GPS—RTK在徐鹽鐵路XYZQ—Ⅳ標應用總結

盛偉

摘 要：本文主要介紹GPS-RTK技術的原理和優缺點的基礎上，總結了在徐鹽鐵路工程上的一系列的應用，為以后相關的工程測量上提供參考。

關鍵詞：GPS；RTK；應用

中圖分類號：U445.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）05-0101-02

1 GPS-RTK技術簡介及原理

GPS實時動態的載波相位差分技術簡稱GPS-RTK技術，RTK定位技術是一種基于高精度載波相位觀測值的實時動態差分定位技術，基準站需將自己所獲得的載波相位觀測值及站坐標，通過數據通信鏈實時播發給在其周圍工作的動態用戶。流動站數據處理模塊使用動態差分定位的方式確定出流動站相對應基準站的位置，然后根據基準站的坐標求得自己的瞬時絕對位置。

2 GPS-RTK技術的優缺點

優點：（1）全天候作業，GPS-RTK作業可在不同的時間和地點持續運行，基本不受天氣情況影響。（2）測站間無需通視，即基準站和流動站之間不需要通視，只要確保兩站點上空無遮擋即可。（3）具有較高的定位精度，不會誤差累計，數據安全可靠，一般符合RTK作業的基本要求下，平面精度都可以達到1cm，高程精度2-3cm。（4）操作簡便，工作效率高，一般工程技術人員，稍加培訓，即可上手使用，相比傳統的測量方法，RTK只需單人就可以作業，定位時間短，大大提高工作效率和節省人力資源。

缺點：GPS-RTK技術的缺點就是穩定性較差，主要歸結于衛星信號狀況、接收機鐘差、軌道誤差、天氣影響、電離層效應、對流層折射、多路徑效應、數據傳輸的網絡信號及人為原因的因素影響，導致GPS-RTK在作業的時候常常得不到固定解或者固定比較慢。

3 GPS-RTK技術在本項目上的應用

3.1 項目概況

新建徐州至淮安至鹽城鐵路站前工程施工總價承包XYZQ-Ⅳ標段起止里程樁號為DK114+667.002～D2K161 +100.000，其中DK157+800=D2K157+800，標段位于宿遷市境內，起于宿遷市宿城區，止于宿遷市泗陽縣，正線長度44.104km。特大橋2座，全長39023.73m：其中宿遷特大橋，全長13891.25m；京杭運河特大橋，全長25132.48m，中橋7座，小橋1座，涵洞10座。共1處制梁場，預制架設767孔箱梁。

3.2 GPS-RTK基準站設定及數據傳輸方式

3.2.1 基準站設定

通常在運用RTK技術的時候，把基準站設在測量區域的中間地帶，放置在較高位置，而且保證四周開闊、遠離大功率無線電發射源、高壓輸電線及大面積水域。

本項目是高鐵長大項目，標段總長44km，帶狀分布，線下分為四個架子隊，其中第一架子隊從DK114+667.02到DK126+000，第二架子隊從DK126+000到DK135+385.15，第三架子隊從DK135+385.15到DK149+900，第四架子從DK149+900到DK161+100，根據以上特點，全線共設立2個基準站，其中一號基站位于一二架子隊駐地（一二架子隊在一起），二號基站位于洋河制梁場駐地，大概里程分別為DK124+500、DK146+200，一號基站基本位于一二架子隊線路范圍的中間位置，供一二架子隊使用，二號基站基本位于三四架子隊線路范圍的中間位置，供三四架子隊使用，這樣一個基準站覆蓋在20km左右，從而保證信號穩定性和測量放樣精度。

3.2.2 數據傳輸方式

由于本項目線路較長，位于平原地帶，數據傳輸方式不適合運用電臺傳輸，相比較而言，網絡傳輸方式比較適用。網絡中轉服務器共有3個，主要使用的是合肥海拓公司提供的服務器，其中一號基準站，IP：61.190.42.142，基站端口：6201，流動站端口：6202，二號基準站，IP：61.190.42.142，基站端口：6203，流動站端口：6204。備用的服務器有2個，檢測中心服務器和四架子隊自建服務器，主用服務器出故障或者停電，馬上啟用備用服務器，從而保證施工測量放樣工作照常開展。

3.3 坐標系統的建立（轉換參數）

本項目44km，共有2個投影帶， 即中央子午線為118°21′和119°。其中第一二三架子隊都在中央子午線為118°21′的投影帶中，第四架子隊在里程DK160+000之前的為中央子午線為118°21′的投影帶，在里程DK160+000之后的為中央子午線為119°的投影帶。根據項目特點以及多次實踐經驗，全線根據四個線下架子隊的里程范圍和不同的投影帶，共劃分5個坐標系，分別為：一架子隊坐標系名：XY4-1dui；二架子隊坐標系名：XY4-2dui；三架子隊坐標系名：XY4-3dui；四架子隊坐標系名：XY4-4dui-118.21、XY4-4dui-119。每個坐標系分別獨立做點校正，求取轉換參數，使得轉換參數的殘差最小，滿足施工放樣的精度要求，這樣就要求每個架子隊必須使用各自的坐標系，其中四架子隊在DK160+000之后要切換到XY4-4dui-119的坐標系中，從而保證放樣數據的精度。

3.4 “道路專家”中道路文件編制和選擇使用

“道路專家”為徠卡GPS-RTK手簿的自帶軟件，根據本標段的斷鏈及投影帶情況，共分為三個道路文件，具體劃分如下：

文件名：XHY01.HLN 使用里程范圍：DK108+562.4768—DK116+845.9731

文件名：XHY02.HLN 使用里程范圍：DK119+175—DK160+000

文件名：XHY03.HLN 使用里程范圍：DK160+000—DK161+100

各架子隊根據所在的里程范圍，各自選擇需要的道路文件即可。

3.5 流動站測量放樣一般步驟

（1）建立作業以當天日期為作業名，根據各自所在范圍選擇對應的坐標系，建立作業，需放樣的理論數據單獨另建作業，不要把要放樣的數據與測定的數據放在一個作業里。

（2）放樣之前，選擇鏈接各自所需的基站，獲得固定解之后實測測區附近控制點或加密點，比對坐標差值，在允許范圍內，方可進行測量放樣工作。

（3）選擇好存放待放樣點坐標的作業，將紙質版理論數據輸進該作業里，到放樣模式里調出放樣點坐標進行實地放樣，再實測該點坐標，保存到當天工作作業，調出實測點坐標與紙質版理論數據比對檢核，如有問題，查找原因，重新放樣檢核，最后將放樣點實測坐標數據記錄到局測量中心定制的原始記錄本上，再次核對紙質版理論數據。

（4）每個墩的第一根樁基放樣，RTK要重新開關機測量放樣兩到三次，條件允許的情況下，使用全站儀復測一次，避免RTK“假鎖”小概率事件的發生導致測量出現粗差。

（5）放樣結束后，再次實測附近控制點或加密點，比對坐標。

（6）現場使用鋼卷尺檢查所放樣點之間的相對尺寸。

（7）各架子隊測量負責人要對當天測量放樣的原始記錄進行檢查核對。

4 RTK在項目初期及線下構筑物施工階段的測量放樣應用

4.1 大臨設施建設、原地面復測及征地紅線放樣

項目進場籌備期，大臨設施建設階段，設備和人力資源不充分，使用RTK進行臨建、原地面復測及征地紅線的測量放樣，能快捷高效，節省人力成本。同時也能滿足放樣精度的要求。

4.2 線下構筑物施工階段的測量放樣

線下構筑物施工階段的測量放樣，主要是樁基放樣、承臺開挖線放樣及承臺放樣和承臺模板驗收。一般群樁樁基允許偏差±5cm，使用RTK測量放樣完全能達到精度要求。承臺開挖線放樣要求精度不高，RTK放樣完全滿足要求。對于承臺放樣和模板驗收的測量精度要求稍高，承臺軸線一般要求±1.5cm，這需要測量過程中嚴格控制對中桿的垂直度，對每個測量放樣點采取多次觀測取平均值的方法，再加以全站儀抽檢，以保證測量放樣精度。在使用RTK測量放樣的過程中要注意檢核。放樣前要復測控制點進行檢核，在實測坐標與理論坐標偏差平面在1cm以內、高程在2cm以內，才能進行測量放樣工作。在RTK測量放樣特征點之后，要用鋼尺檢核一下特征點之間的內部尺寸，以保證測量放樣點的可靠性。

5 GPS-RTK測量精度驗證

為了驗證放樣結果的可靠性，在對凈空條件、天氣情況良好的條件下對同一個點分別用RTK和1秒級全站儀進行了測量。并對2種儀器測量所得的坐標進行比對，較差比對結果見數據表1。

由表1可見，各點的平面偏差在1cm以內，高程偏差在2cm以內，由此可見，RTK測量能滿足線下構筑物測量放樣的精度要求。

6 結語

本文總結了在長大線徐鹽鐵路XYZQ-Ⅳ標工程項目上GPS-RTK測量技術的運用，為以后的同類項目提供參考依據。

參考文獻

[1]曾濤.淺析GPS-RTK技術在公路工程測量中的應用[J].黑龍江交通科技，2013，36（2）：26.

[2]靳石民.關于GPSRTK與全站儀在工程測量中配合使用的探討[J].黑龍江科技信息，2012，（23）：49.