提高山区铁路勘察初测阶段测量制图工作效率的实际应用

邹光钊

（中铁二院成都勘测设计研究院有限责任公司，四川 成都 610031）

本文以云南某铁路勘察初测阶段的测量项目为例，项目采用“CGCS2000坐标系”和“1985 国家高程基准”。测区相对高程约1000 米，森林覆盖率70%，因地形和海拔的差异，有明显的立体气候和区域小气候特征，呈“一山分四季，十里不同天”的特点。作业期间作业风力4～8 级。作业工序为资料收集、飞行空域报批，控制测量、无人机航摄影像制图、各专业测量、质检验收等。本次主要浅谈EGM2008 在控制测量中的应用、无人机航摄影像制图及利用千寻位置系统测量定位等

一、EGM2008 在控制测量中的应用

根据相关铁路工程测量规范及本项目测量阶段，平面采用四等，高程采用五等。GPS 接收机采用徕卡GS15，标称精度均优于5mm+1ppm。测区地势起伏，相对高差大，高程控制测量采用GPS 高程测量，高程结算采用”LAICAGEO office”软件，实际应用方法如下：

（一）软件实际应用

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

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

C、EGM2008 数据体官方地址：

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

精度最高的为1’×1’有两种格式，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

步骤一：打开 Alltrans EGM2008 Calculator 1.2 选择 External database(外部数据体，也就是我们下载的 EGM2008 数据体的两种格式的一种)，本次采用大端法。

步骤二：截取目标区域的数据体选择 EGM2008 Gridmaker,输入目标区域的边界，内插方法选择 Bi-Quadratic（本软件开发者建议最好的方法），采样间隔 spceing 选择 1 分，然后选择 Output file 输出文件的路径，也可以查看 VIEW 输出的数据格式。切分的数据体保存出来。（其实这个数据格式就是采样点的经纬度坐标和该点的大地水准面差异值）

步骤三：打开Geoid Model Reader 软件；内插法可以根据自己需要选择，个人认为最好的是选择 16 点的内插方法精度会更高些。至此生成一个 GEM 的文件，把该文件修改属性，然后在 LGO 中创建大地水准面模型。

步骤四：通过LAICA GEO office 软件处理GPS 观测数据后，平差后得到采用EGM2008 精化大地水准面模型的地方高程。并由此高程计算出各点之间高差，加入已知国家85 高程基准点平差计算后得出高程成果。

（二）GPS 高程成果精度分析

水准路线测段往返测高差不符值统计及计算的偶然中误差MΔ 见表1。

表1 GPS 高程测量往返测精度统计表

每千米水准测量偶然中误差MΔ：4.85mm/km,完全满足《铁路工程测量规范》中≤7.5mm/km 的精度要求。

式中：△—测段往返高差不符值（mm）；L— 测段长（km）；n——测段数；

根据计算结果，每公里水准测量的全中误差：3.54mm/km，完全满足《高速铁路工程测量规范》中≤15.0mm/km 五等的精度要求。大部分达到四等精度指标。

二、无人机航摄影像制图

三、利用千寻位置系统测量定位

本项目设计线路全长约422 公里，测区内网络信号较好，自建基站采用电台发射信号覆盖面小且需要频繁更换基站位置等问题。考虑采用各类测量工程中广泛的应用的CORS 系统，而千寻位置系统的千寻知寸（FindCM）基于RTK 的差分定位原理，依托遍布全国的卫星定位地基增强站，融合各类定位技术，以互联网的方式提供7*24 小时高可用差分播发服务，面向全国31 省市范围的各类终端和应用系统，提供厘米级精度的位置纠偏数据服务。产品具有稳定性、高效性、支持高并发的特点，可为需要厘米级定位服务的行业提供实际应用。FindCM 是一个全国性的CORS 网，因此可利用FindCM 的全国性对相邻CORS 交界区域进行区域测量坐标转换参数计算。

由表3 可看出，测量精度均满足《铁路工程卫星定位测量规范》TB 10054-2010 中表10.4.1 要求。

表3 千寻RTK 实测精度统计表

结束语

如今测量技术随着科技的飞速发展日新月异，CORS 系统、各类无人机航拍制图等新手段被大规模运用到测量工作中。然而对于测量外业到制图出图的时间要求越来越短。尤其在政府出台环保政策以后，植被覆盖率越来越高，极大地增加了测量难度，使制图的准确性受到极大的限制，而制图是否准确又受限于控制点的精度，因此，在精度满足规范要求的情况下如何用最短的时间解算出控制点坐标是影响工期的重中之重。本次测量就是采用EGM2008 Gridmaker 软件结合千寻位置系统快速精确计算控制点的一种尝试，效果很明显。能快速提高测图的精度和速度。