GPS测绘技术在铁路测量的发展前景探讨

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摘要：科学技术的发展给铁路测量带来的巨大的变化，gps测绘技术在铁路测量中的运用给铁路测量的精确度、规范性提供了强大技术支持。节省人力资源、提高了铁路测量的水平，在铁路测量方面拥有广阔的利用空间。

关键词：GPS； 铁路测量

中图分类号： P228.4 文献标识码： A

一、GPS技术的内涵

全球定位系统可以利用东伟卫星，对全球范围内的事物实现监控，进行实时定位和导航，英文简称GPS。GPS系统用于不同的场合会起到不同的作用，但是大致都是要实现实时监控吗和指挥的场合，比如车辆防盗追踪、车辆定位检测。GPS系统的定位检测功能实现必须有至少三个终端设备，GPS终端、网络、监控操作平台。GPS系统在军用和民用的领域都表现出了超高的灵敏度和适应性，运用范围广泛。它的前身来自于美国军方研制的卫星定位系统，这一系统的精确性并不能保证高度精确信息。但是，这一子午卫星系统的研制为卫星系统全球定位提供了理论和实践操作的可能。卫星系统提供的定位和导航功能在军事领域中运用范围广泛，提高军事装备水平。

GPS技术按照待定点的状态可以分为静态和动态定位两大类型。前者主要指要测量的位置是固定的，不会发生变化，例如在高空测试大地表面附着物情况。后者主要指待定的点在测量过程中是变化的，在一定的运动载体上如GPS在航海船舶上的运用。快速静态定位比之静态定位是在牺牲一定的精度和可信度，减少时间的消磨，快速获取坐标值。一般对于双频GPS接收机而言，快速静态的观测时间为15-20分钟。GPS信号的处理可以大致划分为实时处理（在接受信号的同时进行信号分析和计算，定位具体的位置信息）和后处理（GPS返回的信号不同步处理，而是记录在一定的媒介上，在pc终端上后续处理。动态定位比较依赖实时处理，少量用后续处理。静态定位多采用在pc终端上后处理的方式。

二、GPS技术在铁路测量中的运用

铁路测量的实际工作利用GPS系统的静态定位和动态定位两大功能。GPS系统利用接受卫星反馈的信息，对要测量路线的某点和某一位置给出确定的三维坐标，方便通过地脑三维坐标的分析确定该店换该位置的具体信息。动态功能的利用主要将已经得知的三维坐标定位通过卫星系统给予实物地面的放置，实现实地放样。RTK技术的利用，给GPS应用重大的里程碑式的应用[1]。因为GPS常规测量方法必需利用事后的计算分析才能获得精确到厘米级的精度。但是RTK技术实现了野外作业实时厘米精度定位的测量。因为它利用了载波相位动态实时差分法。GPS技术在忒路测量的初级测量和定制测绘方面，利用RTK技术在地形测图和工程放羊方面极大的提高了野外作业效率。

一般来说，GPS-RTK技术在铁路测量中的运用表现为：第一、建立测区控制网。必须利用静态测量技能，遵循规划路线，设计平面控制网。由于铁路路线分布的位置主要在户外，所以要考虑天气条件对地面环境的影响，借助于气象卫星对观测时间做最好的选择。第二、双频接收机的选择设置与预测的结果相关，用于静态观测工作。可以根据控制网中设置的已知点和国家联网以求获得控制点的坐标，获得所需数据。第三、铁路路线测量利用专业的电脑软件，可以根据里程、曲线、交叉点、半径等设置数值输入完成路线建线工作的前期准备。这些数据可以导入外业作业的基准站和流动站，供其操作和计算。第四、根据控制网中的已知坐标点，利用中央子午线来完成参数转换。参数转换可以直接利用专业的电脑软件就可以导出。第五、RTK技术的基准站根据地形设架，根据数据传送的实际要求，选择网络或者电台传送方式。在基准站已经设立好的基础上，开始使设备开机，利用反复测试和误差法，找到符合精确度的点，然后正式开始工作。

铁路测量的初次测量任务主要是对计划选择路线分布和走向测出主要引导线和水准点，一般来说要测量比例尺为1:2000的位置带状地形图（GPS）技术可以实现。定制测绘主要实现实地放样的作用，根据初测的导线和水准点，将已经确定的设计图纸路线图放置在实地上，结合具体的地理样貌，进一步确定铁路路线的具置。GPS的精度非常准确，对于实地定位非常有用。虽然，铁路架设的地理条件复杂多变，GPS网形利用不尽不合理。GPS的动态定位可以实现铁路线路走向和固定设施的实地放样。GPS技术精度准确，时间较短，可以实现反复操作，能够完全满足铁路测量精确的要求。铁路测量作为铁路建设的前期工作，对于铁路路线的确定和固定设施（桥、梁、隧道）等施工建设有非常重大的意义。因为铁路铁轨的铺设必须按照严格的路线和地基要求。由于铁路路线和铁轨铺设环境复杂，利用前期测量确定精确的路线和对相关地质结构有清晰的了解，可以减少在铁路施工中的阻力，减轻铁路建设的成本。

三、GPS测试在铁路测量中的前景

我国西部经济大开发加紧了我国中西部地区基础设施的建设，铁路运输系统的发展面临着机遇和挑战。铁路测量在铁路的勘测设计中占有重要作用，GPS系统对于铁轨的铺设、救援列车、高速安全保障、铁路物流、调度系统中的运用范围越来越广。随着铁路设计行业软件技术和硬件设备的发展，铁路设计已经完全实现了CAD化[2]。一些要求更严格的软件还要求提供精确思维地面测试产品的支撑平台。铁路测量要求在勘测阶段。设计图纸、现场施工、后续工程的一系列管理过程中都实行步步入库，建立信息化数据链，实现数字信息共享。一体化的数据库建立，可以对于数据抄送、转存、输入、流通等中间环节必须花费的人力物力和时间代价有效的减少。这是实现铁路一体化、信息共享的必要要求。但是铁路一体化的进程同样需要技术的支持。

GPS技术对于铁路测量勘测值得支持力度是毋庸置疑的。对于铁路测量过程当中受作业条件限制的常规测量所产生的精确度不高、测量难度大、时间周期长等问题。GPS技术中的动态定位和快速动态定位可以根据要测量的线路，实现总体测量，这种控制性测量比之常规人工测量的精确度高很多。同时这种控制测量支持电脑绘制高测量地区的带状地形图，对地区表面附着物的山川、河流和地质状况有明确的标示。可以提供平面的路线支持图。纵向测量提供定点标准。铁路系统往往要经过穿山越水，在铁路设施铺建的时候为架设桥梁、隧道深挖建立完整的施工控制网络。

参考文献

[1]张延杰.GPS测绘技术在道路测量的发展前景及建议[J].经营管理者，2012（08）

[2]边蕊.GPS测绘技术在铁路测量的发展前景探讨[J].民营科技，2012（11）