RTK技术在铁路工程测量中的应用浅析

RTK技术在铁路工程测量中的应用浅析

李四龙

中国华西工程设计建设有限公司清远分公司511518

【摘要】随着铁路发展越来越快，各种应用技术也随之变化，更加日新月异。RTK技术打破了以往传统复杂的繁琐技术方式，使铁路工程的进度和质量得到了提高，这一技术在铁路工程测量发挥了十分重要的作用。

【关键词】RTK技术；铁路工程；测量；应用

引言：国内这几年铁路的发展势头是十分迅速的，这使得RTK技术的应用越来越广泛，这项技术的发展主要原因还是由于铁路长线越来越多，在施工的过程中对长距离的铁路工程进行工程测量的时，会出现一些无法控制的情况，例如测量时工作量的增多，通讯质量信号差等，这就导致测量结果不精确的，存在较大的误差。因此，RTK技术的研发，使得我们可以做到快速测量，且存在的误差较小，自动化程度提高，而且随着计算机技术的不断发展，这项技术在世界范围内都得到了快速的发展。

一、RTK技术

流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号时，也会通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，及时的解算出流动站的三维坐标及其精度。与以往人工的计算相比，这种技术既解决了以往计算会出现的误差同时也缩短了计算的时间，使计算更精确无误，更省时省力。

GPS―RTK技术所采用得载波相位动态实时分差的方法是为了确保野外能实时提供测站点在指定坐标系中的三维定点结果，并达到厘米级的精准度，所用时间不会超过1分钟。并且，RTK系统运用在一定程度上也得到了实现，在RTK系统下，基准站通过无线装置接收信息，并通过数据传输系统传达给移动站，在传达的同时系统还会自行对数据进行处理，通过转换坐标参数给百年移动站点的平面坐标，与传统的方式相比，这种技术不仅提高了测量信息的准确程度，还做到了实时传递。

二、铁路测量的具体应用

RTK技术的高精准度和高效的工作效率和实时的特点使得其在各种工程测量中得到了相当广泛的应用。同样，人们逐步的就、对该技术进行完善，使得技术越来越完整，在铁路测量的过程中该技术不仅可以代替人工完成各项工作，更能传达可靠的精确地数据。

1、工程的控制测量

用GPS技术所建立的控制网，理论精度最高且最准确的方法就是静态测量。特别是对于大型的建筑物，如大桥、立交桥、隧道等进行控制，采用静态测量勘测。但是作为工程项目应采用实时GPS动态的测量方式，这种动态的测量方式能在测量的过程中实时的获得精准的数据，同样节省了人力物力，提高了工作的效率。

2、绘制比例大的地形图

一般的等级较高的铁路选线多以大比例尺带状性图上进行的，往往传统的测图方法要先建立控制网，进行局部的测量，再进行大比例地形图的绘制，这种工作方法的进度比减慢，花费的时间周期长，同时投入的劳动力消耗也十分大，而用实时GPS动态测量测出需要的数据，不需要实地的进行测量，既提高了采集的速度和时间，更降低的测量的难度，减少了成本，提升了效率。

3、线路中线、边坡放样

RTK技术应用于铁路的中线放样，而且工作量也只需一人即可完成，只要将线路参数、断面数、边坡坡度等这些数据输入RTK的控制器中，即可完成放样的工作。放样的工作方法也是十分灵活多变的，可以按坐标放样，按桩号放样，且可以随时进行调换，放样时屏幕会显示出箭头指示偏移量和偏移方向方便观察，同样便于左右和前后的移动，直到误差达到合理值。因为每个点位的测量都是一个个独立完成的，这也就说明了测量的结果不会产生误差的累积，各点的放样精度也是一致的相同的。GPS接收机只在小范围内没有遮挡物，就能保证信号准确无误的接收，符合中线测量的要求，这种测量方式为山区中线测试最佳方式，不仅可以减少转点，也减少了林木的损失，节省了大量的人力物力资源，使测量的进度得到了大大的提升。在放样的过程中要避免误差，测到一定距离时应与临近的控制点校合坐标数据，及时的进行检查，纠正。

4、纵断面与横断面的测量

铁路的中线确定后，能利用中线的桩点坐标，通过绘图的软件，在准确的操作下就可以测量出路线的纵断面和各个桩点的横断面。因为所需要的数据都是绘制地图时所采集的，所以不需要再进行现场的测量，使得人力物力的使用率降低。

5、施工放样

实时GPS系统具有非常好的硬件基础，还具有种类繁多的软件供人们选择，这样在施工的过程中对点、线、面等具体的搜集就会十分便利，精度也更是精确到了厘米。

6、变形观测

利用实时GPS动态变形监测网更是具有毫米级的精度，比普通的工程控制网整整高出了一个数量级，在具体的实践中，如果在较长的时间内分时间段进行观测，并采取强制对中，观测时天线应该指北等措施，长度不超过4km的基线向量可达到2至3毫米。

三、RTK技术的优越性

1、测站间再无需通视

RTK技术的优点有很多，特别的是与传统的测量仪器相比，在一些地形复杂的地区要修建铁路，RTK技术的好处就更显而易见。在过去测量时会因为地形复杂，使得基准站之间无法取得联系，通视十分困难，数据精度不够等问题，RTK技术的出现弥补了传统技术的缺陷，基准站上空的视野开阔就能使每个基准站之间通视顺利，甚至是各个监测站直接也不再需要通视，提高了测量的效率，精度也十分准确。

2、作业成本和作业稳定

在对RTK技术的使用做全面研究分析时发现，因测绘点之间不需要通视，所以每个测量点之间的距离也就大了，这样的好处是不仅节约了成本，节省了资源的消耗，精确度也得到了控制，很大程度上减少机器的搬运，减少了人工检查的次数，确保了铁路施工定位的精确性。

四、RTK技术在实际操作中的问题

通过实践，我们发现该技术还是会受轨道误差、钟差、卫星和气候的状况、数据链的链接以及人为等因素的影响导致不准。因此我们在利用RTK系统做测绘的实时定位时，应该把这些问题的失误降到最低，最后还要减少人为事故出现的次数，在对每次测量点测量时时间要控制在不少于5分钟。

由于该技术还处在开发利用的新阶段，耗资很大，前景的发展具有十分诱人的经济效益，可仅仅靠简单的测绘技术，还不足以确保我们在遇到任何复杂的地势下能顺利完成铁路工程的前期测绘工作，甚至是引进这项技术也存在物质的困难。

五、应对的措施

实时动态RTK的测量与众多数据之间存在联系，所以在观测前对比数据，确定基准站的和流动站的参数是正确的，通过对比检测判断状态是否正常来达到数据准确的目的。

提高结果的精度，流动站应采取带支架的对中杆，这样流动站的天线会稳定，误差会降低，也要对电台设备进行及时的充电，以确保电台的使用过程中不会出现除了数据外的不必要的失误，在测量过程中，如果某个时间段解算的时间过长，无法获取数据，这可能是由于存在反射性强的建筑物或水面等路径现象，需重新进行观测。

结语：由于最近这几年我国的经济飞速的发展，使得经济带动了国内的铁路事业的发展，人民生活水平的提高使得在选择出行方面也不再受局限，RTK技术应用的范围也增加了，原因在于传统的测绘仪器既花时间又耗精力，RTK技术既节省时间同样节省了人力物力的花费，并且测量的精度也提高了许多，计算机技术的发展，使得空间技术也在快速发展，测绘的手段也在变化着，铁路工程测量点位的精度和测量手段不断更新改进给铁路的测绘工程建设提高了更大的便力，通过相应的数据处理，降低了测量人员的劳动强度。

参考文献：

[1]郜明敏.浅谈GPSRTK技术在工程测量中的应用[J].科技视界,2016,06:130.

[2]王朔.RTK技术在铁路工程测量中的应用探析[J].工程建设与设计,2016,03:77-79.