鐵路測(cè)量具有測(cè)區(qū)范圍大、跨越地域廣、測(cè)程遠(yuǎn)、情況復(fù)雜、測(cè)繪內(nèi)容多等特點(diǎn)。用早期的常規(guī)方法進(jìn)行測(cè)量 耗時(shí)較長(zhǎng)、外業(yè)工作量大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理繁雜、精度較低，不能快速便捷地為鐵路設(shè)計(jì)提供詳實(shí)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)測(cè)繪資料。隨著全站儀和GPS技術(shù)的廣泛應(yīng)用，鐵路常規(guī)測(cè)量方法已逐步被現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)所代替。
全站儀
全站儀是電子經(jīng)緯儀、電磁波測(cè)距儀、微型電腦的有機(jī)結(jié)合體，是一種能夠直接測(cè)定地面點(diǎn)三維坐標(biāo)并自動(dòng)存儲(chǔ)的電子儀器。用全站儀進(jìn)行測(cè)量比以前各種傳統(tǒng)方法均有較大優(yōu)勢(shì)，并且在鐵路測(cè)量中也得到廣泛應(yīng)用。
優(yōu)點(diǎn)有：
- 操作簡(jiǎn)單并逐漸向“自動(dòng)”化方向發(fā)展；
- 無(wú)需記錄，無(wú)需計(jì)算，直接獲取地面點(diǎn)三維坐標(biāo)：
- 外業(yè)人員配備少，一般5人左右即可，工作效率高；
- 有較高的測(cè)距和測(cè)角精度，其的缺點(diǎn)就是要求通視良好，受地形和人為因素影響大。
GPS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)
GPS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)取代了常規(guī)測(cè)量方法，成為測(cè)定和建立各種類型和等級(jí)控制網(wǎng)的主要手段。與常規(guī)方法相比，GPS在布設(shè)和測(cè)定控制網(wǎng)方面有其明顯的優(yōu)勢(shì)：
- 選點(diǎn)靈活，無(wú)需通視，作業(yè)范圍大，作業(yè)成本降低；
- 測(cè)量精度高，GPS基線向量的相對(duì)精度可達(dá)到1/100000左右，常規(guī)測(cè)量方法很難達(dá)到；
- 受氣候條件影響較小，一次觀測(cè)時(shí)間短：
- 觀測(cè)、處理自動(dòng)化，系列化。
GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)
實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(Real Time Kinematic，簡(jiǎn)稱RTK)測(cè)量技術(shù)是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)，它是GPS測(cè)量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新突破。它能夠?qū)崟r(shí)的提供測(cè)點(diǎn)在坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK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，移動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。使用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量具有以下優(yōu)點(diǎn)：
- 降低了作業(yè)條件，RTK技術(shù)不要求兩點(diǎn)問(wèn)通視；
- 定位精度高，只要滿足RTK的測(cè)量條件，在一定的測(cè)量范圍內(nèi)，平面精度可達(dá)到1cm+1ppm，高程精度可達(dá)到2cm+1ppm；
- 作業(yè)效率高，在一般地形下，一次測(cè)站即可完成5-10km半徑的測(cè)區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測(cè)量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和測(cè)站儀器的“搬站”次數(shù)，作業(yè)速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低、節(jié)省了外業(yè)費(fèi)用；
- 操作簡(jiǎn)便，作業(yè)自動(dòng)化，集成化程度高，測(cè)繪功能、數(shù)據(jù)處理能力*。
但是數(shù)據(jù)鏈的傳輸受高頻信號(hào)源的干擾較大，高大山體、建筑物和樹(shù)木會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)鏈的傳輸產(chǎn)生一些干擾，這就要求基準(zhǔn)站應(yīng)避開(kāi)無(wú)線電信號(hào)干擾強(qiáng)烈的地區(qū)，電臺(tái)發(fā)射天線應(yīng)有一定的高度，應(yīng)設(shè)于測(cè)區(qū)開(kāi)闊的高點(diǎn)上，點(diǎn)周?chē)叨冉?5度以上不要有障礙物，以免信號(hào)被遮擋或吸收。
鐵路測(cè)量中的具體應(yīng)用
以武黃城際定測(cè)為例，地形困難，障礙物多，全站儀測(cè)量通視不佳，多轉(zhuǎn)點(diǎn)必然造成誤差累積，精度不夠，于是采用GPS和全站儀聯(lián)合作業(yè)的方法。
天寶5700雙頻接收機(jī)的RTK 平面精度為1cm+1ppm，RTK高程精度為2cm+1ppm，在本項(xiàng)目的大部分地段RTK技術(shù)相當(dāng)方便，只需移動(dòng)站在電臺(tái)信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)采集外業(yè)數(shù)據(jù)即可，這樣降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短了工作時(shí)間、提高了精度、達(dá)到了事半功倍的效果。但是在一些困難地段，單純使用GPS作業(yè)很難實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)沿線調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)困難地段多為山與山之間的洼地，GPS要從CPI控制點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)才能開(kāi)展工作，而且信號(hào)覆蓋范圍小，工作面鋪不開(kāi)：于是我們安排GPS在兩山山腰放一對(duì)通視的控制樁，再由全站儀跟進(jìn)作業(yè)。比如DK62+600～ DK63+500、DK66+050～+550隧道口均處洼地，在山腰處放一對(duì)通視的控制點(diǎn)(控制點(diǎn)為中線上的點(diǎn))，使用全站儀完成具體測(cè)量工作。測(cè)量中我們只需要保證在做點(diǎn)校正時(shí)，所選擇的校正點(diǎn)網(wǎng)能覆蓋測(cè)區(qū)，從而使坐標(biāo)轉(zhuǎn)換最貼近測(cè)區(qū)地形，在局部地區(qū)使用全站儀配合GPS作業(yè)是可行的，也是可以滿足技術(shù)要求的。這樣做既節(jié)約了工作時(shí)間，提高了作業(yè)效率，還有效確保了測(cè)量精度。
鐵路中樁高程測(cè)量時(shí)無(wú)需使用傳統(tǒng)的方法，使用RTK技術(shù)進(jìn)行“點(diǎn)放樣”或“線路放樣”在放出中樁的同時(shí)便可測(cè)定該中樁的實(shí)際高程。在電臺(tái)信號(hào)不好的路段，可采用聯(lián)合作業(yè)方法施測(cè)。這樣就把傳統(tǒng)方法中的“中線組”和“水平組”合并為了一個(gè)組，簡(jiǎn)化了工作程序，避免人力資源的浪費(fèi)，并且精度也有保證。我們?cè)谥芯€測(cè)設(shè)中，放中樁的同時(shí)測(cè)出了高程，只要注意幾點(diǎn)。
：保證校正點(diǎn)網(wǎng)覆蓋測(cè)區(qū)。
第二：放普通中樁GPS測(cè)10秒，放中樁控制樁測(cè)l80秒以上。在傳統(tǒng)方法中，扁樁的水平允許誤差是100毫米，高程允許誤差是5O毫米，方樁是20毫米(五等測(cè)量中)，經(jīng)過(guò)近兩年十幾個(gè)項(xiàng)目驗(yàn)證，精度*可以保證。
所以用RTK合并中樁及水平組不但可行，精度會(huì)更高。尤其在山區(qū)難以抄平時(shí)，更是如此。對(duì)于斷面測(cè)量及放孔，它們的精度要求與中線相同，所以用RTK操作精度上沒(méi)有問(wèn)題：實(shí)際操作中，只需要通過(guò)RTK功能中的“線路放樣”即可實(shí)現(xiàn)。也遇到過(guò)山洼GPS信號(hào)不好的情況，這時(shí)只有用全站儀作業(yè)，或先由GPS放兩個(gè)控制樁，再由全站儀跟進(jìn)作業(yè)。
全站儀和GPS技術(shù)已成為現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的重要組成部分，在鐵路測(cè)量中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，與其他測(cè)量方法相比確有明顯的優(yōu)勢(shì)，但也有自身的缺陷和不足，如果在實(shí)際工作中能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短，相互補(bǔ)充，協(xié)同作業(yè)，將會(huì)大大提高工作效率。
信息標(biāo)題：全站儀和GPS在鐵路測(cè)量中的綜合應(yīng)用
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