提高山區鐵路勘察初測階段測量制圖工作效率的實際應用

鄒光釗

（中鐵二院成都勘測設計研究院有限責任公司，四川 成都 610031）

本文以云南某鐵路勘察初測階段的測量項目為例，項目采用“CGCS2000坐標系”和“1985 國家高程基準”。測區相對高程約1000 米，森林覆蓋率70%，因地形和海拔的差異，有明顯的立體氣候和區域小氣候特征，呈“一山分四季，十里不同天”的特點。作業期間作業風力4～8 級。作業工序為資料收集、飛行空域報批，控制測量、無人機航攝影像制圖、各專業測量、質檢驗收等。本次主要淺談EGM2008 在控制測量中的應用、無人機航攝影像制圖及利用千尋位置系統測量定位等

一、EGM2008 在控制測量中的應用

根據相關鐵路工程測量規范及本項目測量階段，平面采用四等，高程采用五等。GPS 接收機采用徠卡GS15，標稱精度均優于5mm+1ppm。測區地勢起伏，相對高差大，高程控制測量采用GPS 高程測量，高程結算采用”LAICAGEO office”軟件，實際應用方法如下：

（一）軟件實際應用

A、Alltrans EGM2008 Calculator 1.2（下載地址 http://www.allsat.de/de/support/onlinesupport.html）

B、Geoid Model Reader（下載地址http://softwaretopic.informer.com/leica-geo-office-tools-manual/）

C、EGM2008 數據體官方地址：

http://earth-info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/egm2008/egm08_wgs84.html

精度最高的為1’×1’有兩種格式，Und_min1x1_egm2008_isw=82_WGS84_TideFree:1’x1’ Database（Big Endian）大端法Und_min1x1_egm2008_isw=82_WGS84_TideFree_SE（Small Endian）小端法

步驟一：打開 Alltrans EGM2008 Calculator 1.2 選擇 External database(外部數據體，也就是我們下載的 EGM2008 數據體的兩種格式的一種)，本次采用大端法。

步驟二：截取目標區域的數據體選擇 EGM2008 Gridmaker,輸入目標區域的邊界，內插方法選擇 Bi-Quadratic（本軟件開發者建議最好的方法），采樣間隔 spceing 選擇 1 分，然后選擇 Output file 輸出文件的路徑，也可以查看 VIEW 輸出的數據格式。切分的數據體保存出來。（其實這個數據格式就是采樣點的經緯度坐標和該點的大地水準面差異值）

步驟三：打開Geoid Model Reader 軟件；內插法可以根據自己需要選擇，個人認為最好的是選擇 16 點的內插方法精度會更高些。至此生成一個 GEM 的文件，把該文件修改屬性，然后在 LGO 中創建大地水準面模型。

步驟四：通過LAICA GEO office 軟件處理GPS 觀測數據后，平差后得到采用EGM2008 精化大地水準面模型的地方高程。并由此高程計算出各點之間高差，加入已知國家85 高程基準點平差計算后得出高程成果。

（二）GPS 高程成果精度分析

水準路線測段往返測高差不符值統計及計算的偶然中誤差MΔ 見表1。

表1 GPS 高程測量往返測精度統計表

每千米水準測量偶然中誤差MΔ：4.85mm/km,完全滿足《鐵路工程測量規范》中≤7.5mm/km 的精度要求。

式中：△—測段往返高差不符值（mm）；L— 測段長（km）；n——測段數；

根據計算結果，每公里水準測量的全中誤差：3.54mm/km，完全滿足《高速鐵路工程測量規范》中≤15.0mm/km 五等的精度要求。大部分達到四等精度指標。

二、無人機航攝影像制圖

三、利用千尋位置系統測量定位

本項目設計線路全長約422 公里，測區內網絡信號較好，自建基站采用電臺發射信號覆蓋面小且需要頻繁更換基站位置等問題。考慮采用各類測量工程中廣泛的應用的CORS 系統，而千尋位置系統的千尋知寸（FindCM）基于RTK 的差分定位原理，依托遍布全國的衛星定位地基增強站，融合各類定位技術，以互聯網的方式提供7*24 小時高可用差分播發服務，面向全國31 省市范圍的各類終端和應用系統，提供厘米級精度的位置糾偏數據服務。產品具有穩定性、高效性、支持高并發的特點，可為需要厘米級定位服務的行業提供實際應用。FindCM 是一個全國性的CORS 網，因此可利用FindCM 的全國性對相鄰CORS 交界區域進行區域測量坐標轉換參數計算。

由表3 可看出，測量精度均滿足《鐵路工程衛星定位測量規范》TB 10054-2010 中表10.4.1 要求。

表3 千尋RTK 實測精度統計表

結束語

如今測量技術隨著科技的飛速發展日新月異，CORS 系統、各類無人機航拍制圖等新手段被大規模運用到測量工作中。然而對于測量外業到制圖出圖的時間要求越來越短。尤其在政府出臺環保政策以后，植被覆蓋率越來越高，極大地增加了測量難度，使制圖的準確性受到極大的限制，而制圖是否準確又受限于控制點的精度，因此，在精度滿足規范要求的情況下如何用最短的時間解算出控制點坐標是影響工期的重中之重。本次測量就是采用EGM2008 Gridmaker 軟件結合千尋位置系統快速精確計算控制點的一種嘗試，效果很明顯。能快速提高測圖的精度和速度。