提高山區(qū)鐵路勘察初測階段測量制圖工作效率的實際應(yīng)用

鄒光釗

（中鐵二院成都勘測設(shè)計研究院有限責任公司，四川 成都 610031）

本文以云南某鐵路勘察初測階段的測量項目為例，項目采用“CGCS2000坐標系”和“1985 國家高程基準”。測區(qū)相對高程約1000 米，森林覆蓋率70%，因地形和海拔的差異，有明顯的立體氣候和區(qū)域小氣候特征，呈“一山分四季，十里不同天”的特點。作業(yè)期間作業(yè)風(fēng)力4～8 級。作業(yè)工序為資料收集、飛行空域報批，控制測量、無人機航攝影像制圖、各專業(yè)測量、質(zhì)檢驗收等。本次主要淺談EGM2008 在控制測量中的應(yīng)用、無人機航攝影像制圖及利用千尋位置系統(tǒng)測量定位等

一、EGM2008 在控制測量中的應(yīng)用

根據(jù)相關(guān)鐵路工程測量規(guī)范及本項目測量階段，平面采用四等，高程采用五等。GPS 接收機采用徠卡GS15，標稱精度均優(yōu)于5mm+1ppm。測區(qū)地勢起伏，相對高差大，高程控制測量采用GPS 高程測量，高程結(jié)算采用”LAICAGEO office”軟件，實際應(yīng)用方法如下：

（一）軟件實際應(yīng)用

A、Alltrans EGM2008 Calculator 1.2（下載地址 http://www.allsat.de/de/support/onlinesupport.html）

B、Geoid Model Reader（下載地址http://softwaretopic.informer.com/leica-geo-office-tools-manual/）

C、EGM2008 數(shù)據(jù)體官方地址：

http://earth-info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/egm2008/egm08_wgs84.html

精度最高的為1’×1’有兩種格式，Und_min1x1_egm2008_isw=82_WGS84_TideFree:1’x1’ Database（Big Endian）大端法Und_min1x1_egm2008_isw=82_WGS84_TideFree_SE（Small Endian）小端法

步驟一：打開 Alltrans EGM2008 Calculator 1.2 選擇 External database(外部數(shù)據(jù)體，也就是我們下載的 EGM2008 數(shù)據(jù)體的兩種格式的一種)，本次采用大端法。

步驟二：截取目標區(qū)域的數(shù)據(jù)體選擇 EGM2008 Gridmaker,輸入目標區(qū)域的邊界，內(nèi)插方法選擇 Bi-Quadratic（本軟件開發(fā)者建議最好的方法），采樣間隔 spceing 選擇 1 分，然后選擇 Output file 輸出文件的路徑，也可以查看 VIEW 輸出的數(shù)據(jù)格式。切分的數(shù)據(jù)體保存出來。（其實這個數(shù)據(jù)格式就是采樣點的經(jīng)緯度坐標和該點的大地水準面差異值）

步驟三：打開Geoid Model Reader 軟件；內(nèi)插法可以根據(jù)自己需要選擇，個人認為最好的是選擇 16 點的內(nèi)插方法精度會更高些。至此生成一個 GEM 的文件，把該文件修改屬性，然后在 LGO 中創(chuàng)建大地水準面模型。

步驟四：通過LAICA GEO office 軟件處理GPS 觀測數(shù)據(jù)后，平差后得到采用EGM2008 精化大地水準面模型的地方高程。并由此高程計算出各點之間高差，加入已知國家85 高程基準點平差計算后得出高程成果。

（二）GPS 高程成果精度分析

水準路線測段往返測高差不符值統(tǒng)計及計算的偶然中誤差MΔ 見表1。

表1 GPS 高程測量往返測精度統(tǒng)計表

每千米水準測量偶然中誤差MΔ：4.85mm/km,完全滿足《鐵路工程測量規(guī)范》中≤7.5mm/km 的精度要求。

式中：△—測段往返高差不符值（mm）；L— 測段長（km）；n——測段數(shù)；

根據(jù)計算結(jié)果，每公里水準測量的全中誤差：3.54mm/km，完全滿足《高速鐵路工程測量規(guī)范》中≤15.0mm/km 五等的精度要求。大部分達到四等精度指標。

二、無人機航攝影像制圖

三、利用千尋位置系統(tǒng)測量定位

本項目設(shè)計線路全長約422 公里，測區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)信號較好，自建基站采用電臺發(fā)射信號覆蓋面小且需要頻繁更換基站位置等問題?？紤]采用各類測量工程中廣泛的應(yīng)用的CORS 系統(tǒng)，而千尋位置系統(tǒng)的千尋知寸（FindCM）基于RTK 的差分定位原理，依托遍布全國的衛(wèi)星定位地基增強站，融合各類定位技術(shù)，以互聯(lián)網(wǎng)的方式提供7*24 小時高可用差分播發(fā)服務(wù)，面向全國31 省市范圍的各類終端和應(yīng)用系統(tǒng)，提供厘米級精度的位置糾偏數(shù)據(jù)服務(wù)。產(chǎn)品具有穩(wěn)定性、高效性、支持高并發(fā)的特點，可為需要厘米級定位服務(wù)的行業(yè)提供實際應(yīng)用。FindCM 是一個全國性的CORS 網(wǎng)，因此可利用FindCM 的全國性對相鄰CORS 交界區(qū)域進行區(qū)域測量坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)計算。

由表3 可看出，測量精度均滿足《鐵路工程衛(wèi)星定位測量規(guī)范》TB 10054-2010 中表10.4.1 要求。

表3 千尋RTK 實測精度統(tǒng)計表

結(jié)束語

如今測量技術(shù)隨著科技的飛速發(fā)展日新月異，CORS 系統(tǒng)、各類無人機航拍制圖等新手段被大規(guī)模運用到測量工作中。然而對于測量外業(yè)到制圖出圖的時間要求越來越短。尤其在政府出臺環(huán)保政策以后，植被覆蓋率越來越高，極大地增加了測量難度，使制圖的準確性受到極大的限制，而制圖是否準確又受限于控制點的精度，因此，在精度滿足規(guī)范要求的情況下如何用最短的時間解算出控制點坐標是影響工期的重中之重。本次測量就是采用EGM2008 Gridmaker 軟件結(jié)合千尋位置系統(tǒng)快速精確計算控制點的一種嘗試，效果很明顯。能快速提高測圖的精度和速度。