，最大之處可達到400 m。本鐵路工程主要有隧道、橋梁、路基等分項工程組成，其中隧道的數量一共有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雜性，本工程的測量工程具有一定的難度，同時本工程工期較為緊張，這又進一步加大了本工程測量作業的難度。

3 測量方法和步驟

3.1 基準站的設備

由于所收集到的高等級已知控制點的距離本工程路線較遠，因此根據規范的要求，需要在本工程路線附近布測平面控制點，一共布設15個，兼作為高程控制點，用作GPS基準站。在進行控制點的布設時，是按照C級GPS靜態相對測量精度施測，同時按照三等精度聯測水準高程。相鄰控制點之間的平均間距為1 km左右，而最大的間距可達到3 km左右。

3.2 坐標轉換參數的確定

由于本工程所處的地理條件較為復雜，采用傳統的地面測繪技術無法在滿足工期要求的基礎上完成如此大的測量工作量。因此必須采用高效的GPS-RTK測量技術。本工程采用的主要測量儀器為Trimble 5800型GPS接收機，對這種儀器進行坐標轉換參數的確定主要有兩種方法。

（1）在施工現場采用RTK測量控制器進行測算時，首先應從平面控制點中選擇出至少3個控制點，同時這幾個控制點均應有高程，接著將這些坐標輸入到測量控制器中，然后在施工現場逐點進行定位測量，每個點的觀測時間不得少于5 min，當這些控制點全部測量完成之后，即可通過測量控制器內部的軟件自動計算出坐標轉換參數。通過工程實踐可以知道，采用這種方法進行參數的確定，需要花費較多的實際，因此并不實用。（2）利用如前所述控制點的大地經緯度和測算出的當地坐標，在內業中計算得到坐標轉換參數，接著就可以直接將這些轉換參數輸入到測量控制器中。通過工程實踐可以知道，采用這種方式計算所得的轉換參數精確性較高，同時較為迅速。根據得到的轉換參數，在施工現場對控制點進行校核，每個點的觀測時間不得少于3s。接著將GPS靜態觀測成果與RTK觀測成果進行對比，RTK定位成果能滿足鐵路工程中一般測量工作的精度需要。

3.3 分項測量

（1）普通控制測量。在收集的已知控制點或利用相對靜態技術加密的GPS控制點上，采用RTK測量技術進行連續觀測，觀測時間應控制在3～5 min，并加密測設部分控制點，從而確保采用全站儀在局部區域內進行分項工程測量時，能夠滿足工程需要。（2）定線放樣。首先應在測量控制器中輸入線路中線的曲線要素，這樣在控制器內就可自動生成線路圖。在整個定線放樣的作業中，控制器能夠實現測點里程和偏移距的實時顯示，從而可以高效對放線工作進行指導。（3）地形測繪。當采用RTK進行地形測繪時，一臺基準站即可提供多個流動站的使用，因此可以同時進行多個小組的測量作業，從而可以實現高效的測繪作業。當GPS信號受到地形的嚴重阻礙時，可以考慮采用全站儀與RTK技術相結合的方式對地形進行測繪，從而可以有效地額解決復雜條件下的地形測繪作業。（4）縱、斷面測量。在本工程中需要對隧道、橋梁以及路基等多個分項工程進行測量，因此，進行縱、斷面測量其工作量較大，同時由于工期要求較為緊迫、精度要求等，并且施工現場的地形條件較為復雜，這給測量工作帶了巨大的挑戰。如果采用傳統的地形測繪技術，不僅需要投入較大的人力和儀器，同時測量精度也無法滿足要求，往往會出現斷面失真的問題。因此本工程采用RTK技術有效的完成了縱、斷面的測量工作，同時其測量效率高，精度好。（5）專業調查與測繪。在本工程中需要事先對隧道、橋梁以及路基等多個分項工程進行專業調查，調查的主要內容包括涵洞、較差道路、線路附近的建筑物等。

4 結語

隨著科學技術的發展，RTK測量技術利用其實時、快速、精度高等優勢，在鐵路工程中的應用開辟出了一種全新高效的測量模式。基于此，文章通過結合實踐分析了RTK在鐵路工程測量中的實施流程，同時結合工程實例，系統地探討其在工程中的具體應用過程，為同類工程提供參考借鑒。

參考文獻

[1] 史秦波.RTK技術在鐵路工程測量中應用[J].科技創新與應用，2013（4）：30-31.

[2] 袁作波.GPS-RTK技術在鐵路測量中的應用[J].科技資訊，2010（7）28-34.