GPS技术在张呼铁路工程中的应用.docx

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GPS技术在张呼铁路工程中的应用

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摘要:随着我国高速铁路的日益建设和发展，其测量技术也在与时俱进，尤其是GPS作为近年来崭露头角的新兴技术正被铁路工作者瞩目。这种最早作为情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的开发出的技术，经过30余年的发展变化，现在以其速度快,精度高,全天候,不受通视条件限制、省费用、操作简便等优良特性，被广泛应用于施工测量中大地控制网的建立、施工放样、测图、变形观测、航空摄影测量、海测和地理信息系统中地理数据采集等领域。本文将阐述GPS技术在张呼铁路工程中的具体应用，以及使用过程中的使用技巧及注意问题。

关键词:GPS技术RTK静态定位

GPS又称为全球定位系统（GlobalPositioningSystem）是美国从上世纪70年代开始研制，历时20年耗资200亿美元，于1994年3月完成其整体部署，实现其全天候、高精度和全球的覆盖能力。现在GPS与现代通信技术相结合，使得测定地球表面三维坐标的方法，从静态发展到动态，从数据后处理发展到实时的定位与导航，极大地扩展了它的应用广度和深度。载波相位差分法GPS技术可以极大提高相对定位精度，在小范围内可以达到厘米级精度。此外由于GPS测量技术对测点间地通视和几何图形等方面地要求比常规测量方法灵活、方便已完全可以用来施测各种等级地控制网，在精度、效率、成本等方面显示出巨大的优越性。

1GPS技术在张呼铁路工程中的应用优势

我单位承建的新建张家口至呼和浩特ZHZQ-1标线路全长27km，其中特大桥3座总长24km，特殊结构连续梁共11座，路基总长3km，框架桥涵15座，线下工程施工工期24个月。在面临施工工期短，任务重，地质差等不利因素下，采用传统的数字测图技术进行放样是远远跟不上施工进度，也很难保证施工质量与放样精度。于是在项目建设初期，我单位就购买一组GPS接收机用于施工控制网的建立以及日常测量放样。

事实证明，GPS技术在施工生产中发挥了无可比拟的优势，尤其是RTK技术运用，即实施载波相位测量的简称，发挥了以下测量优势：

1.1能够全天候进行作业。

目前GPS接收机可收到北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS以及欧盟GALILEO四大导航系统的协作支持，卫星数目较多且分布均匀，可以在地球上任何地点、任何时间至少可以同时观测到4颗卫星。一般情况下，除打雷闪电不宜观测外，其他天气(如阴雨下雪、起风大雾等)也不受影响，对缩短建设工期有极大贡献。

1.2定位精度高

动态定位测量前需要在基准站点上静态观测2～10s以进行初始化工作，之后流动站就可以接收卫星信号进行解算，并连同基准站的同步观测数据，实时确定采样点的空间位置。目前，其定位精度可以达到厘米级，已经远远满足钻孔桩，路基以及部分桥梁施工要求。

1.3观测时间短，自动化程度高可大大加快工作效率。

采用RTK时，仅需一人使用仪器在要测的地形地貌碎部点静止一二秒钟，并同时输入特征编码，通过手簿就能读取当前测量点距放样点或线的纵横坐标差Dx、Dy、S以及方位，并以图形方式显示出来，同时显示测量的点位精度水平，当精度水平达到期望值时可结束该点的放样，操作起来比较直观、方便。相比传统的全站仪二人组进行放样，不仅节省了大量人力和时间，更避免了各后视点无法通视带来的麻烦以及衍生出的测量误差。

1.4可提供可靠的测量复核。

众所周知，测量复核制主要采用不同人员，不同仪器或者不同方法进行复核，而张呼铁路作为高速铁路，各项工程施工测量允许偏差非常严格。GPS本身结构特性相较于传统脆弱的光学仪器就已经提供了可靠的稳定保障。进行控制点施工校核来保证本身的准确性也是非常方便直观，这样就能与传统测图技术进行相辅相成复核，做到施工零错误。

2GPS技术在张呼铁路项目中的具体应用

2.1GPS静态定位的具体应用

我单位承建的张呼铁路管段里程长，技术要求等级高，前期部署以及复测控制加密网时注定无法采用传统的附合导线测量法，而GPS技术中的静态定位则有效地解决这一问题。布设GPS基线向量网主要分测前、测中和测后三个阶段进行。

2.1.1测前工作

俗话说“不打无准备之仗”，在进行GPS静态观测之前的准备工作也是十分重要的。首先，测量人员需掌握本项目控制网技术要求等级，每个时段需测多少时间，如张呼铁路要求控制网等级为三等，规范要求每个有效时段≥60min，事实上为了保证测量精度每个时段我们测量时间为1h30min，这样可以为后期解算基线充分保证信号质量和剔除率。其次，测量人员需掌握每个时段测区的位置和范围，控制点位的数量和位置。这样测量组就可以事先规划每个时段联测点的数量、间距和搭接点数。然后，测量人员需要做的就是在TrimbleConfigura