RTK技术在铁路工程测量中的应用探析

李 斌

中铁二十一局第四工程有限公司

RTK技术在铁路工程测量中的应用探析

李 斌

中铁二十一局第四工程有限公司

现如今，我国铁路测量广泛运用电子全站仪等先进设备，但是，横向通视和作业条件大大制约了电子全站仪的作用。RTK技术是一种全新的、高效的动态测量模式，有着作业方法便捷、工作效率高、定位精准且误差累积少的特点。它还能全天候测量，可以大幅度减少测量工作量与工作人员，已被广泛运用到铁路工程测量中。论文从RTK定位与作业流程、技术特点以及该项技术在铁路工程测量中的具体应用等几个方面进行阐述，以期为此项技术的进一步推广运用提出参考建议。

RTK技术；铁路工程；测量；应用；探析

1 RTK定位与作业流程

1.1 RTK定位

1)选择基准站。为确保铁路工程测量的准确性，首要工作是依据工程实际情况，收集掌握工程场地周围高等级的已知控制点及控制点投影参数——参考椭球、基准面、中央子午线以及投影面大地高，并核准这些控制点，以保证这些控制点的精准性达到工程施工的要求。通常情况下，收集到的控制点密度是不足以满足施工需要。所以，需要根据工程的实际情况，在测区内增设控制点，联测坐标和高程。使用RTK技术测量前，依据工程的实际情况，挑选合适的基准站设置点，并在上面安装接收机，设置好相关参数并建立数据通讯。

2)转换坐标系统。一般来说，工程项目建设基于对参考椭球的大地坐标进行高斯投影得到的地方独立坐标体系，RKT得到是基于WGS-84椭球的大地坐标。所以，运用RTK测量时，需要求取转换坐标基准参数。修正RKT参数时，因为坐标转换通常基于布尔莎七参数模型，为求取七参数需要至少3个控制点，为计算残差需联测4个已知点。求解后得到转换坐标的参数，再利用参数，以测量控制器所确定的定位点工程独立坐标为基础，进行实时计算。

2 RTK测量技术的特点

与GPS相比，RTK具有的独特特点体现在测量精度高、实时传输三维坐标、操作简单，质量更好上。PTK的高程测量精度一般是2cm+1ppm，在平面上一般是1cm+1ppm，大大提高了测量精度。实时性是RTK技术在水利工程中广泛使用的另一个原因，RTK技术在2s内就可以实现三维坐标，进行传输。此外，RTK技术的测量范围比较广，作业距离较远，可以涉及更多的区域，但是RTK技术形成了高度自动化工程，工人们只需要在设备工作的时候加以监督，仪器自动的就会完成卫星的实时跟踪。所以各个移动站之间就不需要通视，只需要通过数据的变化就可以知道，而且它们互相独立，这样就很大程度上减少了工人们的劳动时间，提高了工作效率，节省了成本。

3 RTK在铁路测量中的具体应用

3.1 大比例地形图的绘制

在铁路的选线过程中，若道路的等级较高，或线路较长，在选线时使用的地形图都应该是大比例尺的带状地形图。若采用最为传统的方法对其进行检测，首先要创建控制网，之后还要采取碎部测量的方式，之后还要根据实际的标准和要求来绘制大比例尺地形图，人工劳动强度较大，同时效率也比较低。如果使用RTK技术，在室内就可以使用绘图软件制成设计图。在制图中只要能够准确的采集到坐标和属性信息，就可以完成制图过程，此外，这种方法简单易行，采集的速度相对较快，在这一过程中可以节省很多的时间和人力，在物资投入上也占据着非常强的优势。

3.2 铁路测量中的中线或边坡放样

在实际的铁路工程测量中，RTK测量技术一般多用在线路中线或边坡的放样中。放样工作中只需要一个人就可以完成所有的操作，此外还要将线路的一些重要的参数输入到系统当中。RTK的外业控制器就你可以实现放样的功能，采用这种设备放样具有非常明显的优势，这种方法灵活性更高，一方面能够按照桩号放样，一方面也可以按照坐标完成放样工作，同时还能实现二者的互相转化，放样的过程中，屏幕上还有箭头，箭头会显示出偏移量的大小和偏移的具体方向。这样一来就可以为放样工作中随时移动提供更有利的条件，这样也有利于控制放样的误差，使其保证在允许误差范围内。另外，基于每个点位在测量中都具有非常强的独立性，所以在这一过程中也不会产生较大的误差，每个点之间的精度都会保持较高的统一水平。另外，在测量中，GPS的接收机的信号接收能力较强，只要稍微有一点信号就可以保证信号接受的质量和水平。在山区的测量中可以减少对山区林木的破坏，还可以减轻测量人员的工作量，加快测量速度，减少测量误差。需要注意的是，测到一定距离的时候要和邻近的控制点进行坐标的核对，同时如果出现了问题，一定要及时采取有效的措施加以处理和改进。

3.3 铁路纵、横断面测量

当铁路工程的中线位置被确定以后，铁路的纵断面和横断面就可以直接由中线桩点的坐标来确定，而无需再次进行测量。这样也就使得野外的工作量大大的减少，和传统的方法相比，这种方法具有非常好的精度，此外，在实用性和经济性上也有着非常好的表现。

3.4 变形观测

使用实时GPS动态变形监测网进行变形监测的过程中，其精度要比其他的控制工程更高，从相关的实践活动中我们可以看到，如果采用比较长的时间去观测，可以分成若干个时段对其进行观测处理，同时还要采用强制对中的方式对其加以控制，长度在4千米以内的基线向量其精度可以达到2-3mm。

总而言之，随着科学技术的发展，RTK测量技术利用其实时、快速、精度高等优势，在铁路工程中的应用开辟出了一种全新高效的测量模式。基于此，文章通过结合实践分析了RTK在铁路工程测量中的实施流程，同时结合工程实例，系统地探讨其在工程中的具体应用过程，为同类工程提供参考借鉴。

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