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1、GPS-RTK技術(shù)在鐵路地質(zhì)鉆孔放線測(cè)量中應(yīng)用 摘要：RTK技術(shù)的出現(xiàn)，使得野外實(shí)時(shí)測(cè)量精度達(dá)厘米級(jí)，它具有實(shí)時(shí)性好，精度高，速度快等優(yōu)點(diǎn)，是常規(guī)測(cè)量所無法比擬的，但要實(shí)現(xiàn)RTK的應(yīng)用，至少需要2臺(tái)以上的主機(jī)，況且GPS設(shè)備價(jià)格都不菲。但隨著我國對(duì)高速鐵路投資越來越大，資金問題已影響不大。因此，GPS-RTK在高鐵工程中從線路的測(cè)設(shè)，數(shù)據(jù)采集，線路放樣，應(yīng)用越來越廣。主要從RTK技術(shù)在鐵路測(cè)量中的工作模式、數(shù)據(jù)鏈結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)、RTK作業(yè)步驟、RTK成果精度影響因素等方面，進(jìn)一步討論其在實(shí)際鐵路測(cè)量中
2、的控制測(cè)量，線路勘探，中線測(cè)量，施工放樣等方面的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：GPS-RTK；基準(zhǔn)站；流動(dòng)站；放樣中圖分類號(hào)：U231文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A引言在工程施工中，越來越多的時(shí)候需要在野外快速得到一些測(cè)量數(shù)據(jù)，如快速測(cè)量并得到面積、快速測(cè)量原地面高程進(jìn)而修改邊坡的坡度、快速放樣施工邊界保證施工進(jìn)度等。盡管常規(guī)測(cè)量也可以滿足需要，但常規(guī)測(cè)量在實(shí)效性方面有著先天性的不足，而RTK技術(shù)的出現(xiàn)，可以很容易的到達(dá)這一點(diǎn)。7RTK利用載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分的技術(shù)，是GPS應(yīng)用的重大突破，它的出現(xiàn)給控制測(cè)量、工程放樣、地形測(cè)量、及各
3、種測(cè)量帶來了便捷，有效的提高了野外工作效率。在修建鐵路前都要進(jìn)行地質(zhì)勘探測(cè)量，地質(zhì)鉆孔位置的放樣是地質(zhì)勘探的基礎(chǔ)，由于GPS-RTK是以載波相位觀測(cè)量實(shí)時(shí)差分為依據(jù)的動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能在施測(cè)的過程中實(shí)時(shí)得到三維坐標(biāo)(平面坐標(biāo)及高程)，且測(cè)量精度可達(dá)到厘米級(jí)，這就使其應(yīng)用在鐵路鉆孔放樣測(cè)量中成為可能。一、GPS-RTK技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀GPS全球定位系統(tǒng)科技領(lǐng)先，覆蓋全球，功能強(qiáng)大，具有全天候連續(xù)性的定位功能，提供三維坐標(biāo)精密無誤，能為各類用戶服務(wù)，周全快速；GPS分為常規(guī)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量兩種，根據(jù)載波相位測(cè)量局
4、域差方法原理，依照差分計(jì)算得出數(shù)據(jù)，根據(jù)算法模型，作業(yè)模型分為幾大種類，其中就有RTK、靜態(tài)、快速靜態(tài)等等；地殼變形觀測(cè)使用靜態(tài)作業(yè)模式，用于精度較高的測(cè)量，普通的工程測(cè)量使用快速靜態(tài)方法，碎部測(cè)量如數(shù)據(jù)采集，一般使用RTK測(cè)量，其特點(diǎn)省時(shí)高效精度高；GPS定位主流中，非RTK技術(shù)莫屬。GPS性能強(qiáng)大，不受時(shí)空所限，精度高，服務(wù)完善，設(shè)備先進(jìn)。二、RTK技術(shù)特點(diǎn)（一）、RTK的軟件環(huán)境7目前應(yīng)用最為廣泛的GPS數(shù)據(jù)處理軟件有天寶公司的TrimbleGeomaticsOffice、徠卡公司的LGO等。一般
5、要求軟件可以實(shí)時(shí)對(duì)載波相位觀測(cè)值進(jìn)行求解。并根據(jù)轉(zhuǎn)換參數(shù)、基準(zhǔn)站的坐標(biāo)，快速求解出實(shí)時(shí)相對(duì)于基準(zhǔn)站的相對(duì)坐標(biāo)值。另外軟件還應(yīng)該具有對(duì)靜態(tài)、快速靜態(tài)、基線解算、網(wǎng)平差、參數(shù)求解、大地水準(zhǔn)面模型、放樣數(shù)據(jù)的編輯及上傳等功能。（二）、整周未知數(shù)的搜索技術(shù)RTK的數(shù)據(jù)處理時(shí)在實(shí)時(shí)狀態(tài)下在控制器（手簿）內(nèi)進(jìn)行的，它基于線性無偏最小方差估計(jì)原理卡爾曼濾波技術(shù)來處理每一個(gè)歷元的觀測(cè)值，一般說，RTK作業(yè)的數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵是對(duì)整周未知數(shù)的快速求解。實(shí)時(shí)的搜索并且唯一的判斷相對(duì)載波相位觀測(cè)量的初始化整周未知數(shù)。常用的搜索方
6、法有：優(yōu)化Cholesky分解法；消去法；整周未知數(shù)快速逼近法（FARAf法）；模糊度函數(shù)法。一般說來，優(yōu)化Cholesky分解法采用的是當(dāng)前時(shí)刻為止的所有的歷元觀測(cè)值，同時(shí)會(huì)自動(dòng)追加觀測(cè)值，與其他的搜索方法相比較。它的搜索效率是十分的顯著的。三、GPS-RTK放樣測(cè)量流程71)收集測(cè)區(qū)控制點(diǎn)資料。作業(yè)前應(yīng)先收集測(cè)區(qū)的控制點(diǎn)資料，包括控制點(diǎn)的坐標(biāo)、等級(jí)、中央子午線、坐標(biāo)系，是常規(guī)網(wǎng)還是GPS控制網(wǎng)、控制點(diǎn)的地形和位置是否適合作動(dòng)態(tài)GPS的參考站。如無可用控制點(diǎn)，尚需布設(shè)及測(cè)求GPS控制網(wǎng)。2)測(cè)區(qū)布置及
7、參數(shù)設(shè)置。在實(shí)施放樣測(cè)量前，應(yīng)對(duì)整個(gè)測(cè)區(qū)進(jìn)行合理布置，一般應(yīng)將測(cè)區(qū)分成若干個(gè)測(cè)段(測(cè)段長不超過10km)，且應(yīng)使每個(gè)測(cè)段的控制點(diǎn)較均勻的分布在測(cè)段內(nèi)。同時(shí)，還應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)，如定義要求的配置集、數(shù)據(jù)保存位置、坐標(biāo)系統(tǒng)、天線類型、限差、衛(wèi)星高度角等。3)求出測(cè)區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)。實(shí)際作業(yè)時(shí)，根據(jù)控制點(diǎn)的分布情況，選用每個(gè)測(cè)段內(nèi)至少3個(gè)以上分別有WGS-84地心坐標(biāo)和北京54坐標(biāo)或當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)的控制點(diǎn)，由水準(zhǔn)網(wǎng)資料可獲得選用點(diǎn)的高程，利用系統(tǒng)的相關(guān)軟件可求解出各測(cè)段的7個(gè)(或3個(gè))轉(zhuǎn)換參數(shù)。為了得到RTK高程，還
8、要求取測(cè)段比較準(zhǔn)確的高程異常模型。4)基準(zhǔn)站的選定和安置。根據(jù)各測(cè)段的控制點(diǎn)情況，選擇堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定、地勢(shì)較高、臨空面廣闊、交通方便的位置作為基準(zhǔn)站的架設(shè)點(diǎn)。為保證測(cè)量精度，基準(zhǔn)站一般架設(shè)于各測(cè)段的中部，在基準(zhǔn)站接收機(jī)上輸入WGS-84坐標(biāo)，各相關(guān)參數(shù)、天線高、作業(yè)名、測(cè)站名等。5)野外放樣測(cè)量。通過衛(wèi)星預(yù)報(bào)，選擇最佳觀測(cè)時(shí)間，實(shí)測(cè)時(shí)在流動(dòng)站要正確輸入各項(xiàng)參數(shù)及設(shè)計(jì)線路坐標(biāo)，并做好初始化工作。四、中線測(cè)量與施工放樣利用RTK-GPS功能，我們可以
