余志興

摘要：簡要介紹了RTK技術(shù)的含義、系統(tǒng)的組成，結(jié)合在沙特南北鐵路測量實踐中的應(yīng)用，闡述了RTK在鐵路測量中的使用方法和應(yīng)用效果，以期RTK在鐵路工程施工測量中能更好地推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：RTKtGPS測量；

中圖分類號：TU198文獻標識碼：A文章編號：1672-3198(2009)14-0269-01

1CTW200標段工程概況

沙特南北鐵路CTW200標段，位于沙特阿拉伯北部Hail和A1－Jour地區(qū)。其中土建部分總長337.43 km，軌道部分總長509.84 km。主要工程任務(wù)：路基土石方3391萬方，橋梁21座，圓涵132座，箱涵359座，駱駝通道12座，車站1座，共需混凝土11萬方。

2RTK技術(shù)概述

實時動態(tài)(RTK)測量系統(tǒng)，是全球定位系統(tǒng)(GPS)測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合。是GPS測量技術(shù)中的一個新突破。RTK測量技術(shù)是以載波相位觀測量為根據(jù)的實時差分GPS測量技術(shù)。其基本思想是；在基準站上設(shè)置1臺GPS接收機，對所有可見GPS衛(wèi)星進行連續(xù)地觀測。并將其觀測數(shù)據(jù)通過無線電傳輸設(shè)備，實時地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機在接收GPS衛(wèi)星信號的同時，通過無線電接收設(shè)備，接收基準站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位原理，實時地解算整周模糊度未知數(shù)并計算顯示用戶站的三維坐標及其精度。通過實時計算的定位結(jié)果，便可監(jiān)測基準站與用戶站觀測成果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況。實時地判定解算結(jié)果是否成功，從而減少冗余觀測量，縮短觀測時間。RTK測量系統(tǒng)一般由以下三部分組成：GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由基準站的發(fā)射電臺與流動站的接收電臺組成，它是實現(xiàn)實時動態(tài)測量的關(guān)鍵設(shè)備。軟件系統(tǒng)具有能夠?qū)崟r解算出流動站的三維坐標的功能。RTK測量技術(shù)除具有GPS測量的優(yōu)點外，同時具有觀測時間短，能實現(xiàn)坐標實時解算的優(yōu)點，因此可以提高生產(chǎn)效率。RTK測量系統(tǒng)的開發(fā)成功。為GPS測量工作的可靠性和高效率提供了保障，這對GPS測量技術(shù)的發(fā)展和普及，具有重要的現(xiàn)實意義。

3RTK技術(shù)的應(yīng)用

3.1控制點復(fù)測

沙特的夏季，天氣炎熱，光照強烈，早上9點到下午4點大氣溫度在40度以上，氣流極不穩(wěn)定，目標成像不清晰，用全站儀很難看清楚觀測目標，測量精度就得不到保證。另外標段內(nèi)也沒有大的植被，地勢相對較平坦，視野開闊，利于GPS外業(yè)測量。鑒于氣候和地形條件，復(fù)測決定采用GPS接收機進行。

沙特南北鐵路工程CTW200標殷全線共有控制點655個，首級控制點平均間距10公里，簡稱10公里控制點。次級控制點平均間距5百米，簡稱5百米控制點。由于控制點數(shù)量很多，線路長。復(fù)測前應(yīng)借助導(dǎo)航GPS進行全線控制點的踏勘，檢查控制點的布設(shè)情況，并確定復(fù)測時的線路，避免找控制點時浪費時間，以提高復(fù)測時的工作效率。根據(jù)控制點的布設(shè)情況，首級控制點復(fù)測分兩組進行，每組用四臺雙頻GPS接收機，用靜態(tài)定位模式觀測。分別從線路起點和終點開始復(fù)測。測量作業(yè)方式采用邊連式復(fù)測線路首級控制網(wǎng)，等級為E級。運用隨機數(shù)據(jù)處理軟件解算時，線路坐標系采用WGS-1984坐標系。投影方式為UTM投影，中央子午線經(jīng)度為39°或45°，投影面為參考橢球面。

首級控制點復(fù)測結(jié)束后進行次級控制點復(fù)測，用RTK模式測量，分三組進行，一組用兩臺GPS接收機，用1+1模式進行觀測，另外兩組分別用三臺接收機，用1+2模式觀測。測量時把首級控制點作為基準站，轉(zhuǎn)換參數(shù)采用靜態(tài)測量時算出的七參數(shù)，移動站和基準站距離控制在6公里以內(nèi)。因為RTK測量誤差與流動站至基準站的距離成正比。為了提高測量精度，測量時采用了一些方法。如延長測量時間、移動站使用對中器、選擇最佳觀測時段、增加觀測次數(shù)或者改變基準站等。

根據(jù)復(fù)測的結(jié)果，首級控制點位相差平均6mm，最小2mm，最大13mmt次級控制點點位相差平均14cm，最小3mm，最大26mm。從復(fù)測結(jié)果看，控制點是可靠的，能用于鐵路工程施工。

3.2線路中線、邊坡放樣

RTK測量技術(shù)用于鐵路中線放樣，放樣工作一人也可完成。將線路參數(shù)如線路起終點坐標、曲線轉(zhuǎn)角、半徑。線路斷面數(shù)據(jù)，邊坡坡度等輸入RTK的外業(yè)控制器，即可放樣。放樣方法靈活，即能按樁號也可按坐標放樣，并可以隨時互換。放樣時屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移動，直到誤差小于設(shè)定的為止。放樣時為了減少誤差，測到一定距離時與鄰近的控制點校合坐標數(shù)據(jù)。

3.3路基橫斷面數(shù)據(jù)的測量

中線和邊坡放樣完成后。就可進行路基橫斷面數(shù)據(jù)復(fù)測。路基斷面每隔25米一個。全線共有13500個斷面。根據(jù)路基的開工順序，分階段進行復(fù)測。把采集的斷面數(shù)據(jù)輸入電腦，利用土石方計算軟件。就可算出土石方數(shù)置。

3.4橋涵位置確定及原地面標高潮量

全線涵洞共有491個。數(shù)量較多，如果用全站儀和水準儀測量，勢必影響涵洞原始測量數(shù)據(jù)的提交進度，影響橋涵圖紙的設(shè)計。把橋涵定位數(shù)據(jù)輸入RTK的外業(yè)控制器，即可放樣。放樣的同時就可以完成原地面標高測量。

4RTK應(yīng)用于工程測量中的優(yōu)點

相對于常規(guī)測量來說。RTK用于工程測量主要有以下特點；

(1)測站間無需通視。RTK測量不需要測站間相互通視，可根據(jù)實際需要確定基準站，使得現(xiàn)場測量工作更加靈活方便。

(2)工作效率極大地提高。在進行RTK測量時，動態(tài)相對定位僅需幾秒鐘。極大地提高了觀測效率。

(3)RTK是能提供厘米級精度實時解決方案的測量方法。在路基施工測量中有著良好的應(yīng)用效果。

(4)RTK技術(shù)的測量誤差分布均勻，相互獨立。不存在誤差積累，精度可靠度較高。

(5)儀器操作簡便，目前RTK作業(yè)自動化程度越來趣高，把相應(yīng)設(shè)計數(shù)據(jù)輸入RTK的外業(yè)控制器，就可以準確放出現(xiàn)場所需要的點位。

5總結(jié)

RTK在鐵路工程施工中有著廣泛的運用。比傳統(tǒng)的測量儀器的測量，它有著省時省工且精度高等特點，在進行測量時，主要注意事項是基準站選擇要在比較中心，位置空曠開闊的至高點上，且周圍無磁場的影響，這樣流動站接收的信號好。近年來空間技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用，給測量手段帶來了日新月異的變化，工程測量點位精度及測量手段的更新和提高會給鐵路工程建設(shè)帶來許多方便，節(jié)約大量人力、物力、時間及成本，RTK作為一種全新的測量手段，在鐵路工程測量中已突顯其優(yōu)勢，其技術(shù)的先進性，優(yōu)越性在鐵路工程施工領(lǐng)域中將有廣闊的前景。