RTK技术在铁路工程测量中的应用

冯振科

摘 要：RTK技术是铁路测量中的一种全新的，高效的测量模式，能够进行全天候的测量，同时能够大大减少测量的工作量和人员数量，因此在铁路测量工程测量工程中广泛应用。本文笔者将对RTK测量技术进行介绍，并结合具体的铁路工程实例，简要探讨RTK测量技术的应用。

关键词：RTK技术 铁路工程 工程测量

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0044-01

在铁路工程的测量施工中，传统的地面测绘技术主要是利用电子全站仪、水准仪等地面测量仪器，同时采用其他测量工具进行辅助。这种地面测绘技术需要投入较多的测量人员和仪器设备，同时大多需要进行野外的施工，并且工作效率较低，在测量中往往会出现误差累计的问题，现场测量效果不够理想，无法进行全自动化的作业。随着科学技术的发展，近年来出现了一种全新、高效的测量模式—GPS-RTK定位技术，这种测量技术具有实时、快速、精度高、控制点少、野外工作量少以及自动化程度高等优点，克服了传统地面测绘技术在通行和通视方面的局限性。显然，RTK定位技术在铁路工程中的应用开辟出了一种全新的，高效的测量模式。

1 RTK定位方法以及作业流程

1.1 GPS-RTK定位的作业流程

（1）基准站的设置。为了能准确地进行铁路工程的测量，首先应根据工程的实际情况，收集工程场地附近的高等级已知控制点，并对这些已知控制点进行校核，以确保控制点的精确性能够符合工程使用的要求。但是在大多数情况下，仅仅采用收集得到的控制点是不便于直接在工程中进行使用的，因此应当结合工程实际情况而需要在测量区域内加设控制点、联测坐标和高程。在进行RTK测量之前应根据工程情况，选择合适的基准站设置地点，并在其上安置接收机，同时对参数进行设置。（2）坐标系统转换。通常情况下，对于工程项目的建设，往往都是在地方独立坐标系中进行的，因此在进行RTK测量时应对坐标转换参数进行计算。利用至少三个控制点对RTK参数进行修正，其中必须求得七参数，求解得到坐标转换参数之后，通过可以利用参数，即可根据参数利用测量控制器实现定位点工程独立坐标的实时解算。（3）流动站测量定位。当坐标转换参数确认无误之后，即可根据工程的实际情况进行相关的测量定位放样和测绘工作。

1.2 GPS-RTK测量技术的主要优点

（1）采用这种测量技术可以大大的减少控制点的布设数量，减轻工作量。（2）可以实现全天候的实时观测。（3）根据不同的精度要求可以进行适当的调整。（4）测量过程较为直观。（5）在地形起伏较大，同时植被较密集的地区进行测量时，在通行和通视方面均存在问题，而采用这种技术可以很好的解决这些问题。（6）不需要较多的工作人员进行作业。

2 工程概况

本工程为某铁路工程，其长度为12 km，路线穿过一森林公园，沿线具有较为密集的植被，同时地方复杂，高差较大，最大之处可达到400 m。本铁路工程主要有隧道、桥梁、路基等分项工程组成，其中隧道的数量一共有11座，总长为7849 m，匝道桥长一共为5393 m，桥梁和隧道的连接路线长度一共为1500 m。鉴于工程所在地地形情况以及工程本身所具有的复杂性，本工程的测量工程具有一定的难度，同时本工程工期较为紧张，这又进一步加大了本工程测量作业的难度。

3 测量方法和步骤

3.1 基准站的设备

由于所收集到的高等级已知控制点的距离本工程路线较远，因此根据规范的要求，需要在本工程路线附近布测平面控制点，一共布设15个，兼作为高程控制点，用作GPS基准站。在进行控制点的布设时，是按照C级GPS静态相对测量精度施测，同时按照三等精度联测水准高程。相邻控制点之间的平均间距为1 km左右，而最大的间距可达到3 km左右。

3.2 坐标转换参数的确定

由于本工程所处的地理条件较为复杂，采用传统的地面测绘技术无法在满足工期要求的基础上完成如此大的测量工作量。因此必须采用高效的GPS-RTK测量技术。本工程采用的主要测量仪器为Trimble 5800型GPS接收机，对这种仪器进行坐标转换参数的确定主要有两种方法。

（1）在施工现场采用RTK测量控制器进行测算时，首先应从平面控制点中选择出至少3个控制点，同时这几个控制点均应有高程，接着将这些坐标输入到测量控制器中，然后在施工现场逐点进行定位测量，每个点的观测时间不得少于5 min，当这些控制点全部测量完成之后，即可通过测量控制器内部的软件自动计算出坐标转换参数。通过工程实践可以知道，采用这种方法进行参数的确定，需要花费较多的实际，因此并不实用。（2）利用如前所述控制点的大地经纬度和测算出的当地坐标，在内业中计算得到坐标转换参数，接着就可以直接将这些转换参数输入到测量控制器中。通过工程实践可以知道，采用这种方式计算所得的转换参数精确性较高，同时较为迅速。根据得到的转换参数，在施工现场对控制点进行校核，每个点的观测时间不得少于3s。接着将GPS静态观测成果与RTK观测成果进行对比，RTK定位成果能满足铁路工程中一般测量工作的精度需要。

3.3 分项测量

（1）普通控制测量。在收集的已知控制点或利用相对静态技术加密的GPS控制点上，采用RTK测量技术进行连续观测，观测时间应控制在3～5 min，并加密测设部分控制点，从而确保采用全站仪在局部区域内进行分项工程测量时，能够满足工程需要。（2）定线放样。首先应在测量控制器中输入线路中线的曲线要素，这样在控制器内就可自动生成线路图。在整个定线放样的作业中，控制器能够实现测点里程和偏移距的實时显示，从而可以高效对放线工作进行指导。（3）地形测绘。当采用RTK进行地形测绘时，一台基准站即可提供多个流动站的使用，因此可以同时进行多个小组的测量作业，从而可以实现高效的测绘作业。当GPS信号受到地形的严重阻碍时，可以考虑采用全站仪与RTK技术相结合的方式对地形进行测绘，从而可以有效地额解决复杂条件下的地形测绘作业。（4）纵、断面测量。在本工程中需要对隧道、桥梁以及路基等多个分项工程进行测量，因此，进行纵、断面测量其工作量较大，同时由于工期要求较为紧迫、精度要求等，并且施工现场的地形条件较为复杂，这给测量工作带了巨大的挑战。如果采用传统的地形测绘技术，不仅需要投入较大的人力和仪器，同时测量精度也无法满足要求，往往会出现断面失真的问题。因此本工程采用RTK技术有效的完成了纵、断面的测量工作，同时其测量效率高，精度好。（5）专业调查与测绘。在本工程中需要事先对隧道、桥梁以及路基等多个分项工程进行专业调查，调查的主要内容包括涵洞、较差道路、线路附近的建筑物等。

4 结语

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。

参考文献

[1] 史秦波.RTK技术在铁路工程测量中应用[J].科技创新与应用，2013（4）：30-31.

[2] 袁作波.GPS-RTK技术在铁路测量中的应用[J].科技资讯，2010（7）28-34.