郭澤 聶振鋼 魏向輝

摘要：傳統(tǒng)鐵路測量工程以常規(guī)光電測量儀器為主，輔以其它測量工具，光電測量儀器包括電子全站儀、水準儀等。這種傳統(tǒng)大地測繪技術(shù)要求有大量的測量人員和儀器設(shè)備投入其中，還需要進行大量的野外作業(yè)施工，工作效率低下。近年來，出現(xiàn)了一種高效、全新的測量手段，即RTK技術(shù)，該技術(shù)擁有實時快速、精度高、野外工作量少、控制點少且自動化程度高的優(yōu)點。它打破了傳統(tǒng)測量技術(shù)的局限性，為鐵路測量開辟出一條全新的測繪模式。基于此，本文就鐵路工程測量中RTK技術(shù)的應(yīng)用展開了研究。

關(guān)鍵詞：鐵路工程測量；RTK技術(shù)；應(yīng)用

1、RTK的工作原理

實時動態(tài)差分RTK測量系統(tǒng)，是GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)相結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)。RTK差分技術(shù)目前有3種方法：坐標差分、偽距差分及載波相位差分。而采用載波相位為基本觀測量的差分定位方法是目前GPS定位中精度最高的一種方法，其相對定位精度可達l0～lppm以上。RTK系統(tǒng)的最低配置可包括三部分：基準站接收機：流動站接收機，包括支持RTK的軟件系統(tǒng)：數(shù)據(jù)鏈，包括基準站的發(fā)射電臺及流動站的接收電臺。RTK的作用距離很大程度上取決于數(shù)據(jù)鏈，一般可達10km～40km左右，當使用GSM通信網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)鏈時，其作用距離更長，日前最大可達70km。作業(yè)時基準站接收機設(shè)在有已知坐標的參考點上，連續(xù)不斷接收GPS衛(wèi)星信號，并將測站坐標觀測值（偽距和相位的原始測量值）、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機工作狀態(tài)等通過發(fā)射電臺發(fā)送出去，流動站在跟蹤GPS衛(wèi)星信號的同時接收來自基準站的數(shù)據(jù)，通過最小二乘搜索法OTF解求載波相位整周模糊度，再通過相對定位模型獲取所在點相對基準站的坐標和精度指標。

2、鐵路工程測量中RTK技術(shù)的應(yīng)用

以某鐵路工程為例，該工程施工地的地形情況和工程本身比較復(fù)雜，所以，本工程的測量工程將會面臨很大困難，難度系數(shù)較高。因此，本鐵路工程測量中應(yīng)用RTK技術(shù)進行測量。

2.1基站設(shè)備

對已掌握收集的高等級已知控制點分析后，發(fā)現(xiàn)這些控制點與本工程的路線距離相差很遠。根據(jù)規(guī)范的標準，需要在工程路線周圍布設(shè)18個平面控制點。這18個控制點還將作為高程控制點，作為GPS基準站。在工程周圍布測平面控制點時，要以C級GPS靜態(tài)相對測量精度為標準進行測量，GPS接收機可通過模式切換實現(xiàn)動靜態(tài)GPS切換，以三等精度為標準，聯(lián)測水準的高程。與此同時，相鄰控制點之間的平均距離要控制在1km左右的范圍之內(nèi)，這其中最大的間距允許達到3km左右的范圍。

2.2確定坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)

借助RTK測量技術(shù)，并使用相應(yīng)的儀器進行測量。在確定坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)的過程中，可以通過以下兩種方法來實現(xiàn)。（1）可以在鐵路工程的測量現(xiàn)場直接使用RTK測量控制器進行測算。在實際的測算工作中，需從原有的平面控制點中選取三個具有高程的控制點。并將相應(yīng)點的坐標輸入到測量控制器內(nèi)，然后在對每一個點進行五分鐘以上的定位測量，待全部完成后，便可使用控制器內(nèi)的軟件自動生成坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)。使用這種方法的確可以保證參數(shù)確定的準確性，但是花費時間較長，在實際的鐵路工程測量中難以保證測量進度，實用性不強。（2）使用點校正的方法對轉(zhuǎn)換參數(shù)進行保留。在實際的測量工作中，務(wù)必要注意，不要每次都對同一測區(qū)的控制點進行校正。從測量結(jié)果來看，該方法不僅能夠確保參數(shù)計算的精準度，計算速度也很快，能夠滿足鐵路工程測量對測量速度與精準度方面的基本要求。

2.3使用RTK技術(shù)進行分項測量

（1）測量普通控制。利用RTK測量技術(shù)持續(xù)觀測收集到的已知控制點以及通過相對靜態(tài)技術(shù)進行加密的GPS控制點。觀測時間需在3～5min之間。要對部分測設(shè)控制點進行加密，以保證對局部區(qū)域?qū)嵤┓猪椆こ虦y量時，全站儀可以達到工程的要求。（2）放樣與定線。首先把輸入線路的線曲線要素錄入測量控制器內(nèi)，以便控制器可以自動生成線路圖。在放樣與定線的作業(yè)中，控制器可以實時顯示測點里程和偏移距。這樣，有利于高效指導放線作業(yè)。（3）對地形進行測繪。在使用RTK測量技術(shù)進行地形測繪的過程中，可以使用多小組同時測量的方式來提高地形測繪工作的效率。然而，由于部分地形的復(fù)雜性會對GPS的信號造成一定的干擾，影響地形測繪的效果。因此，可以使用全站儀與RTK技術(shù)相結(jié)合的方式來解決復(fù)雜地形條件下的地形測繪問題。此次工程地形復(fù)雜，在地形測繪的過程中使用這種技術(shù)十分適合。（4）斷面與縱面的測量。鐵路中線確定后，利用中線樁點坐標，通過繪圖軟件，即可給出路線縱斷面和各樁點的橫斷面。由于所用數(shù)據(jù)都是測繪地形圖時采集來的，因此不需要再到現(xiàn)場進行縱、橫斷面測量，從而大大減少了外業(yè)工作。如果需要進行現(xiàn)場斷面測量時，也可采用實時GPS測量。與傳統(tǒng)方法相比，在精度、經(jīng)濟、實用性各方面都有明顯的優(yōu)勢。

3、RTK測量技術(shù)在鐵路工程測量中的注意事項

（1）要注意RTK測量技術(shù)的實時性以及動態(tài)化特點，在確保各觀測值獨立性的同時，又要確保RTK與衛(wèi)星分布、數(shù)據(jù)鏈的性能進行密切的聯(lián)系。在實際的測量工作開始前，要確保測量儀器能夠正常工作，確保數(shù)據(jù)鏈能夠正常通訊。一旦在工作中儀器發(fā)生故障，應(yīng)及時采取有效措施對故障進行排除后，才可繼續(xù)使用，從而確保觀測結(jié)果的準確性。（2）為提高觀測成果的精度，流動站宜采用帶支架的對中桿，這樣流動站天線穩(wěn)定性好、對中整平誤差小，同時在采集數(shù)據(jù)時應(yīng)等待數(shù)據(jù)跳動變化在設(shè)計要求實時采集。（3）RTK作業(yè)時，有時會出現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈不穩(wěn)定的現(xiàn)象?？赡苁怯捎诹鲃诱靖浇嬖谂c電臺頻率相同的外界無線電，干擾了數(shù)據(jù)的傳輸。這時應(yīng)通知基準站測量人員重新選擇電臺發(fā)射頻率，流動站也重新選擇接收頻率；也可能是電臺的電量不足，應(yīng)及時充電。

4、結(jié)束語

隨著科技的不斷發(fā)展，RTK測量技術(shù)因其實時、高效與快速的優(yōu)勢被廣泛運用到鐵路測量工程中。與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，它省時、省工且高精度，運用數(shù)據(jù)處理程序大大降低了測量人員的勞動強度，給鐵路建設(shè)帶來諸多便利。因此，RTK測量技術(shù)在鐵路測量領(lǐng)域的應(yīng)用前景將無限廣闊。

參考文獻：

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[3]淺析RTK技術(shù)概念及其在地質(zhì)工程測量中的應(yīng)用[J].黃聚改等.建材與裝飾.2016（35）.

（作者單位：石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學院）