RTK測量技術(shù)在蒙華鐵路支柱限界采集中的應(yīng)用

劉維生

中鐵建電氣化局集團(tuán)南方工程有限公司 湖北武漢 430073

蒙華鐵路是我國最大規(guī)模的煤運(yùn)專線，蒙華鐵路的建設(shè)有利于構(gòu)建我國“北煤南運(yùn)”鐵路新通道，開發(fā)蒙陜甘寧地區(qū)煤炭資源，保障鄂湘贛等華中地區(qū)能源供應(yīng)，完善鐵路網(wǎng)布局，促進(jìn)沿線經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。在蒙華鐵路接觸網(wǎng)專業(yè)的施工中，腕臂預(yù)配的精準(zhǔn)度將直接影響接觸網(wǎng)懸掛裝置的相關(guān)參數(shù)及穩(wěn)定性，腕臂預(yù)配準(zhǔn)確性取決于腕臂數(shù)據(jù)采集的誤差情況，支柱限界誤差控制得越小腕臂數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確。RTK測量技術(shù)具備定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒有誤差積累、操作簡便、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使用RTK對支柱限界進(jìn)行采集，滿足接觸網(wǎng)的精度要求且能取得較大的經(jīng)濟(jì)效益，本文將進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

1 RTK測量需準(zhǔn)備的內(nèi)容

1.1 RTK基準(zhǔn)站及移動(dòng)站

測量前需準(zhǔn)備好RTK儀器，儀器含RTK基準(zhǔn)站及RTK移動(dòng)站，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給移動(dòng)站，移動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果。

1.2 線路逐樁坐標(biāo)

線路逐樁坐標(biāo)是線路中每隔一定距離中樁的X,Y坐標(biāo)值（一般指線路下行的逐樁坐標(biāo)），用于生成線路中心曲線，此數(shù)據(jù)一般由設(shè)計(jì)提供。

1.3 CPⅡ成果

CPⅡ成果是指在沿線布置的坐標(biāo)點(diǎn)，為勘測、施工階段的線路平面控制和軌道控制網(wǎng)起閉的基準(zhǔn)，此數(shù)據(jù)一般由設(shè)計(jì)提供。

1.4 相關(guān)的測量工具

RTK測量前，還需配齊相關(guān)的測量工具，如50m鋼卷尺、10m卷尺、5m卷尺。

2 使用RTK進(jìn)行限界測量的步驟

2.1 架設(shè)基準(zhǔn)站

基準(zhǔn)站可根據(jù)工作需要任意架設(shè)在不同位置，可以架設(shè)在空曠的位置，可以在相對地勢比較高的位置，或者是離測區(qū)或控制點(diǎn)比較近的位置，不需要嚴(yán)格對中整平，只要把基站固定即可，移動(dòng)站通過做點(diǎn)校正，然后進(jìn)行測量。

2.2 開啟移動(dòng)站和手簿，確保基準(zhǔn)站和移動(dòng)站已連接

開啟移動(dòng)站和手簿，等待1-3分鐘后，如手簿上出現(xiàn)固定解，則表明基準(zhǔn)站和移動(dòng)站已連接，可進(jìn)行測量。

2.3 使用已知點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換

在進(jìn)行了單點(diǎn)校正過程后，先在已知點(diǎn)上采集坐標(biāo)，然后求參數(shù)。具體過程如下：假設(shè)有兩個(gè)已知點(diǎn)A、B，輸入→求轉(zhuǎn)換參數(shù)→增加→輸入點(diǎn)A的已知坐標(biāo)→確定→從坐標(biāo)管理庫選點(diǎn)→選中在A點(diǎn)采集的坐標(biāo)→確定→確認(rèn)→增加→輸入B點(diǎn)的已知坐標(biāo)→確定→從坐標(biāo)管理庫選點(diǎn)→選中在B點(diǎn)采集的坐標(biāo)→確定→確認(rèn)（若還有別的已知點(diǎn)可繼續(xù)增加）→保存→輸入?yún)?shù)的文件名→OK→提示存儲(chǔ)成功點(diǎn)OK→應(yīng)用→點(diǎn)“是”。

2.4 使用移動(dòng)站對支柱的地腳螺栓中心上的點(diǎn)進(jìn)行測量

使用移動(dòng)站對準(zhǔn)支柱地腳螺栓中心上的點(diǎn)，氣泡居中后，進(jìn)行點(diǎn)測量，采集該點(diǎn)的坐標(biāo)。

2.5 將RTK手簿上的數(shù)據(jù)導(dǎo)出

將測量的數(shù)據(jù)以CAD的形式進(jìn)行導(dǎo)出處理，導(dǎo)出后的結(jié)果。

2.6 使用逐樁坐標(biāo)在CAD中生成線路中心曲線，與導(dǎo)出后的點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

將設(shè)計(jì)提供的逐樁坐標(biāo)進(jìn)行處理，導(dǎo)入CAD生成線路中心曲線，與導(dǎo)出后的點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可得出支柱限界數(shù)據(jù)。

2.7 對生成的CAD成果進(jìn)行復(fù)核

RTK中生成的結(jié)果導(dǎo)出后，可對上下行支柱地腳螺栓上的點(diǎn)間的距離進(jìn)行標(biāo)注顯示，為核對CAD中生成的結(jié)果，可安排測量人員對采集的點(diǎn)間的距離進(jìn)行測量對比。對比數(shù)據(jù)可知：RTK中生成的結(jié)果誤差在20mm范圍內(nèi)，滿足施工要求。

3 使用RTK對支柱限界進(jìn)行采集時(shí)應(yīng)注意的問題

3.1 單點(diǎn)校正后需對坐標(biāo)的精度進(jìn)行確認(rèn)

在實(shí)際作業(yè)過程事先需對本地區(qū)采用單點(diǎn)校正后的精度先行確認(rèn)。當(dāng)校正完一個(gè)后再到第二個(gè)點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)測量出的第二個(gè)坐標(biāo)與已知坐標(biāo)超出我們作業(yè)的精度要求時(shí)，需放棄使用該校正方法，選用其他的方法。

3.2 在進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，最好確保每2公里左右有一個(gè)已知的CPⅡ點(diǎn)

使用RTK進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，最好確保每2公里左右有一個(gè)已知的CPⅡ點(diǎn)。

3.3 采集支柱地腳螺栓上的點(diǎn)時(shí)，需保證RTK儀器上的氣泡居中后才能采集

采集支柱地腳螺栓上的點(diǎn)時(shí)，需保證RTK儀器上的氣泡居中后才能采集。

3.4 RTK數(shù)據(jù)導(dǎo)出成CAD時(shí)，其X、Y坐標(biāo)剛好相反

因CAD默認(rèn)的坐標(biāo)為世界坐標(biāo)系，RTK導(dǎo)出的CAD坐標(biāo)，是按照測量坐標(biāo)系來顯示的，兩種坐標(biāo)系的X、Y坐標(biāo)正好相反，我們導(dǎo)入CAD的最終目的是為了算出限界，因此在使用逐樁坐標(biāo)生成線路中心線時(shí)，我們也需將X、Y坐標(biāo)反過來輸入。

4 結(jié)語

支柱限界數(shù)據(jù)的采集是通過RTK測量技術(shù)對支柱中間地腳螺栓中心點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，生成CAD后與逐樁坐標(biāo)生成的線路中心線進(jìn)行CAD運(yùn)算，經(jīng)過計(jì)算后得出支柱的側(cè)面限界，經(jīng)過現(xiàn)場復(fù)核，誤差在20mm內(nèi)，滿足施工要求，可在無軌條件下大力推廣該測量方式，該測量技術(shù)沒有誤差積累、操作簡便、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。