RTK測(cè)量?jī)x器定位技術(shù)是以載波相位觀測(cè)值為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS定位技術(shù)，實(shí)施動(dòng)態(tài)測(cè)量。在RTK測(cè)量?jī)x器作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)通過(guò)輸入的相應(yīng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)和投影參數(shù)，實(shí)時(shí)得到流動(dòng)站的三維坐標(biāo)及精度。

1、RTK測(cè)量?jī)x器在鐵路定測(cè)中的作業(yè)模式

1．1 選擇作業(yè)時(shí)段

鐵路沿線地物地貌復(fù)雜多變，為獲取完整的數(shù)據(jù)，必須根據(jù)衛(wèi)星可見(jiàn)預(yù)報(bào)和天氣預(yù)報(bào)選擇較佳觀測(cè)時(shí)段。衛(wèi)星的幾何分布越好，定位精度就越高，衛(wèi)星的分布情況可用用Planning 軟件 查看多項(xiàng)預(yù)測(cè)指標(biāo)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果合理安排工作計(jì)劃。

1．2 建立測(cè)區(qū)平面控制網(wǎng)

根據(jù)中線放樣資料，用GPS靜態(tài)測(cè)量方法建立測(cè)區(qū)控制網(wǎng)，相鄰點(diǎn)間間距5－8公里，并與國(guó)家點(diǎn)聯(lián)測(cè)，求出各控制點(diǎn)平面坐標(biāo)，同時(shí)投影變形不得不考慮，變形的程度與測(cè)區(qū)地理位置和高程有關(guān)，鐵路線路短則數(shù)十公里，長(zhǎng)則上千公里，跨越范圍廣，線路走向、地形情況千差萬(wàn)別，長(zhǎng)度變形各不相同。在3o投影帶的邊緣，長(zhǎng)度變形可達(dá)以上，導(dǎo)致中線樁由圖上反算的放樣長(zhǎng)度與實(shí)地測(cè)量長(zhǎng)度不一致，無(wú)法滿(mǎn)足放樣要求。因此必須采取相應(yīng)的措施消弱長(zhǎng)度變形。

1．3 高程控制測(cè)量

GPS得到的高程是大地高，而實(shí)際采用的是正常高，需要將大地高轉(zhuǎn)化為正常高。而測(cè)區(qū)的高程異常是未知數(shù)，且高程異常的變化較復(fù)雜，特別在山區(qū)精度較差。此外，新線定測(cè)要求約每隔2KM設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)，而有些地形環(huán)境不能滿(mǎn)足GPS觀測(cè)的條件，采用高程擬合的方法擬合的高程精度不能得到保證。完全用GPS替代等級(jí)水準(zhǔn)難度大。因此等級(jí)水準(zhǔn)仍采用水準(zhǔn)儀作業(yè)模式。

1．4 求取地方坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)

合理選擇控制網(wǎng)中已知的WGS84和北京54坐標(biāo)（或地方獨(dú)立網(wǎng)格坐標(biāo)）以及高程的公共點(diǎn)，求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，為RTK動(dòng)態(tài)測(cè)量做好準(zhǔn)備。選擇轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)要注意以下兩個(gè)問(wèn)題：①要選測(cè)區(qū)四周及中心的控制點(diǎn)，均勻分布；②為提高轉(zhuǎn)化精度，較好選3個(gè)以上的點(diǎn)，利用較小二乘法求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。

1．5 基準(zhǔn)站選定

基準(zhǔn)站設(shè)置除滿(mǎn)足GPS靜態(tài)觀測(cè)的條件外，還應(yīng)設(shè)在地勢(shì)較高，四周開(kāi)闊的位置，便于電臺(tái)的發(fā)射?？稍O(shè)在具有地方網(wǎng)格坐標(biāo)和WGS84坐標(biāo)的已知點(diǎn)上，也可未知點(diǎn)設(shè)站。

1.6 放樣內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

利用測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化程序完成全部計(jì)算工作。將線路的起點(diǎn)坐標(biāo)、方位角、加直線長(zhǎng)度及曲線要素輸入，程序根據(jù)里程計(jì)算出全線待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)，其中直線上每50米一個(gè)點(diǎn)，曲線上每10米一個(gè)點(diǎn)。按相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式將放樣點(diǎn)坐標(biāo)導(dǎo)出成Trimble DC文件，通過(guò)Data Transfer將DC文件導(dǎo)入到外業(yè)掌上電腦供外業(yè)調(diào)用。

1．7 外業(yè)操作

將RTK測(cè)量?jī)x器基準(zhǔn)站接收機(jī)設(shè)在基準(zhǔn)點(diǎn)上，開(kāi)機(jī)后進(jìn)行必要的系統(tǒng)設(shè)置、無(wú)線電設(shè)置及天線高等輸入工作。流動(dòng)站接收機(jī)開(kāi)機(jī)后首先進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，輸入轉(zhuǎn)換參數(shù)，再進(jìn)行流動(dòng)站的設(shè)置和初始化工作。通常公布的坐標(biāo)系統(tǒng)和大地水準(zhǔn)面模型不考慮投影中的當(dāng)?shù)仄睿虼艘ㄟ^(guò)點(diǎn)校正來(lái)減少這些偏差，獲得更精確的當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)格坐標(biāo)，且確保作業(yè)區(qū)域在校正的點(diǎn)范圍內(nèi)。

2、應(yīng)用實(shí)例

2003年我公司對(duì)官柴線延長(zhǎng)至新安煤礦鐵路專(zhuān)用線進(jìn)行定測(cè)。該專(zhuān)用線全長(zhǎng)14.095公里，測(cè)區(qū)地勢(shì)平坦，除幾處外都較適合GPS-RTK測(cè)量。作業(yè)時(shí)將基準(zhǔn)站設(shè)在大致全線中心處，距離較遠(yuǎn)待放樣點(diǎn)7km多,滿(mǎn)足作業(yè)要求。

2．1 勞動(dòng)組織及作業(yè)進(jìn)度

利用RTK測(cè)量?jī)x器技術(shù)進(jìn)行線路定測(cè)，將常規(guī)的沿線路中線測(cè)量模式改變?yōu)榫€路坐標(biāo)控制測(cè)量模式，直接利用控制點(diǎn)測(cè)設(shè)中線，一次放出整樁和加樁，無(wú)需在做交點(diǎn)的貫通測(cè)量，進(jìn)行中線、中平、斷面的一次作業(yè)。

采用1＋2作業(yè)模式：基準(zhǔn)站1人；流動(dòng)站4人，其中2人操作GPS,1人寫(xiě)樁號(hào)、打樁，1人背木樁，1人用流動(dòng)站作斷面；抄平組7人，其中2人記錄，2人司鏡，2人跑尺，1人拉鏈。

作業(yè)時(shí)，由流動(dòng)站放樣中樁點(diǎn)，抄平組馬上測(cè)其高程，另一流動(dòng)站作斷面。且根據(jù)地物地貌的屬性可對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行屬性編碼，以取代原有的中樁記錄。

實(shí)際作業(yè)進(jìn)度，每天完成新線定測(cè)2.5公里。

對(duì)于要觀測(cè)的跨線高和不適合RTK放樣的點(diǎn)，可以與全站儀相結(jié)合的方法解決；現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法用GPS測(cè)量的斷面可由抄平組完成。

2．2 精度情況

公司未配GPS時(shí)，均采用全站儀放樣，多年實(shí)踐表明，全站儀中線測(cè)量精度較高，為檢驗(yàn)GPS-RTK測(cè)量的精度，我們事先用全站儀放樣一段線路，并將結(jié)果作為參考值，兩種作業(yè)模式的成果比較如下：

坐 標(biāo) 比 較

3、RTK動(dòng)態(tài)測(cè)量的特點(diǎn)

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析,較大平面較差為7mm，因此，我們認(rèn)為RTK測(cè)量?jī)x器成果質(zhì)量可信。

1）在能夠接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的任何地方，可進(jìn)行全天候作業(yè)。

2）經(jīng)典GPS測(cè)量不具備實(shí)時(shí)性，RTK動(dòng)態(tài)測(cè)量彌補(bǔ)這一缺陷，放樣精度可達(dá)到厘米級(jí)，誤差不累積。

3）流動(dòng)站利用同一基準(zhǔn)站信息可各自獨(dú)立開(kāi)展工作。

4）實(shí)時(shí)提供測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)，現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)對(duì)觀測(cè)質(zhì)量進(jìn)行檢查，避免外業(yè)出現(xiàn)返工。

5）GPS誤差不累積。

4、結(jié)束語(yǔ)

RTK測(cè)量?jī)x器技術(shù)不僅能達(dá)到較高的定位精度，而且大大提高了測(cè)量的工作效率，隨著RTK測(cè)量?jī)x器技術(shù)的提高，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用到測(cè)圖工作中。通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理程序，可大大減輕了測(cè)量人員的內(nèi)外業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，因此RTK技術(shù)在鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。