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摘要
随着我国城市建设规模的扩大，经济的迅速发展，交通运输的经营管理和铁路建设工程将是一个重要问题。过去，铁路建设的测量任务主要靠经纬仪、全站仪等来完成，随着GPS技术发展，GPS在铁路建设工程中的应用越来越广泛。
本文详细的介绍了GPS在铁路定测应用的过程、工作方法及精度要求，阐述了RTK技术的高精度和可靠性，并通过作业分析，总结了RTK技术在铁路定测中的应用价值。
关键字：RTK;铁路;定测;应用
Abstract: This paper describes the GPS application process, working methods and accuracy requirements in railway location survey, described the accuracy and reliability of RTK technology, and through job analysis, summed up the value of RTK technology in the railway location survey.Key words: RTK; railway; location survey; application
中图分类号：F530.33 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
0引言
Rtk技术又称载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测值的差分方法，是以空间大地坐标（WGS-84）为实时观测数据源，利用实时数据处理技术和数据传输技术，在RTK的作业模式下通过数据链在系统内组成差分观测值，实时处理流动站观测值及由基准站发射电台传送给流动站的指定坐标系统下的高精度定位结果的一个测绘系统。RTK系统的组成：基准站、流动站、观测手簿等三部分组成。
本文以铁路定测项目为例，深入RTK在中线测量、断面测量中是如何展开工作，以及达到的精度标准、误差影响进行分析，他对进一步加强RTK在铁路定测中的应用具有很大的意义。随着GPS RTK技术的广泛应用，参与大量工程的施工建设，足以证明RTK测量技术精度較高，能达到厘米级别的精度，他是GPS应用伴随着科技的进步而出现的里程碑式测绘技术，在铁路定测中能够为中线放样测量、纵横断面测量以及桥涵、隧道等测量任务带来革命性的变化，也极大的提高了工作效率。
1 RTK在铁路定测中的应用分析
2009年某项目铁路专用线进行定测。该专用线全长15.2公里，测区地势平坦，除几处外都较适合GPS-RTK测量。作业时将基准站设在大致全线中心处，距离最远待放样点7km多,满足作业要求。
1.1 中线测量
中线测量是新线定测阶段的主要工作，它的任务是把在带状地形图上设计好的线路中线测设到地面上，并用木桩标定出来。
中线测量包括放线和中桩测设两部分工作。放线是把纸上定线各交点间的直线段测设于地面上；中桩测设是沿着直线和曲线详细测设中线桩。利用RTK的测量手簿程序，把设计数据传输到手簿中以备放样需要。
1.1.1 放线测量
RTK测量簿中具有针对道路放样的程序，利用该程序计算好放样要素，并依照作业顺序进行一一放样。放线的任务是把中线上直线部分的控制桩（JD、ZD）测设到地面，以标定中线的位置。可采用RTK按照设计里程直接放样，根据地形条件考虑是否需要加桩。另外还需要检查JD、ZD的放样位置，如坐标是否与设计坐标一致。
1.1.2 线路纵断面测量
线路纵断面图：按照线路中线里程和中桩高程，绘制出沿线路中线地面起伏变化的图，称纵断面图。其测量方法是按照中线放样，测设出中桩高程即可。
线路纵断面图中，其横向表示里程，比例尺为1∶10 000；纵向表示高程，比例尺为1∶1 000，它比横向比例尺大10倍，以突出地面的起伏变化。纵断面图上还包括线路的平面位置、设计坡度、地质状况等资料，因此，它是施工设计的重要技术文件之一，图中各项内容说明如下：
工程地质持征： 填写沿线地质情况。
路肩设计标高： 是设计路基的肩部标高。
设计坡度： 是中线纵向的设计坡度，斜线方向代表纵坡度，斜线上方数字表示坡度的千分率（‰），下方数字表示坡段长度。
地面标高 ：为中桩高程。
加桩： 竖线表示百米桩和加桩的位置，数字表示至相邻百米桩的距离。
里程 ：表示勘测里程，在百米桩和公里桩处注字。
线路平面： 它是线路平面形状示意图，中央实线代表直线段；曲线段向下凸者为左转，向上凸者为右转，斜线代表缓和曲线，斜线间的直线为圆曲线。曲线起终点的里程，只注百米以下里程尾数。连续里程： 表示线路自起点开始计算的里程公里数，短实线表示公里标位置，下面注字为公里数，短线左侧注字为公里标至相邻百米桩的距离。图的上部按比例绘出地面线及设计坡度线，注明沿线桥涵、隧道、车站等建筑物的形式和中心里程，并注明沿线水准点的位置和高程。
1.2 线路横断面测量
横断面是指沿垂直线路中线方向的地面断面线。横断面测量的任务，是测出各中线桩处的横向地面起伏情况，并按一定比例尺给出横断面图。横断面图主要用于路基断面设计、土石方数量计算、路基施工放样等。
1.2.1 横断面测量的密度和宽度
横断面施测的密度和宽度，应根据地形、地质情况和设计需要而定。一般应在百米桩和线路纵、横向地形明显变化处及曲线控制桩处测绘横断面。在大桥桥头、隧道洞口、挡土墙重点工程地段及地质不良地段，横断面应适当加密。
横断面测绘宽度，根据地面坡度、路基中心填挖高度、设计边坡及工程上的需要来决定。应满足路基、取土坑、弃土堆及排水沟设计的需要和施工放样的要求。
1.2.2 横断面方向的测定
线路横断面方向，在直线上应垂直线路中线；在曲线地段，则应与测点处的切线相垂直。采用RTK测量断面点时，利用手簿中的测量程序测量，其测量方法简单而且精度较高。
如果在林区或遮挡严重时只能采用全站仪测量断面点了，先确定直线地段横断面的方向，然后用全站仪加方向架直接测定。若用方向架测定，可将方向架立于中线测点上，用一个方向瞄准中线上远方定向标杆，则方向架瞄准的另一个方向就是横断面的方向。
曲线上的横断面方向，若用方向架，将力向架立于待测断面B上，使其一个方向照准曲线上的A点，在另一力向上可标定出1点；再用方向架照准与A等距的C点，同法可标定出2点，使B1＝B2，则l～2的中点N与B的连线即为横断面的方向。
2 RTK测量精度研究
RTK作业也有其自身的局限性,例如其在测量过程中要求基准站与流动站共同观测五颗以上GPS卫星,因此容易受到测站周围地形地物的影响,另外地物反射造成的多路径效应也是影响RTK测量精度的一个重要因素。RTK基准站的差分数据是通过无线电台发射的数据链传送的,因此对无线电造成干扰的各种因素都会对RTK作业造成影响。由于这些因素的影响,降低了RTK的测量精度,目前测绘工作者对于这些影响因素的研究已经进行得很深入,也提出了一些解决办法。同时还对各种精度损失的原因进行了分析,建立了数学模型予以消除或减弱。但对测量作业方式造成的精度损失的讨论却很少。
RTK仪器的标称精度都采用a+b×D的表示方式表述,其中a为固定误差,一般以mm为单位;b为比例误差,以ppm(即10-6)为单位。D为基准站到流动站之间的距离。由RTK仪器的精度标称方式我们可以看出,利用RTK测量时得到的点位误差随流动站到基准站距离的增加而增大。从RTK在工程测量中的应用情况来看,使用RTK进行两点校正后进行点位的测量与放样是一种常见的作业方式,研究在这种作业方式中测量点位误差变化情况以及如何估计RTK的测量精度对于实际工作具有指导意义。RTK测量得到的三维坐标中,高程为大地高,而我国使用正常高高程系统作为工程测量的依据,因此测绘工作中并不使用大地高,造成了数据的浪费。为了能够有效地利用大地高数据,研究区域范围内大地高与水准高程的转化问题具有实际意义。
3 结论
笔者通过RTK在铁路定测中各个环节的应用，针对铁路定测工程要求精度较高的实际情况，详细阐述了铁路定测的流程，指出了工作内容及方式等相关要点，
分析了RTK在铁路定测中的精度，以及误差影响等。认识到RTK技术不仅能达到较高的定位精度，而且大大提高了测量的工作效率，随着RTK技术的提高，这项技术已经逐步应用到测量工作中。通过相应的数据处理程序，可大大减轻了测量人员的内外业劳动强度。
同时笔者对RTK技术在铁路勘测设计领域的前景还有待进一步研究。
参 考 文 献
[1]工程测量规范 GB50026-93，中国计划出版社，1993年
[2]袁新强.GPS动态测量技术优劣性分析[J].铁道勘察,2006,(3):7-9.
[3]铁道部第二勘测设计院.铁路测量手册.北京:中国铁道出版社,1999
随着我国城市建设规模的扩大，经济的迅速发展，交通运输的经营管理和铁路建设工程将是一个重要问题。过去，铁路建设的测量任务主要靠经纬仪、全站仪等来完成，随着GPS技术发展，GPS在铁路建设工程中的应用越来越广泛。
本文详细的介绍了GPS在铁路定测应用的过程、工作方法及精度要求，阐述了RTK技术的高精度和可靠性，并通过作业分析，总结了RTK技术在铁路定测中的应用价值。
关键字：RTK;铁路;定测;应用
Abstract: This paper describes the GPS application process, working methods and accuracy requirements in railway location survey, described the accuracy and reliability of RTK technology, and through job analysis, summed up the value of RTK technology in the railway location survey.Key words: RTK; railway; location survey; application
中图分类号：F530.33 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
0引言
Rtk技术又称载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测值的差分方法，是以空间大地坐标（WGS-84）为实时观测数据源，利用实时数据处理技术和数据传输技术，在RTK的作业模式下通过数据链在系统内组成差分观测值，实时处理流动站观测值及由基准站发射电台传送给流动站的指定坐标系统下的高精度定位结果的一个测绘系统。RTK系统的组成：基准站、流动站、观测手簿等三部分组成。
本文以铁路定测项目为例，深入RTK在中线测量、断面测量中是如何展开工作，以及达到的精度标准、误差影响进行分析，他对进一步加强RTK在铁路定测中的应用具有很大的意义。随着GPS RTK技术的广泛应用，参与大量工程的施工建设，足以证明RTK测量技术精度較高，能达到厘米级别的精度，他是GPS应用伴随着科技的进步而出现的里程碑式测绘技术，在铁路定测中能够为中线放样测量、纵横断面测量以及桥涵、隧道等测量任务带来革命性的变化，也极大的提高了工作效率。
1 RTK在铁路定测中的应用分析
2009年某项目铁路专用线进行定测。该专用线全长15.2公里，测区地势平坦，除几处外都较适合GPS-RTK测量。作业时将基准站设在大致全线中心处，距离最远待放样点7km多,满足作业要求。
1.1 中线测量
中线测量是新线定测阶段的主要工作，它的任务是把在带状地形图上设计好的线路中线测设到地面上，并用木桩标定出来。
中线测量包括放线和中桩测设两部分工作。放线是把纸上定线各交点间的直线段测设于地面上；中桩测设是沿着直线和曲线详细测设中线桩。利用RTK的测量手簿程序，把设计数据传输到手簿中以备放样需要。
1.1.1 放线测量
RTK测量簿中具有针对道路放样的程序，利用该程序计算好放样要素，并依照作业顺序进行一一放样。放线的任务是把中线上直线部分的控制桩（JD、ZD）测设到地面，以标定中线的位置。可采用RTK按照设计里程直接放样，根据地形条件考虑是否需要加桩。另外还需要检查JD、ZD的放样位置，如坐标是否与设计坐标一致。
1.1.2 线路纵断面测量
线路纵断面图：按照线路中线里程和中桩高程，绘制出沿线路中线地面起伏变化的图，称纵断面图。其测量方法是按照中线放样，测设出中桩高程即可。
线路纵断面图中，其横向表示里程，比例尺为1∶10 000；纵向表示高程，比例尺为1∶1 000，它比横向比例尺大10倍，以突出地面的起伏变化。纵断面图上还包括线路的平面位置、设计坡度、地质状况等资料，因此，它是施工设计的重要技术文件之一，图中各项内容说明如下：
工程地质持征： 填写沿线地质情况。
路肩设计标高： 是设计路基的肩部标高。
设计坡度： 是中线纵向的设计坡度，斜线方向代表纵坡度，斜线上方数字表示坡度的千分率（‰），下方数字表示坡段长度。
地面标高 ：为中桩高程。
加桩： 竖线表示百米桩和加桩的位置，数字表示至相邻百米桩的距离。
里程 ：表示勘测里程，在百米桩和公里桩处注字。
线路平面： 它是线路平面形状示意图，中央实线代表直线段；曲线段向下凸者为左转，向上凸者为右转，斜线代表缓和曲线，斜线间的直线为圆曲线。曲线起终点的里程，只注百米以下里程尾数。连续里程： 表示线路自起点开始计算的里程公里数，短实线表示公里标位置，下面注字为公里数，短线左侧注字为公里标至相邻百米桩的距离。图的上部按比例绘出地面线及设计坡度线，注明沿线桥涵、隧道、车站等建筑物的形式和中心里程，并注明沿线水准点的位置和高程。
1.2 线路横断面测量
横断面是指沿垂直线路中线方向的地面断面线。横断面测量的任务，是测出各中线桩处的横向地面起伏情况，并按一定比例尺给出横断面图。横断面图主要用于路基断面设计、土石方数量计算、路基施工放样等。
1.2.1 横断面测量的密度和宽度
横断面施测的密度和宽度，应根据地形、地质情况和设计需要而定。一般应在百米桩和线路纵、横向地形明显变化处及曲线控制桩处测绘横断面。在大桥桥头、隧道洞口、挡土墙重点工程地段及地质不良地段，横断面应适当加密。
横断面测绘宽度，根据地面坡度、路基中心填挖高度、设计边坡及工程上的需要来决定。应满足路基、取土坑、弃土堆及排水沟设计的需要和施工放样的要求。
1.2.2 横断面方向的测定
线路横断面方向，在直线上应垂直线路中线；在曲线地段，则应与测点处的切线相垂直。采用RTK测量断面点时，利用手簿中的测量程序测量，其测量方法简单而且精度较高。
如果在林区或遮挡严重时只能采用全站仪测量断面点了，先确定直线地段横断面的方向，然后用全站仪加方向架直接测定。若用方向架测定，可将方向架立于中线测点上，用一个方向瞄准中线上远方定向标杆，则方向架瞄准的另一个方向就是横断面的方向。
曲线上的横断面方向，若用方向架，将力向架立于待测断面B上，使其一个方向照准曲线上的A点，在另一力向上可标定出1点；再用方向架照准与A等距的C点，同法可标定出2点，使B1＝B2，则l～2的中点N与B的连线即为横断面的方向。
2 RTK测量精度研究
RTK作业也有其自身的局限性,例如其在测量过程中要求基准站与流动站共同观测五颗以上GPS卫星,因此容易受到测站周围地形地物的影响,另外地物反射造成的多路径效应也是影响RTK测量精度的一个重要因素。RTK基准站的差分数据是通过无线电台发射的数据链传送的,因此对无线电造成干扰的各种因素都会对RTK作业造成影响。由于这些因素的影响,降低了RTK的测量精度,目前测绘工作者对于这些影响因素的研究已经进行得很深入,也提出了一些解决办法。同时还对各种精度损失的原因进行了分析,建立了数学模型予以消除或减弱。但对测量作业方式造成的精度损失的讨论却很少。
RTK仪器的标称精度都采用a+b×D的表示方式表述,其中a为固定误差,一般以mm为单位;b为比例误差,以ppm(即10-6)为单位。D为基准站到流动站之间的距离。由RTK仪器的精度标称方式我们可以看出,利用RTK测量时得到的点位误差随流动站到基准站距离的增加而增大。从RTK在工程测量中的应用情况来看,使用RTK进行两点校正后进行点位的测量与放样是一种常见的作业方式,研究在这种作业方式中测量点位误差变化情况以及如何估计RTK的测量精度对于实际工作具有指导意义。RTK测量得到的三维坐标中,高程为大地高,而我国使用正常高高程系统作为工程测量的依据,因此测绘工作中并不使用大地高,造成了数据的浪费。为了能够有效地利用大地高数据,研究区域范围内大地高与水准高程的转化问题具有实际意义。
3 结论
笔者通过RTK在铁路定测中各个环节的应用，针对铁路定测工程要求精度较高的实际情况，详细阐述了铁路定测的流程，指出了工作内容及方式等相关要点，
分析了RTK在铁路定测中的精度，以及误差影响等。认识到RTK技术不仅能达到较高的定位精度，而且大大提高了测量的工作效率，随着RTK技术的提高，这项技术已经逐步应用到测量工作中。通过相应的数据处理程序，可大大减轻了测量人员的内外业劳动强度。
同时笔者对RTK技术在铁路勘测设计领域的前景还有待进一步研究。
参 考 文 献
[1]工程测量规范 GB50026-93，中国计划出版社，1993年
[2]袁新强.GPS动态测量技术优劣性分析[J].铁道勘察,2006,(3):7-9.
[3]铁道部第二勘测设计院.铁路测量手册.北京:中国铁道出版社,1999