GPS-RTK技术在铁路既有线提速改扩建工程中的应用

　　随着国内铁路六次大提速推进,为了使用于更高的行车标准,新建铁路交通项目使用了更高的设计标准,而大量的既有线路因规划建设早,适用标准较低,不能适用于提速要求,为了满足铁路大提速的要求,大量的铁路既有线需要改建扩建。笔者将就本人参与的京九铁路麻黄段既有线改建扩建施工中的所涉及的部分测量技术问题,解决方案和GPS-RTK测量技术在铁路既有线提速改扩建工程中的应用做一探讨。

　　传统的铁路施工测量工作非常辛苦,而且繁琐,存在着施工测量周期长、工作效率低等诸多问题,在既有线改造过程中,由于设计改造的路段线由于地形复杂,通视条件差,所以原路线路标准低,这些问题相对表现的更为集中和突出。GPS测量技术被广泛应用于铁路、公路等交通基础设施建设的勘测、施工领域,但应用于铁路提速改扩建工程施工中,国内外基本上还是空白。通过现场查勘和初步实践,跟常规光电测量方法对比,改扩建工程施工控制网缺失严重,施工测量仅凭经验现场取数,放样,尤其在地形不良地形不良区段,光电测量手段由于不能通视,测量精度极低,不能准确实现设计意图,仅凭经验与既有线路顺接,对于行车安全有极大隐患。

　　目前,GPS技术日益成熟、普及GPS技术的发展为铁路施工测量技术的腾飞奠定了坚实的基础。笔者GPS-RTK技术在京九铁路麻黄段既有线改建扩建施工测量中的应用工作,在此作一介绍。

　　1 GPS-RTK系统的基本原理

　　目前,差分GPS有两种主要形式:一种是RTK技术,另一种是RTD技术RTK技术的全称是:实时动态载波相位差分技术。RTK技术的定位精度己能达到厘米级,完全可以满足一般工程测量的精度要求。RTK技术是大地测量、空间技术、卫星技术、无线电通讯与计算机技术的综合集成,在许多领域发挥着重大作用。测量时,基准站将接收到的所有卫星信息(伪距和载波相位观测值)及其准站信息(基准站坐标、天线高等)一起由通讯系统传送给各流动站。各流动站在接收卫星数据的同时还接收基准站传送的信息,当流动站完成初始化工作后,控制器即可根据接收到的信息实时计算并显示出流动站的点位坐标。RTK是以WGS-84系统做为基准坐标系统的,其全部观测值及解算结果均属于WGS-84系统 。

　　2 GPS-RTK技术在铁路施工测量中的应用

　　2.1 铁路控制系统的构建

　　铁路线路测量主要有恢复中桩、平断面复测、定位测量三大任务。要圆满完成这三大任务就必须建立一个高精度的、布局合理的控制系统,控制系统的优劣将直接影响GPS-RTK技术的效果。由于整段线路涉及范围较长,近百公里,而改造区段涉及往往仅在地形条件复杂,通视条件差的两三公里甚至几百米内,在紧张的施工过程中,将其纳入统一的施工控制网是不现实也是无意义的,所以,笔者在此线路改造过程中,对每一需改造段布设独立控制,以便于施工。(对于后期将精心选择原有的控制点并将所有的控制点都纳入同一坐标系统中去即铁路控制系统中去,笔者将另文论述)。铁路控制系统中各控制点的作用之一是为了设置GPS-RTK基准站,因此要求新设控制点应设置在地势较高、视野开阔的位置,在控制点附近100m范围内不能有强电磁干扰,不能有导致多路径效应的GPS信号反射体(比如大面积水域、高大建筑物等)。