RTK(GPS)技术在大西铁路工程中的应用

1、RTK (GPS技术在大西铁路工程中的应用 中铁二十一局三公司陕西咸阳 贾玉龙 摘要：RTK(Real Time kinematic)是GPS发展的最新成果，它弥补GPS原有的不足之处, 它不仅具有GPS原有的全天候、高精度、无须光学通视的特点，而且还可以为测量提供实时 的定位结果，可以说 RTK的产生是GPS应用的拓展，是测量方法的又一次突破，是测量史上 的又一次变革。由于RTK能够实时提供高精度的定位结果，所以有人又称它为“GPS全站仪”。 现结合本人在大西铁路测量实践中的应用，阐述了 RTK在道路测量中的使用方法和应用效果, 以期待RTK在工程施工测量中能更好地推广应用。 关键词：RTK

2、( GPS)测量 1、工程概况 我项目部所辖线路管区位于陕西省西安市境内，途径西安市临潼区，地处平原地区，整 个标段为玉米地及村庄房屋，通视条件极差。线路起自大西客专新临潼联络线特大桥运城台 台尾，下行联络线横跨包西联络线，郑西客专，行走在郑西客运专线左侧，上行联络线与主 站的接收电台组成，它是实现实时动态测量的关键设备。软件系统具有能够实时解算出流动 线行走在郑西客运专线右侧。管辖区段主线起讫里程为 DK833+600- DK840+120.9 ;路基主要 集中于韩家屯特大桥与灞河特大桥之间 ,有涵洞 14座。主线路基里程：DK833+600 DK835+692.22 总长 2.092 公里

3、；灞河特大桥里程：DK835+692.22-DK840+120.9，长 4.4287 公 里，139跨； 新临潼联络线左线 LDK0+00(郑西DIK441+550，线路长度3.389km , 77跨; 右线 LDyKO+000DIK441+550,线路长度 3.320km , 74 跨。 2、RTK技术概述 实时动态(RTK)测量系统，是全球定位系统(GPS)测量技术与数据传输技术的结合。是GPS 测量技术中的一个新突破。RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS!量技术。 其基本思想是；在基准站上设置1台GPS接收机，对所有可见 GPS卫星进行连续地观测。并 将其观测数据通过无

4、线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户站上, GPS接收机在接 收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对 定位原理，实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。通过实时 计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况。实时地 判定解算结果是否成功，从而减少冗余观测量，缩短观测时间。 RTK测量系统一般由以下三部 分组成：GPS接收设备、数据传输设备、软件系统。数据传输系统由基准站的发射电台与流动 站的三维坐标的功能。RTK测量技术除具有GPS测量的优点外，同时具有观测时间短，能实现 坐标实时解算的优点，

5、因此可以提高生产效率。 RTK测量系统的开发成功。为 GPS测量工作的 可靠性和高效率提供了保障，这对GPS!量技术的发展和普及，具有重要的现实意义。 3 RTK技术的应用 3.1控制点复测与加密 西安夏季，天气炎热，光照强烈，气温高，气流极不稳定，目标成像不清晰，且地势平 坦，农作物密集通视条件极差，用全站仪很难看清楚观测目标，测量精度就得不到保证。鉴 于气候和地形条件，复测加密工作决定采用GPS接收机进行。 我项目全线共有设计控制点24个，施工加密点40个。CPI控制点平均间距 3公里。CPII 控制点平均间距1 公里。根据控制点的布设情况，CPI控制点复测用四台双频 GPS接收机，用 静

6、态定位模式观测。 测量作业方式采用边连式复测线路首级控制网，等级为 B级。运用随机 数据处理软件解算, 线路坐标系采用2000国家大地坐标系。投影方式为UTM投影，中央子午 线经度为109和 109 40，投影面为参考椭球面。 根据复测的结果，CPI控制点位相差平均 3mm最小0mm最大6mm CPII控制点点位相 差平均5cm,最小0mm最大10mm从复测结果看，控制点是可靠的，能用于铁路工程施工。 300m,用RTK模式测量, CPI、CPII控制点复测结束后进行施工控制点加密，点间距为 用三台接收机，用1+2模式观测。测量时把 CPI控制点作为基准站，转换参数采用静态测量 时算出的七参数

7、，移动站和基准站距离控制在4公里以内。因为 RTK测量误差与流动站至基 准站的距离成正比。为了提高测量精度，测量时采用了一些方法。如延长测量时间、移动站 使用对中器、选择最佳观测时段、增加观测次数或者改变基准站等。 3.2、线路中线、边坡放样 RTK测量技术用于线路中线放样，放样工作一人也可完成。将线路参数如线路起终点坐 标、曲线转角、半径。线路断面数据，边坡坡度等输入 RTK的外业控制器，即可放样。放样 方法灵活，即能按桩号也可按坐标放样，并可以随时互换。放样时屏幕上有箭头指示偏移量 和偏移方位，便于前后左右移动，直到误差小于设定的为止。放样时为了减少误差，测到一 定距离时与邻近的控制点校合

8、坐标数据。 20米一个。全线 3.3、路基横断面数据的测量 中线和边坡放样完成后。就可进行路基横断面数据复测。路基断面每隔 共有150个断面。根据路基的开工顺序，分阶段进行复测。把采集的断面数据输入电脑，利 用土石方计算软件。就可算出土石方数置。 3.4桥涵位置确定及原地面标高测量 我项目墩位共有 290多个、桩基2000多根、涵洞14座。数量较多，如果用全站仪和水 RTK的外业控 准仪测量，则需要 3台全站仪6台水准仪1015名测量人员，而用 RTK则用一套1+2两名测 量人员既可完成，大大减少了仪器和人员的投入。放样时把桥涵定位数据输入 制器，即可放样。放样的同时就可以完成原地面标高测量。

9、 4、RTK应用于工程测量中的优点 相对于常规测量来说。RTK用于工程测量主要有以下特点; (1)、工作效率高：在一般的地形地势下，高质量的 RTK设站一次即可测完 4km半径的测 区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的设站次数，移动站一人操作即可, 劳动强度低，作业速度快，提高了工作效率。 (2)、定位精度高：RTK技术的测量误差分布均匀，相互独立。不存在误差积累，精度可 4km)RTK 的 靠度较高，只要满足 RTK的基木工作条件，在一定的作业半径范围内(一般为 平面精度和高程精度都能达到厘米级，在路基，涵洞，桥梁桩基施工测量中有着良好的应用 效果。 (3)、全天候作业：RTK

10、测量不要求基准站、移动站间光学通视，只要求满足“电磁波通 视”因此和传统测量相比，RTK测量受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制 力、物力、时间及成本， RTK作为一种全新的测量手段，在道路工程测量中已突显其优势，其 较小，在传统测量看来难于开展作业的地区，只要满足 RTK的基木工作条件，它也能进行快 速的高精度定位，使测量工作变得史容易史轻松。 (4)、RTK测量自动化、集成化程度高，数据处理能力强: RTK可进行多种测量内、外业 工作。移动站利用软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，减少了辅助测 量工作和人为误差，保证了作业精度。 (5)、操作简单，易于使用：现在

11、的仪器一般都提供中文菜单，只要在设站时进行简单 的设置，就可方便地获得二维坐标。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便地 与计算机、其他测量仪器通信。 5、总结 RTK在道路工程施工中有着广泛的运用。比传统的测量仪器的测量, 它有着省时省工且精 度高等特点，在进行测量时，主要注意事项是基准站选择要在比较中心, 位置空旷开阔的至 高点上，且周围无磁场的影响，这样流动站接收的信号好。随着 RTK技术的日益完善，给测 量手段带来了日新月异的变化，RTK技术将在工程测量及其他领域得到更广阔的应用。 GPSRTK 技术己经在测量和工程界产生了重大变革，带来了空前的高效率。随着 RTK价格的降低，

12、它 将会被工程界所普及，随着RTK的广泛使用，它将会给工程建设带来许多方便，节约大量人 技术的先进性，优越性在道路工程施工领域中将有广阔的前景 参考文献 1徐绍铨，张华海，杨志强，王泽民.GPS测量原理及应用M.武汉：武汉大学出版社，2003. 2李永胜.GPS-RTK简介及在公路测量中的应用 J.北京测绘.2005, 1(5):16-19. 3李长春，李爱国.RTK在地籍测量中用于图根控制的研究J.焦作工学院学报，2004,5(3):1-8. 4汪胜国.地籍测量中的RTK技术和其他技术J.岩土工程技术，2004,4(10):1-5. 李天和，关宗江，谢世洁.RTK概论J.地矿测绘，2003，

13、2(5):1-5.出师表 两汉：诸葛亮 先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣 不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光 先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。 宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其 刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。 侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚 以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。 能”是以众议举宠为督：愚 将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰 以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。 亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时, 每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣, 愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也孑。 臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于 败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。 先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来