GPS－RTK技术在兰新铁路勘测定界中的应用

汪永红

（甘肃省国土资源规划研究院，甘肃 兰州 730000）

土地勘测定界（简称勘测定界），是根据土地征收、征用、划拨、出让、农用地转用、土地利用规划及土地开发、整理、复垦等工作需要，实地界定土地使用范围、测定界址位置、调绘土地利用现状，计算用地面积，为国土资源行政主管部门用地审批和地籍管理等提供科学、准确的基础资料而进行的技术服务性工作。［1］

1 GPS－RTK测量技术概况

GPS－RTK（Real Time kinematic）［2～3］实时动态定位技术是一项以载波相位观测为基础的实时差分GPS测量技术，它的基本形式是：以一台输入已知WGS－84坐标的GPS接收机作为基准站，对所有可见GPS卫星进行不间断观测，将其观测数据（已知WGS－84坐标及载波相位），通过无线数据传输设备发送给流动站（用户观测站），在流动站上，另一台 GPS接收机在接收GPS卫星（与基准站所观测的卫星为同一组卫星）信号的同时，通过无线数据接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位、实时差分的原理，通过特定软件，实时地求差并计算出流动站所在点的 WGS－84一维坐标，通过地方坐标转换参数，换算得出流动站逐点的平面坐标x、y和h，并在电子手簿上实时显示其坐标及其精度。目前厘米级的RTK技术在控制测量、地形测量、放样测量中已经被广泛接受。

2 GPS－RTK测量系统的构成

2.1 卫星信号接收系统

在实时动态定位测量系统中，应至少包含两台GPS接收机，分别安置在基准站和流动站上，当基准站同时为多用户服务时，应采用双频GPS接收机，其采样率与流动站采样率最高的相一致。

2.2 数据传输系统

数据传输系统（数据链），由基准站的数据发射装置与流动站数据接收装置组成，它是实现实时动态测量的关键性设备。其稳定性依赖于高频数据传输设备的可靠性与抗干扰性，为了保证足够的数据传输距离及信号强度，一般在基准站还需要附加功率放大设备。

2.3 软件解算系统

实时动态定位测量的软件解算系统对于保障实时动态测量结果的精确性与可靠性具有决定性的作用，以载波相位为观测量的实时动态测量，为实时动态测量的实施奠定了基础。

实时动态测量的软件系统，应具有的基本功能是：①快速解算/动态快速解算；②根据相对定位原理，采用一定的数据处理方法（如序贯平差法），实时解算流动站的“WGS－84”坐标；③根据已知的地方坐标转换参数，进行应用坐标系统的转换；④解算结果质量与精度评价；⑤测量结果的显示与绘图、放样功能。

3 实证分析

3.1 项目简介

新建兰新铁路以客运为主，兼顾货运；而现有的兰新铁路将改为货运专线。两条铁路相辅相成，既能满足人们的出行需要，又可拓宽新疆、甘肃、青海以及中亚等地煤炭、棉花等优势资源运输通道，使三省区资源优势尽快转化为经济优势，实现造福各族人民的目的。第二双线作为亚欧大陆桥铁路通道的重要组成部分，建成运营后将提升我国和中亚、欧洲等地的铁路运输能力，有利于完善我国向西开放格局。这一项目投资估算总额为1 435亿元，由铁道部与新疆、甘肃、青海三省区共同筹资建设，设计时速为200 km/h，兰州至西宁段、哈密至乌鲁木齐段线下预留提速为250 km/h，建设工期5 a。［4～5］

3.2 技术实施

采用RTK线路坐标控制测量模式进行勘测定界，在各控制点处进行坐标转换；以第四个已知点进行检核，符合精度要求后马上开始界址点的放样和施测。作业组采用“1＋4”的作业方式，基准站1人，流动站3人，其中1人操作仪器，1人打桩，1人记录，具体采用两个流动站同时对铁路左右线进行界址点的放样和复测。作业过程感觉速度大约是传统测量的 8～12倍，明显快于传统的全站仪测量。

3.3 精度分析

为了验证其测量精度，将GPS－RTK测量部分结果与全站仪测量结果进行对比，由表1可知，两者的误差在控制范围之内。

表1 GPS－RTK与全站仪测量结果精度对比

4 结束语

综上所述，GPS－RTK测量技术在兰新铁路土地勘测定界中得到很好的应用，测量精度达到规范要求。其优势在各测量点间不需要通视，不仅快速、方便、不受地形限制，而且还省时、省力、提高了工作效率；另一方面由于基站和移动站间作用距离可达到10 km左右，保证了移动站所测各点几乎具有同等的精度，避免了全站仪测量中因不通视而频繁转站带来的误差积累。

1 《土地勘测定界规程》（TD/T1008－2007）

2 张正禄.工程测量学［M］.武汉：武汉大学出版社，2005

3 周立.GPS－RTK流动站误差影响分析与对策［J］.测绘通报，2006（4）：65～66

4 贺占军.兰新铁路第二双线开建设计时速200公里.新华网，2009

5 杨铁利.GPS－RTK在高速公路定线测量中的不确定性研究［J］.内蒙古师范大学学报，2007（1）：25～26