GPS在鐵路工程測量中的應(yīng)用探討

周小平

【摘 ?要】人類社會在快速的向前發(fā)展，科技水平在整體發(fā)展的過程當中，有了大幅度的提高。全球定位系統(tǒng)是美國衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)的一項發(fā)明創(chuàng)造，被廣泛地應(yīng)用于鐵路測量領(lǐng)域當中，為鐵路行業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻。我國鐵路工程測量領(lǐng)域當中也廣泛地應(yīng)用了GPS技術(shù)，從而推動了我國鐵路工程測量事業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。針對GPS這項創(chuàng)新的技術(shù)，通過分析其工作原理和整體應(yīng)用的優(yōu)點，對具體的測量應(yīng)用細節(jié)進行研究探討，以此來推動我國鐵路工程測量領(lǐng)域整體的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】GPS;鐵路工程;靜態(tài)測量技術(shù);應(yīng)用研究

引言

我國的經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)正在飛速地向前發(fā)展，高速鐵路在整體建設(shè)的過程當中步伐逐漸加快，鐵路建設(shè)工程越來越多，鐵路工程測量技術(shù)得到了更加廣泛地應(yīng)用。隨著人們生活水平的提高，原來對于高速鐵路質(zhì)量的要求越來越多，尤其是鐵路工程測量方面。從目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，鐵路工程在進行測量時主要應(yīng)用電子全站儀等相關(guān)設(shè)備，其設(shè)備在整體應(yīng)用的過程當中具有一定的局限性，不能滿足當代發(fā)展的實際需求。GPS技術(shù)的研究成功，解決了鐵路工程測量傳統(tǒng)設(shè)備的局限性問題，大幅度提高了工程測量的工作效率和工作質(zhì)量。

一、GPS的相關(guān)理論概述

全球定位系統(tǒng)也就是GPS，歸屬于美國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其功能非常的齊全，能夠精準的進行定位和實時傳輸數(shù)據(jù)，具有全球性、實時性和全天候的優(yōu)勢。將全球定位系統(tǒng)應(yīng)用于鐵路工程測量當中，能夠為鐵路測量工作提供更加精準的相關(guān)數(shù)據(jù)，比如說三維坐標。GPS技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于鐵路工程測量工作當中，已經(jīng)成為了應(yīng)用作為廣泛的技術(shù)。相對測定系統(tǒng)是鐵路工程測量工作最為經(jīng)常使用的GPS定位系統(tǒng)，其主要組成部分有多顆GPS衛(wèi)星、地面監(jiān)控系統(tǒng)、信號接收設(shè)備。這些設(shè)備的主要功能是負責(zé)接收和傳輸一些導(dǎo)航信息，確?？梢约皶r的收到有關(guān)部門所傳達的各項控制命令，對相關(guān)導(dǎo)航信息進行儲存并執(zhí)行相應(yīng)的內(nèi)容。在衛(wèi)星上會存在著一些微處理，可以快速的對必要的數(shù)據(jù)進行簡單的篩選，以便于可以快速的對GPS相關(guān)用戶進行導(dǎo)航信息的傳輸，最終就可以進行更加精準的定位。

二、GPS技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

全球定位系統(tǒng)也就是GPS，是由美國研發(fā)建立的，GPS技術(shù)最早是被應(yīng)用于美國的軍事行動當中，隨著后期的廣泛使用，逐漸投入到了各行各業(yè)當中。GPS技術(shù)所具備的功能主要是為了收集一些情報，監(jiān)管測試和爆炸的一些具體信息，提高通訊整體的質(zhì)量和速率。正是因為GPS技術(shù)最早被應(yīng)用于軍事行動當中，所以其功能是要求全天候、連續(xù)、實時，因此受到了各行各業(yè)的青睞，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

三、GPS技術(shù)在上測量應(yīng)用的優(yōu)點

GPS技術(shù)一改傳統(tǒng)的工作模式和工作理念，在近年來不斷地得到技術(shù)方面的革新，被廣泛地應(yīng)用于鐵路的測量工程當中。鐵路工程測量工作整體開展的過程當中，傳統(tǒng)的測量模式具備一定的局限性，不能夠滿足現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需求。GPS技術(shù)克服了傳統(tǒng)測量方式的缺點，解決了不同測試站點之間的通視問題。將GPS技術(shù)應(yīng)用于鐵路工程測量當中，在一定程度上可以提高測量站點的靈活性，除此之外，還可以保證相關(guān)數(shù)據(jù)的準確性和安全性。在開展鐵路工程測量工作的過程當中，應(yīng)用GPS技術(shù)整體觀測的時間比較短，大幅度提高了整體測量工作的效率，縮短了以往對于站點定位觀測的時間。在具體求解坐標的過程當中，應(yīng)用GPS技術(shù)不僅可以提高數(shù)據(jù)的準確度，還可以提高求解數(shù)據(jù)的效率。應(yīng)用GPS技術(shù)可以為鐵路工程測量提供更加全面的三維坐標，除此之外，也能夠更加精準地對測定點的平面位置進行確定。GPS技術(shù)具有較高的自動化程度，在具體應(yīng)用的過程當中，整體的工序非常的簡便，由于GPS技術(shù)在工作的過程當中是處于全天候的形式，所以他可以完全避免時間、地點、氣候的局限性。

四、GPS在鐵路工程測量中的實際應(yīng)用分析

1.動態(tài)定位模式測量

實時動態(tài)定位模式測量技術(shù)在整體應(yīng)用的過程當中，是以載波相位觀測值為主要的依據(jù)，在整個環(huán)節(jié)當中充分的應(yīng)用了GPS技術(shù)，是鐵路測量事業(yè)在整體開展過程當中最為重要的技術(shù)體現(xiàn)。動態(tài)定位模式測量在鐵路工程測量工作當中得到了廣泛地應(yīng)用，其主要的組成部分是有基準站和流動站。工作在具體開展的過程當中，基準點整體的數(shù)據(jù)精度較高，接收機是系統(tǒng)當中的參考站。所有設(shè)備在安裝完成之后，需要對GPS衛(wèi)星動態(tài)進行不間斷的觀測，從而可以實時地接收到衛(wèi)星所傳遞回來的數(shù)據(jù)，最終可以獲得比較全面的三維坐標和精度較高的數(shù)據(jù)。

2.靜態(tài)或快速靜態(tài)定位模式測量

鐵路工程測量工作在整體開展的過程當中，經(jīng)常會應(yīng)用的靜態(tài)和快速靜態(tài)定位模式，可以對于國家的三角點進行更加精密的測量，簡單來說就是對于鐵路線路的控制網(wǎng)測量。鐵路工程在整體測量的過程當中，在控制相對于較高的控制網(wǎng)時，需要應(yīng)用到首級控制網(wǎng)，但是首級控制網(wǎng)在整體應(yīng)用的過程當中，相關(guān)的工作內(nèi)容和標準沒有得到規(guī)范，其中的一些測量手段和工作方法沒有得到普及。故此，由于受到一些客觀因素的影響，國家三角點毀壞的程度比較嚴重，工作人員往往會選擇全站儀對鐵路測量進行導(dǎo)線聯(lián)測，但是沒有辦法實現(xiàn)對國家三角點的聯(lián)測。為了給鐵路測量工作帶來更多的便利，對國家三角點往往會進行加密測量，采用首級控制網(wǎng)對鐵路線路進行有效的測量。

從目前的整體發(fā)展過程來看，在測量的過程當中，經(jīng)常會應(yīng)用到GPS靜態(tài)以及快速靜態(tài)定位工作模式。在具體測量的過程當中，眾多流動站上會設(shè)置GPS接收機，這些接收機會定時進行靜止觀測，與此同時，接收機會對基準站和衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)進行實時接收，在最短的時間內(nèi)計算出用戶站的三維坐標數(shù)據(jù)。在應(yīng)用靜態(tài)以及快速靜態(tài)定位測試的方法時，能夠在最短的時間內(nèi)，對所需的數(shù)據(jù)進行精準的測量，這種測量方法可以完全的取代全站儀，能夠?qū)ο嚓P(guān)的導(dǎo)線進行更加精準的測量，做好相關(guān)控制點的加密工作。在鐵路工程測量的整體過程當中，應(yīng)用靜態(tài)以及快速靜態(tài)測量方法，加大了整體工程的工作量，提高了工作整體的工作質(zhì)量和工作效率。靜態(tài)測量方法相較于傳統(tǒng)的常規(guī)測量方法來說，測站之間不需要通視，能夠高效和高精度的完成平面控制測量。除此之外，數(shù)據(jù)測量的精度比較高，隨著距離的不斷增長，GPS測量的準確度和優(yōu)勢也在得到凸顯，整體觀察和測量所耗時間比較短。

五、結(jié)束語

綜上所述，GPS技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)，尤其是在鐵路工程測量行業(yè)中得到了廣泛的認可。鐵路工程測量工作整體開展的過程當中，傳統(tǒng)的測量模式具備一定的局限性，將GPS技術(shù)應(yīng)用于鐵路工程測量當中，在一定程度上可以提高測量站點的靈活性，縮短了以往對于站點定位觀測的時間。將GPS技術(shù)應(yīng)用于鐵路工程測量中，無疑提高了工程整體的工作質(zhì)量和效率，推動了我國鐵路工程測量事業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：中鐵北京工程局集團第一工程有限公司）