鐵路工程測量中RTK技術的應用

劉 振

(湖南高速鐵路職業技術學院,湖南 衡陽 421002)

伴隨著科學技術的持續發展以及各大交通工程的需要，實時動態技術(RTK技術)應運而生，該技術的出現使得工程測量中的傳統技術不足得到了有效改善，而且鐵路測量工作途徑也得到了有效地拓展。以下本文主要就鐵路工程測量中RTK技術的應用進行探索，為后續RTK技術更廣泛地應用奠定良好的基礎。

1 GPS-RTK概念、原理及優勢分析

GPS簡單來講就是全球定位系統，RTK即載波相位動態實時差分，可以將坐標導航上三維坐標體系精確提供出來。GPS-RTK技術是定位技術和數據傳輸技術整合而成的一種新型技術，用于測量工作當中。

RTK是GPS測量技術與數據傳輸技術相結合的一個系統，由流動站與基準站構成，其工作原理如下：將GPS接收機安裝在基準站與流動站上，然后設定好接收相同衛星發出的信號，基準站通過無線電報將采集到的數據信息傳送給流動站，流動站采集、接收的數據在系統中進行處理轉換得出移動站每個點的坐標及海拔高程，這就可以得到精確定位了。并且只要基準站與流動站接收信號的衛星數量大于4，那最后的定位結果誤差就可以控制到厘米級(見圖1)。

GPS-RTK技術具有以下優勢：1)能夠保證24 h測量的持續性；2)借助GPS-RTK技術予以測量時，其過程直觀性和操作性更強；3)GPS-RTK測量過程中控制點數量較傳統測量相比相對較少，同時，也大大提升了效率，節省了人力、物力、財力[1]；4)應用GPS-RTK開展測量工作時可以結合實際情況機械能實時的調整與優化，可以大大提高測量工程的測量精準度；5)GPS-RTK技術規避了常規技術在大型工程中應用的弊端，特別是在自然環境狀況惡劣，地勢比較復雜的鐵路工程來講，此技術存在的優勢更加突出。

2 精度探討

利用RTK技術與全站儀分別對不同線路與樁位上的50多個點位進行測量，并對測得的坐標和高程對比可知差別不大。表1為誤差較大的點位坐標與高程，可以看出,兩種方式測定結果比較接近,而且測量點位相對獨立,沒有誤差累計傳遞的問題,可以完美的迎合鐵路測量的要求。

表1 全站儀與RTK測量的坐標差 cm

3 RTK技術的實際應用

1)工程概況。以某鐵路工程為例，其全長15 km，工程地形復雜，且高低落差大，同時還被茂密的森林所覆蓋。對其工程整體結構予以分析可知，路基、橋梁和隧道是其重要部分。其中涉及到的隧道數量共15座，總長度可達8 km以上，橋梁與隧道間的管穿線接近2 km。通過對此工程分析可知，其難度較大，且受測量工程工期短影響，這些都使測量難度大大增加。

2)作業時間的選擇。該鐵路工程沿線自然條件復雜，必須通過衛星可預見以及氣象報告來確定合適的時間進行觀測作業[2]。為提高觀測精度，可以選擇好的衛星分布，這就可以通過相關軟件查看預測指標來合理安排計劃。

3)建立測區平面控制網。首先根據放樣資料建立測區控制網，將控制點之前的距離定為6 km～9 km，測量時要與附近的國家控制點進行聯測，聯測點要多余3個，然后再通過計算得出施工放樣的各控制點的平面坐標。

4)建立測區高程控制測網。由于GPS測得數據為大地高,而實際采用的是正常高，并且山區高程異常復雜多變，有些區域如果使用GPS，很難保證精度保持在較高水平，這種情況下將仍舊使用水準儀進行測量作業。

5)求取地方坐標轉換參數。首先要在控制網中選取精確的WG8S4坐標和地方坐標以及高程的公共點,求解轉換參數。在選擇轉換參數時要注意控制點范圍與分布的合理性，在測量區內控制點選取分布均勻，控制點數要盡量選取多一些，這樣有利于提高精確度，采用最小二乘法求解轉換參數。

6)基準站選定。基準站的選址不僅要滿足GPS觀測條件，還應選擇在海拔較高、地勢開闊的位置,這樣能夠確保無線電臺能將信號發射出去。因此基準站可以選在具有地方網格坐標和WG8S4坐標的已知點上。

7)放樣。RTK技術的應用使得鐵路工程的放樣工作更加方便，只要將工程線路的主要數據輸入到外業控制器一個人就可以完成放樣作業了，而且這樣可以實現實時轉換樁號與坐標放樣，一旦作業中出現方位偏移，控制器就會發出提醒，并會標識出來，從而方便施工人員更改。

8)外業操作。基準點選擇好后將GPS接收機安裝好，再將接收機的設備參數設定好，流動站接收機安裝設置好后進行初始化[3]。外業作業尤其注意的是要通過點校正盡量減少當地偏差，從而確保作業區域在校正的點范圍內。

9)內業處理。將觀測資料分別用標準格式導出，并使用相應軟件對觀察數據進行分析處理?？刂泣c的資料則按照要求轉換成相應的格式整理儲存好即可。

4 結語

將RTK技術與傳統測量技術相比來講，從時效性與精準性方面來說，RTK技術都具有顯著的優勢，該技術應用于鐵路工程測量當中，可以有效的節約人力、物力和財力，而且鐵路建設速度和效率也獲得了保障[4]。對此，我們要繼續加大對RTK技術在鐵路工程測量中應用的探索力度，使其成為鐵路工程測量工作中必備的技術手段，為鐵路工程建設的順利進行保駕護航，推動國家鐵路工程建設事業的持續發展。