GPS技术在伊白铁路测量中的应用

1伊白铁路的首级控制测量

在铁路的设计完成后，线路的初测和定测是一项十分重要的任务。施测时既要满足规范中的精度要求，又要满足施工的进度要求.在初测阶段的导线测量采用GPS技术是完全能满足精度要求的，

伊白铁路的走向大致位于东经118，38'-119.17'，北纬44.57°-45.16°。初测阶段坐标系统采用1954北京坐标系3度投影带第40带，中央子午线120°

1.1作业的技术依据

（l）CJJ73-97《全球定位系统城市测量技术规程》；

（2）GB12898-91《国家三、四等水准测量规范》；

（3）CJJ8-99《城市测量规范》；

（4）《铁路工程测量技术手册》（铁道第三勘察设计院）；

（5）铁路勘测细细则（铁道第三勘察设计院标准）；

（6）勘测工作检查和资料验收办法（铁道第三勘察设计院标准）；

1.2已有的测绘资料

测量之前已经从内蒙古测绘资料馆收集到测区的1：5万地形图以及测区内的已有控制点，经踏勘发现测区内Ⅳ等以上控制点有6个，分别为：奥兰哈达北（Ⅲ）、萨青套勒盖（II）、1074高地（Ⅲ）。标石保存完好，可以作为首级控制的起算点。

1.3首级控制网的布设及观测

GPS控制点的点位布设在铁路中线附近点位基本布设在特大桥及车站内，点对之间距离为300-400米，共计布设GPS点对24对。按GPS-D级网的精度进行观测，首级控制网的观测采用南方双频GPS接收机，采用边连接的方式布网，每个时段观测时间大于50分钟，卫星高度角大于15度，数据采集间隔为15s，观测时间大于等于50min，点位几何强度因子（GDOP）≤6，观测时段为1个时段，有效卫星总数大于等于4颗。在观测过程中严禁使用手机等移动设备，并保证同时开机，观测过程中时刻注意水平气泡是否居中。

GPS网的平差采用南方公司的GPS后处理软件进行基线解算和网平差，并纳入已知的6个已知点的坐标进行约束，最后求得点位在I954北京坐标系下的坐标。整个网共有闭合环399个，其中同步环323个，异步环76个、复测基线7条，同步环全长相对闭合差如表一所示：

造成点位误差大的原因是由于部分点位附近临近大山，而且由于个别边长较短，使得网中边长相差较大，影响了网的精度，约束平差的精度如表五所示，单位权中误差0.139652（米）。

2利用GPS-RTK技术进行铁路的中桩测设

RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，是GPS测量技术中的一种新的突破，可在野外获取点位厘米级的水平精度。其基本思想是：在基准站上设置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，井将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，在流动站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度，采用动态GPS-RTK测量技术，测量人员只需在完成点校正后，就能获取点在当地坐标系中的坐标。

2.1RTK技术作业的基准选择

伊白线的走向位于东经120度经线以西100公里处，并且测区平均高程在800米以上，如果按照《城市测量规范》中的相关技术要求选择国家标准3度带，则不满足每公里1/45000的要求，所以伊白线的中桩放线采用了抵偿坐标系。我们根据Excel表格编制的投影变形计算公式分析计算得知，伊白铁路的施工坐标系应该投影于中央子午线119度，平均高程面I000米的独立坐标系上，这样就能抵消由高程和长度引起的变形。

2.2RTK放铁路中线的方法

利用RTK技术放铁路中线时基准站可架设在已知的控制点上，也可任意架设基准站。由于铁路中线的放线精度高，对点校正也有一定的要求，采用校正的点应覆盖施测的铁路线范围以内。伊白线共有8个铁路施工段，在放线过程中，我们按照每个标段分别设立基准站，点校正也分别做到一个标段一个校正，这样可以最大程度的保证所放的点的精度是够的。我们放线使用的RTK是合众思壮的E650接收机，由于中线采用的坐标是独立坐标，在放线之前应该在RTK手簿中设置一个中央子午线为119度的独立坐标系，根据E650手簿解算软件的特点，独立坐标系的长半轴应为6379245米，扁率298.3。

具体实施过程如下四：定线放样时，通常基准站应选择在地势较高，观测条件较好且视角较大距施放点位距离较近的位置上。实际放线时，在每个标段的中间位置建立一个基准站，并在其上安置一台GPS接收机，开机后跟踪所有可见卫星，并通过通信设备发射差分信号，将测站的坐标、观测值，卫星跟踪状态和接收机工作状态通过数据链发送出去。另两台流动站接收机在线路中心相应的测点跟踪卫星信号，将载波相位观测值实时进行差分处理，得到基准站和流动站基线向量（△X，△Y，△Z）；基线向量加上基准站坐标实时得到流动站每个点的WGS-84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的三维坐标，实测坐标与设计坐标进行比较，就可以实时得到所在位置与放样点的偏距、方位及放样精度，放样精度满足要求时得到放样点。观测时至少同步观测4颗以上分布良好的卫星，并在运动过程中保持连续跟踪，同时基准站与流动站的距离不应超过l0km。流动站放中线点位时，直线部分200米一个点，曲线部分50米一个点。当接收机距点位1米以内时，手簿上显示的就是实际方位的差值，这样就可根据指北针精确确定实际点位了。在放好点位后，应退回到RIK测量的界面，实测一下所放点位的坐标，检核一下点位的实际坐标与设计坐标的差值是否符合设计要求。