GPS—RTK在徐盐铁路XYZQ—Ⅳ标应用总结

盛伟

摘 要：本文主要介绍GPS-RTK技术的原理和优缺点的基础上，总结了在徐盐铁路工程上的一系列的应用，为以后相关的工程测量上提供参考。

关键词：GPS；RTK；应用

中图分类号：U445.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）05-0101-02

1 GPS-RTK技术简介及原理

GPS实时动态的载波相位差分技术简称GPS-RTK技术，RTK定位技术是一种基于高精度载波相位观测值的实时动态差分定位技术，基准站需将自己所获得的载波相位观测值及站坐标，通过数据通信链实时播发给在其周围工作的动态用户。流动站数据处理模块使用动态差分定位的方式确定出流动站相对应基准站的位置，然后根据基准站的坐标求得自己的瞬时绝对位置。

2 GPS-RTK技术的优缺点

优点：（1）全天候作业，GPS-RTK作业可在不同的时间和地点持续运行，基本不受天气情况影响。（2）测站间无需通视，即基准站和流动站之间不需要通视，只要确保两站点上空无遮挡即可。（3）具有较高的定位精度，不会误差累计，数据安全可靠，一般符合RTK作业的基本要求下，平面精度都可以达到1cm，高程精度2-3cm。（4）操作简便，工作效率高，一般工程技术人员，稍加培训，即可上手使用，相比传统的测量方法，RTK只需单人就可以作业，定位时间短，大大提高工作效率和节省人力资源。

缺点：GPS-RTK技术的缺点就是稳定性较差，主要归结于卫星信号状况、接收机钟差、轨道误差、天气影响、电离层效应、对流层折射、多路径效应、数据传输的网络信号及人为原因的因素影响，导致GPS-RTK在作业的时候常常得不到固定解或者固定比较慢。

3 GPS-RTK技术在本项目上的应用

3.1 项目概况

新建徐州至淮安至盐城铁路站前工程施工总价承包XYZQ-Ⅳ标段起止里程桩号为DK114+667.002～D2K161 +100.000，其中DK157+800=D2K157+800，标段位于宿迁市境内，起于宿迁市宿城区，止于宿迁市泗阳县，正线长度44.104km。特大桥2座，全长39023.73m：其中宿迁特大桥，全长13891.25m；京杭运河特大桥，全长25132.48m，中桥7座，小桥1座，涵洞10座。共1處制梁场，预制架设767孔箱梁。

3.2 GPS-RTK基准站设定及数据传输方式

3.2.1 基准站设定

通常在运用RTK技术的时候，把基准站设在测量区域的中间地带，放置在较高位置，而且保证四周开阔、远离大功率无线电发射源、高压输电线及大面积水域。

本项目是高铁长大项目，标段总长44km，带状分布，线下分为四个架子队，其中第一架子队从DK114+667.02到DK126+000，第二架子队从DK126+000到DK135+385.15，第三架子队从DK135+385.15到DK149+900，第四架子从DK149+900到DK161+100，根据以上特点，全线共设立2个基准站，其中一号基站位于一二架子队驻地（一二架子队在一起），二号基站位于洋河制梁场驻地，大概里程分别为DK124+500、DK146+200，一号基站基本位于一二架子队线路范围的中间位置，供一二架子队使用，二号基站基本位于三四架子队线路范围的中间位置，供三四架子队使用，这样一个基准站覆盖在20km左右，从而保证信号稳定性和测量放样精度。

3.2.2 数据传输方式

由于本项目线路较长，位于平原地带，数据传输方式不适合运用电台传输，相比较而言，网络传输方式比较适用。网络中转服务器共有3个，主要使用的是合肥海拓公司提供的服务器，其中一号基准站，IP：61.190.42.142，基站端口：6201，流动站端口：6202，二号基准站，IP：61.190.42.142，基站端口：6203，流动站端口：6204。备用的服务器有2个，检测中心服务器和四架子队自建服务器，主用服务器出故障或者停电，马上启用备用服务器，从而保证施工测量放样工作照常开展。

3.3 坐标系统的建立（转换参数）

本项目44km，共有2个投影带， 即中央子午线为118°21′和119°。其中第一二三架子队都在中央子午线为118°21′的投影带中，第四架子队在里程DK160+000之前的为中央子午线为118°21′的投影带，在里程DK160+000之后的为中央子午线为119°的投影带。根据项目特点以及多次实践经验，全线根据四个线下架子队的里程范围和不同的投影带，共划分5个坐标系，分别为：一架子队坐标系名：XY4-1dui；二架子队坐标系名：XY4-2dui；三架子队坐标系名：XY4-3dui；四架子队坐标系名：XY4-4dui-118.21、XY4-4dui-119。每个坐标系分别独立做点校正，求取转换参数，使得转换参数的残差最小，满足施工放样的精度要求，这样就要求每个架子队必须使用各自的坐标系，其中四架子队在DK160+000之后要切换到XY4-4dui-119的坐标系中，从而保证放样数据的精度。

3.4 “道路专家”中道路文件编制和选择使用

“道路专家”为徕卡GPS-RTK手簿的自带软件，根据本标段的断链及投影带情况，共分为三个道路文件，具体划分如下：

文件名：XHY01.HLN 使用里程范围：DK108+562.4768—DK116+845.9731

文件名：XHY02.HLN 使用里程范围：DK119+175—DK160+000

文件名：XHY03.HLN 使用里程范围：DK160+000—DK161+100

各架子队根据所在的里程范围，各自选择需要的道路文件即可。

3.5 流动站测量放样一般步骤

（1）建立作业以当天日期为作业名，根据各自所在范围选择对应的坐标系，建立作业，需放样的理论数据单独另建作业，不要把要放样的数据与测定的数据放在一个作业里。

（2）放样之前，选择链接各自所需的基站，获得固定解之后实测测区附近控制点或加密点，比对坐标差值，在允许范围内，方可进行测量放样工作。

（3）选择好存放待放样点坐标的作业，将纸质版理论数据输进该作业里，到放样模式里调出放样点坐标进行实地放样，再实测该点坐标，保存到当天工作作业，调出实测点坐标与纸质版理论数据比对检核，如有问题，查找原因，重新放样检核，最后将放样点实测坐标数据记录到局测量中心定制的原始记录本上，再次核对纸质版理论数据。

（4）每个墩的第一根桩基放樣，RTK要重新开关机测量放样两到三次，条件允许的情况下，使用全站仪复测一次，避免RTK“假锁”小概率事件的发生导致测量出现粗差。

（5）放样结束后，再次实测附近控制点或加密点，比对坐标。

（6）现场使用钢卷尺检查所放样点之间的相对尺寸。

（7）各架子队测量负责人要对当天测量放样的原始记录进行检查核对。

4 RTK在项目初期及线下构筑物施工阶段的测量放样应用

4.1 大临设施建设、原地面复测及征地红线放样

项目进场筹备期，大临设施建设阶段，设备和人力资源不充分，使用RTK进行临建、原地面复测及征地红线的测量放样，能快捷高效，节省人力成本。同时也能满足放样精度的要求。

4.2 线下构筑物施工阶段的测量放样

线下构筑物施工阶段的测量放样，主要是桩基放样、承台开挖线放样及承台放样和承台模板验收。一般群桩桩基允许偏差±5cm，使用RTK测量放样完全能达到精度要求。承台开挖线放样要求精度不高，RTK放样完全满足要求。对于承台放样和模板验收的测量精度要求稍高，承台轴线一般要求±1.5cm，这需要测量过程中严格控制对中杆的垂直度，对每个测量放样点采取多次观测取平均值的方法，再加以全站仪抽检，以保证测量放样精度。在使用RTK测量放样的过程中要注意检核。放样前要复测控制点进行检核，在实测坐标与理论坐标偏差平面在1cm以内、高程在2cm以内，才能进行测量放样工作。在RTK测量放样特征点之后，要用钢尺检核一下特征点之间的内部尺寸，以保证测量放样点的可靠性。

5 GPS-RTK测量精度验证

为了验证放样结果的可靠性，在对净空条件、天气情况良好的条件下对同一个点分别用RTK和1秒级全站仪进行了测量。并对2种仪器测量所得的坐标进行比对，较差比对结果见数据表1。

由表1可见，各点的平面偏差在1cm以内，高程偏差在2cm以内，由此可见，RTK测量能满足线下构筑物测量放样的精度要求。

6 结语

本文总结了在长大线徐盐铁路XYZQ-Ⅳ标工程项目上GPS-RTK测量技术的运用，为以后的同类项目提供参考依据。

参考文献

[1]曾涛.浅析GPS-RTK技术在公路工程测量中的应用[J].黑龙江交通科技，2013，36（2）：26.

[2]靳石民.关于GPSRTK与全站仪在工程测量中配合使用的探讨[J].黑龙江科技信息，2012，（23）：49.