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测绘新技术在铁路既有线测量中的应用
摘要:铁路建设规模的不断扩大,使得既有铁路勘测设计任务逐渐增多,因此推动了铁路既有线测绘新技术的发展,在铁路既有线测量中,结合计算机软件技术,并应用GPS-RTK技术,可以绘制出铁路既有线精确的测量图形,实现智能化操作,有利于避免以往铁路既有线测量中存在的人为误差。
关键词:测绘新技术;既有线测量;应用
引言:在铁路工程中,需要对铁路工程项目所在位置通过计算机技术、网络通讯技术等进行结合,实现对铁路既有线测量,在测绘新技术中,使用GPS-RTK技术,对接收到的载波相位进行测定,由于GPS-RTK技术传播方式以直射、折射、散射为主,并具有极高的穿透力,以此可以提高铁路既有线测量的有效性。
1.测绘新技术在铁路既有线测量中的工作原理
1.1测绘新技术的工作原理
在铁路既有线测量中,使用的测绘新技术主要是GPS-RTK技术,而GPS-RTK技术也被称为载波相位差分析技术,主要是对铁路既有线相同站点载波相位进行观测的差分方法。在实际使用中,将GPS接收机安装在已知点上,并对GPS卫星进行观测,可以实现载波相位观测量调制到基准站的载波位置上,对基准站进行调解,可以得到基准站自载波相位观测量。在铁路既有线的测量中,为了避免对GPS-RTK技术产生影响,就需要将GPS-RTK的基准站架设在中央区域的最高控制位置,有利于缩短各个测点到基准站的距离,从而满足GPS-RTK这种新的测绘技术要求[1]。GPS-RTK技术在铁路既有线测量中,采用的是特高频无线电波的方式,由于这种无线电波具有极强的穿透能经历,同时也容易受到物体的发射和折射的影响,所以在铁路既有线路道床的钢轨上,对GPS-RTK技术有着一定的影响。为了避免对其受到的影响,在铁路既有线测量中,需要将基准站架设在测定区域的最高控制点位置,并将基准站和流动站的天线架设到一定高度,可以有效地缩短各个测点到基准站的距离。通过这种方式,最终使各测点到基准站距离可以满足电磁波涌视效果,从而采用GPS-RTK技术进行全站仪的测量模式。
1.2既有线测量的特点
做好铁路既有线的测量,可以给铁路的养护、维修以及建设提供必要的数据信息资料,但由于数据处理方法和精度评价不同于其他测量方法,所以在铁路既有线测量中,通常以基本控制线的方向进行测量。如果行车轨道受行车和养护的扰动不能保持在原来的位置,那么在道床以外的设置当中,可以为外移桩作为基准点进行中线的测定。而在曲线地段,因为视线不良的原因,为了更好地保证测量的精度,就需要保证测量人员的人身、仪器和行车的安全,所以铁路既有线测量是一项比较繁重的绘测工作。
2.测量过程中存在的问题和测量方法
2.1测量中需要注意的问题
在铁路既有线测量中,首先存在的问题就是转换参数的确定性,由于GPS-RTK技术在定位过程中,相关基准站的控制点坐标通常采用的是国家坐标系。因此在计算坐标系时,如果对铁路既有线连点坐标系数之间缺乏足够的参数转换,就会导致GPS-RTK技术的最终参数难以确定[2]。其次是对基准站的安置过程中,为了更好地实现对GPS-RTK技术的定位,在选择基准站时,应该采集准确的坐标计算参数,并输入正确的控制点坐标,只有选择哪些架设地势比较高且视野较为开阔的区域,才能使GPS-RTK更好的接受卫星信号 ,避免受到其他信号的干扰。最后是在数据通讯连接的稳定中要时刻注意数据链的连接情况,同时还要注意卫星的锁定情况,一旦数据丢失后,那么流动站就需要对所选的数据链和卫星信号进行处理,通过重新初始化的方式,使卫星流动站信号得到重启。
2.2测量方法
通过以GPS控制作为基础,测设明线部分的线位,实现测设中线上的转点,并使用GPS作为控制点以及转折点作为基础,可以测设中桩。在铁路既有线的测量中,使用GPS-RTK技术的具体施工方法中,在定线放样时,可以对已知的GPS控制点建立相应的基准站,能够实现对GPS信号的接受,当基准站开机后,就可以对卫星信号进行跟踪,最终实现对通信设备发射差分信号,从而将坐标和观测值等信息数据能够直接发送出去。通常对铁路中心测点进行卫星信号的跟踪过程中,还需要对GPS-RTK技术设备的载波信号进行时差分处理,有利于得到基准站和流动站的向量信号[3]。而在这个过程中,基线向量和基准站坐标可以得到实时流动站点的坐标信号,因此在对坐标进行相关参数转换时,能够得到不同流动站的转换参数坐标,使坐标所在的相关位置与放样点的偏距、方位以及精度更好地满足最终要求。而在GPS-RTK这种新的绘测技术中,由于GPS-RTK技术可以实现与数颗卫星同步,所以在铁路既有线的绘测过程中,可以做到连续跟踪的情况使基准站以及流动站的距离保持在20公里的范围内,可以做到实时监控的目的。
3.GPS-RTK技术在铁路既有线测量中的应用分析
3.1对铁路地形图和横断面进行测量
首先在铁路既有线测量中,如果铁路有改建或者增建第二线路时,就需要测量不同区段的地形图,使既有线两侧地形图测量按照左右各五十米的带状范围进行全站仪测量。在测量过程中,如果跑点的人员在待测点时,就需要观测人员的瞄准时间和对准时间,利用GPS-RTK技术可以大幅度的节约时间,同时也不会出现重测、漏测的情况。如果线路两侧有厂房等比较密集的区域,在使用GPS-RTK技术测量时,不能完全不设图根导线点,并且还可以利用全站仪内存记录碎部点,实现由自动传输数据到人工数据的处理,有利于解决掉存在的相应问题,不但可以避免记录的错误,同时也可以提高测量施工工作效率。其次铁路既有线横断面的测量中,通常测量的标记在二十米左右,如果遇到高路堤的路段,还需要将测量仪架设到路堤上进行测量,随后逐渐转移到另外一侧的路堤上。这种测量方式给施工带来了很大的不便之处,但如果使用GPS-RTK技术进行铁路既有线测量,可以快速完成测量施工,甚至是遇到涵洞、道口等特殊铁路路段,使用GPS-RTK技术进行测量,也不会出现重复测量以及漏测的情况。
3.2针对既有线线路的测量
由于GPS静态定位技术首级控制精准测量部分的控制平面坐标高度测量中,利用GPS-RTK技术能够快速完成根控制测量的方法,通常只需要数秒钟,就可以完成测量,同时测量的精确度低于3厘米[4]。但由于使用GPS-RTK技术进行测量时,遇到卫星信号较弱的区域,如山村、乡镇、学校、河畔地区时,会导致GPS-RTK技术的测量效应减弱,这种情况下,使用全站仪进行坐标测量,并利用平差软件和随机配备的电子手簿,可以测定出铁路既有线平面和高程的全部数据。而在既有线的曲线测量中,有的曲线位于深路堑中,且缺陷长而半径比较小,导致整个绘测的通视条件不够好,因此会使测量误差出现累积,而使用GPS-RTK技术则不需要担心这些问题,因为GPS-RTK技术可以快速准确的完成测量任务。
结束语:在铁路既有线测量中,使用GPS-RTK这种全新的测绘技术,是因为GPS-RTK技术具有较高的自动化程度,所以GPS-RTK技术在铁路测绘中能够做到精度高、准确性高等特征,使得GPS-RTK技术在铁路既有线测量中得到了广泛的应用。
参考文献
[1]孔文琼, 张瑜都. 浅析测绘新技术在建筑工程测量中的应用[J]. 居舍, 2019(11):55.
[2]孔文琼, 张瑜都. 测绘新技术在建筑工程测量中的应用[J]. 粘接, 2019, 40(008):87-91.
[3]朱雯静. 测绘新技术在建筑工程测量中的应用[J]. 现代职业教育, 2020, No.178(04):208-209.
[4]张超. 测绘新技术在测绘工程测量中的应用[J]. 住宅与房地产, 2020, No.565(06):212-212.
张小雷1988.11,汉,甘肃通渭,大专,助理工程师,中铁二十一局集团第五工程有限公司,铁路工程_既有线改造测量方面,
中铁二十一局集团第五工程有限公司 741020
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