gps-rtk技术在既有线路测量中的应用

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1、GPS-RTK技术在既有线路测量中的应用武伟刚，刘青春（兰州交通大学土木工程学院U•肃兰州7300070）摘要：对铁路既有线路测量工程中GPS-RTK数据采集关键技术进行了分析，提出了RTK结合全站仪的测量作业方法。关键词：既有线路测量GPS-RTK全站仪1简述铁路经过多年运营后，平面曲线不再是缓和曲线和圆曲线所组成的标准线型，而对它进行拨道整正，将已变形的曲线恢复到标准线型，纵断面进行重新拉坡设计工作，是铁路进行养护维修、改建的基木工作和增建第二线依据。当前我国对既冇铁路的的测虽主要方法是采用水准仪及全站仪，由测量工程人员对已经确定轨道冇长波反不平顺的大致的位置，进行扩

2、大性精确的测量。这种传统的测量模式经常受到观测的通视情况和外业作业环境的限制很人，效率低K且作业强度大，已经不能满足现在的客运专线测量的快速、高效的要求。口前，GPS测屋与全站仪等先进仪器设备共同完成线路测量任务已成为工程作业发展的必然趋势。釆用GPS进行静态或快速静态方法建立的总体控制测最，已经被工程人员所接受且已经应用于生产实践，因此GPS-RTK和全站仪组合测量在既有线路复测中有着很明显的的优势。2GPSRTK基本的工作原理RTK（RealTimeKincmarie）技术是载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法，即将一台GPS接收机安装在己知点

3、上对GPS卫星进行观测，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同吋，也通过流动站电台接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测最，流动站GPS接收机利用0TF（运动屮求解整周模糊度）技术通过接收到的基准站的载波相位观测最和流动站的载波相位观测量求解整周模糊度，最麻求出厘米级精度流动站的位置，且基准站与用户站距离可达20kmo3GPS-RTK数据采集关键技术3.1初始化（求解初始的整周模糊度）整周模糊度是GPS载波相位测量时，基准相位与载波相位之间相位差的观测值所对应的整周

4、未知数；是实现GPS-RTK技术的关键技术之一。3.2基准站与流动站间数据传输及有影响时的应对方式GPS-RTK数据的传输采用UHF波，传播方式主要的是直射波、折射波、散射波以及它们的合成波，穿透力比较强、容易受到物体反射和障碍物等的影响。而既有铁路线路道床上面有钢轨，它肯定是对GPS-RTK有影响的。为尽量避免影响，进行RTK测量吋，要把GPS-RTK基准站架设在GPS-RTK测区的中央地区最高控制点处，同吋提高基准站和流动站天线架设的高度，从而缩翹各个测点到基准站的距离，使得各测点到棊准站的距离都能够满足“电磁波通视”，还可以增加中继站等，当这些条件都不能满足吋，可以

5、釆用RTK结合全站仪的测量模式进行。3.3坐标转换参数确定在GPS静态测量屮，不同坐标系的坐标转换是在数据示处理时进行的。而GPS-RTK测量，要求实时得出待测点在实用坐标系屮的坐标，所以坐标转换问题很重要。而坐标转换参数的确定课差也是GPS-RTK测量的主要谋差之一。一般地，在坐标转换参数的求解过程屮，不同基准点的方案，用不同的计算方法计算出处标转换参数，经过比较，选择残差比较小，楮度比较高的一组参数。由于转换参数的求解精度跟已知点坐标精度和区域内点位分布的情况冇关，故坐标转换参数仅适介在已知点所圈定的区域范围应用，在一个测区求解的坐标转换参数不能直接应用到其它测量区域

6、。4GPSRTK和全站仪组合测量模式在既有线路的应用4.1既有线路线路测量按照《既有铁路测用技术规则》（TBJ105-1988）要求，既有铁路丈量应由两组人员（前链、后链）进行丈量，直线地段按50m一链，1111线地段按20m整倍数加标。两次丈量精度限差应不超过1/2000o在既冇线路直线段进行测量时，棱镜放置于轨道左股（朝里程增人方向的左侧轨道）加标点钢轨轨头中线；在曲线段进行测量时，棱镜置于曲线上股钢轨加标中线，用全站仪进行测量。采用GPS静态定位技术首级控制精确测量部分控制点的平面他标和高程，再利用GPS-RTK快速完成图根控制测虽:，只需2〜5秒的测量吋

7、'可，精

8、确度可以达到「3cm,且不需通视的情况下完成整个测最。在中午时段，卫星几何分布不好，而且线路穿跨越城镇、乡村、学校、人面积水塘等地物时，为了防止GPS-RTK的初始化频繁，减弱多路径效应对测最的影响，此时用全站仪进行处标测量，利用平差软件和随机配备的电子手薄，就可以测定平血和高程的全部数据。在既有曲线测最中，有的1111线位于深路堑中，曲线长而半径小，通视条件不好，全站仪测最需要转站，转站就会谋羌累积而且效率不高，此时可以采用GPS-RTK测最，可以快速准确的完成测且mo3.2地形图和横断面的测量4.2.1横断面测量既有线路横