鐵路工程測量規范
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鐵路工程測量規范范文第1篇
關鍵詞：職業教育鐵路測量高速鐵路新技術新規范變革
客運專線、高鐵速度很快（200km/h～350km/h）給鐵路建設維護中的工程測量帶來很多新問題：客運專線、高鐵高平順性，線路變得更直，曲線長度變得更長；為了滿足線路發展，隧道和橋梁必須增加；為了保證線路精度達到規范要求，建立了新的坐標控制網；軌道演變為無砟軌道；軌道板的鋪設要求線下工程沉降必須很少；工務維護的測量的時間也要變成夜間；為了滿足以上種種原因，測量的規范、方法、儀器都需要革新和變化。
一、高鐵引發鐵路測量的思考、發展方向
1.1線路變得更直、曲線長度變得更長高鐵相對于普鐵速度快了好幾倍，所以曲線半徑加大，緩和曲線加長。普鐵的曲線測量由于誤差會很大，將不能再適應高鐵的需要。我們知道，曲線外矢距F=C2/8R式中C為弦長，R為半徑。若按10m弦長3mm的軌向偏差（即用20m弦長的外矢距偏差）的軌向偏差來控制曲線，則鋪軌時一個大彎道由幾個不同半徑的曲線組成，且半徑相差幾百米。由此可見，只采用10m弦長3mm（有碴）/10m弦長2mm（無砟）的軌向偏差來控制軌道的平順性或許不構嚴密的，因此有人提出采用相對控制與坐標絕對控制相結合的方法來進行軌道鋪軌控制。絕對坐標的應用涉及到全站儀坐標放樣及GPS定點的大規模使用，這些都是我們高職院校在教學組織中相對欠缺的。我們必須將課程內容及訓練方式進行調整，加強全站儀和GPS的學習和使用。
1.2隧道和橋梁的增加由于線路變直，曲線變長，同時為了保護有限的土地。在客運專線、高鐵的建設中，橋梁和隧道所占的全線比重在加大。京津城際鐵路有86%的線路建在橋梁上；武廣高鐵全線共有橋梁648座，總長度468公里，幾乎占到線路總里程的一半,全線有隧道226座，總長度177公里。同時高鐵的路基橫斷面加大，也使得橋梁和隧道的橫斷面尺寸加大。為滿足列車高速通過隧道時產生的空氣動力效應要求及旅客舒適度的要求，隧道斷面凈空有效面積達到100平方米，施工開挖斷面達到160平方米。這些提醒了我們高職鐵道工程類在以后教學過程中必須把橋梁和隧道的施工測量提升到一個新的層面，新技術、新規范、新工藝、新材料、新設備，都是我們要更新和關注的問題。
1.3軌道演變為無砟軌道測量為了滿足客專、高鐵的高速運行，我們的軌道現在已經向無砟軌道演變。對于無砟軌道，地基處理完成后，直接上面進行軌道板的施工，其后進行軌道鋪設，軌道施工完成后基本不再具備調整的可能性。這就要求對施工精度有著較有碴軌道更嚴格的要求，使軌道的幾何參數與設計的目標位置之間的偏差保持在規范許可內。軌道的定位通過由各級平面高程控制網組成的測量系統來實現，從而保證軌道與線下工程路基、橋梁、隧道、站臺的空間位置坐標、高程相匹配協調。我們今后在教學過程中就必須強調讓我們學生嚴格控制各個環節的控制，改變以前將誤差留到后面才來處理的習慣，練習無砟軌道的儀器架設、使用方法。測量的標準也同樣要求學生注意更換。
1.4測量控制網的變化我們把適合于客運專線鐵路工程測量的技術體系稱為客運專線鐵路精密工程測量。客運專線無砟軌道鐵路工程測量的平面、高程控制網，按施測階段、施測目的及功能不同分為了勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網。我們可以簡稱為“三網”。在客運專線無砟軌道的設計、施工及維護的各階段均采用坐標定位控制，因此必須保證三網的坐標高程系統的統一，才能使無砟軌道的勘測設計、線下施工、軌道施工及運營維護工作順利進行。客運專線勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網平面測量應以基礎平面控制網CPⅠ為平面控制基準，高程測量應以二等水準基點為高程控制測量基準。
客運專線鐵路工程測量平面控制網第一級為基礎平面控制網（CPⅠ），第二級為線路控制網（CPⅡ），第三級為基樁控制網（CPⅢ）。
同樣作為高等院校的我們也不能忽視這些新事物的出現和演變，我們需要緊跟技術發展，將這些介紹給我們學生；不能讓學生輸在起跑線上。
1.5沉降監控量測客專、高鐵要求對地基沉降做了很多處理，但無砟軌道鋪設后線下構筑物仍有可能發生不均勻沉降，這會給線路維修帶來很多的問題。因此，客專、高鐵無砟軌道對路基、橋涵、隧道等線下工程的工后沉降要求相當嚴格。南廣線在修建的過程中要求線下工程建好后必須有一年的時間進行沉降監控量測，一年后變形符合要求，才能進行軌道板的澆注施工。這要求我們在今后的教學中要加強沉降的檢測量控的教學，我們以前在課本編寫、教學組織方面都忽視了的這些東西。可以說沉降觀測是我們很薄弱的一塊。
1.6測量工作時間的變化以前普鐵由于運行速度不是很快，故我們的工務人員可以在白天利用運營間隙進行既有線測量。而高鐵白天運營時間是不允許人員進入線路的，天窗時間只有晚上或者專門停運才能進行既有線的測量，比如廣局就是每天零晨零點至零晨四點。這就要求我們的學生以后可能要掌握夜間測量的技術。由于高鐵的建設相對只是一時的，更多的時間是運營，所以大量的高鐵的工務問題在今后有待我們進一步研究討論、總結創新。
1.7測量使用規范、方法、儀器變化我們所使用的規范由《新建鐵路工程測量規范》、《既有鐵路工程測量規范》轉向《客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定》；由武廣高鐵的各種測量細則、方案，轉向《高速鐵路工程測量規范》。我們的地球面是個橢球曲面，地面上的測量數據需投影到施工平面上，曲面和平面數據轉換時，不可避免會產生變形誤差。因此規定客專、高鐵無砟軌道工程測量控制網采用工程獨立坐標系，把邊長投影變形值控制10mm/km，以滿足無砟軌道施工測量的要求。同時客運專線無砟軌道高程控制網應按二等水準測量精度要求施測。鋪軌高程控制測量按精密水準測量要求施測。這些變化都促使了我們使用的測量儀器淘汰升級。大量先進、精密的儀器在現場得到推廣使用。這就要求我們職業院校必須更新引進新儀器，學習新儀器的使用，并教會學生熟練掌握。
二、結語
縱然現在客專、高鐵也在我國的經濟高速發展下得以快速發展。我國目前已經提出不久的將來北京到全國大部分省會城市將會形成8小時內交通圈。到2012年，新建高速鐵路將達到1.3萬公里。很快高鐵就會走進我們的生活，作為鐵路院校，我們應該也必須提高、改進、更新我們知識、設備，讓鐵路測量教學在各方面做好準備邁入高鐵時代。為鐵路職教書寫新的篇章。
參考文獻：
[1]《武廣客運專線高速鐵路測量技術總結》，中鐵十五局集團第七工程處，作者未知，中國，2009.
[2]《客運專線鐵路無砟軌道鋪設條件評估技術指南》(下稱《評估技術指南》)，鐵建設[2006]158號，鐵道部，中國，2006.
[3]《新建時速度300～350公里客運專線鐵路設計暫行規定》(上、下)，鐵建設[2007]47號，鐵道部，中國，2007.
鐵路工程測量規范范文第2篇
關鍵詞 控制網；坐標系；投影；改造
中圖分類號TU7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）42-0156-02
1 基本概況
將軍渡黃河大橋是新建山西中南部鐵路通道湯陰東至日照南段工程施工跨越黃河的鐵路特大橋，大橋主橋采用（99.05m+10×128m）簡支鋼桁梁跨越黃河，兩側各采用128m簡支鋼桁梁跨越黃河河堤。鋼桁梁跨度大，精度要求高、測量難度大。
在交接控制網后，采用GPS對控制網進行了復測，發現GPS實測邊長與設計院控制網格網邊長相差較大，出現該情況后，采用檢定合格的徠卡TC702全站儀對控制網邊長進行了實地往返測量（測距時進行了氣象和溫度改正）比測，其結果和GPS實測距離相吻合。證實控制網坐標系存在較大投影變形，變形約37mm/km左右，控制網精度較低（具體情況表1），不能滿足現行《鐵路工程測量規范》（TB10101-2009），2009年12月1日頒布，規定線路設計高程面上的投影變形不宜大于25mm/km）的要求。
2 原因分析
針對發現的問題進行了深入的分析，造成此種情況的是因將軍渡黃河橋控制網于2009年8月完成布設，該控制網是按照《新建鐵路工程測量規范》TB10101-99進行控制網分帶投影設計（投影變形按照不大于50mm/km進行設計分帶投影）并施測，精度為D級GPS控制網。將軍渡黃河大橋位置正好處于中央子午線為115度15分，坐標系統投影面為0m高程面，帶寬為1度30分的邊界處，長度投影變形值也就相應較大，但滿足布設時的規范要求。此條鐵路2010年開始建設，國家2009年12月1日頒布實施《鐵路工程測量規范》（TB10101-2009）。在新規范中規定坐標系投影變形不大于25mm/km，因此不能M足新規范的要求。
控制網因中央子午線引起的投影長度變形的理論計算式為：
上式中ym是橋位區的橫坐標均值，R為地球平均曲率半徑，D為兩點的間距，由上式可見：橋位區離開高斯投影中央子午經越遠，投影長度變形越大。將軍渡黃河大橋離中央子午線約57km，每公里變形量，與表（1）的比較表數據相一致，充分證時了控制網變形量超過新規范的要求。
3 改造控制網的原則和思路
3.1原則
1）保持設計的橋梁平面幾何形狀、線型、結構形式、空間方位不變；
2）改化坐標系投影尺度比后，引起按原控制網進行坐標放樣產生的伸縮量，只在兩橋之間直線路基或橋端直線路基處調整，不改變現設計直線段路基走向，確保相鄰標段在直線路基上順利對接；
3）控制網改造只是數學處理過程。
3.2基本思路
不改變中央子午線，采用投影抵償面來W消由中央子午線帶來的投影變形。由于測區遠離中央子午線引起的變形恒為正，因此需要降低投影高程抵償面來與之相互抵消。
4 控制網改造解決方案
4.1 將軍渡大橋坐標系建立的方法步驟
1）建立將軍渡大橋過渡坐標系。以原設計院54橢球115度15分0m投影面坐標系為基礎，保持中央子午線不變，降低投影抵償高程面，即可使新建將軍渡大橋過渡坐標系與地面實測尺度比相符，完全可以M足現行規范的要求。由于將軍渡大橋過渡坐標系統與設計坐標系統中央子午線和橢球相同，只是投影{程面不同，所以兩套坐標系的方位是一致的，只是控制點坐標數據不同，這樣兩套坐標系統只是改變了尺度比。
投影W償{程面的計算:
式中：R為地球半徑，h投影為控制網投影面高程。
通過理論計算將投影抵償高程面定為-235m，即可抵消測區偏離中央子午線帶來的投影變形。
2）平移將軍渡大橋過渡坐標系形成將軍渡大橋坐標系，使設計院的設計坐標與新坐標系保持一致。由于將軍渡大橋過渡坐標系統存在尺度比調整，必然要影響相鄰標段的銜接，為了保證線路正確銜接，選取標段起點K840+000（路基、直線段）和K861+074.77（路基、直線段、斷鏈）兩點，保證這兩點在實地點位不變，計算出這兩點所在的線路直線的相交點在設計坐標系和將軍渡大橋過渡坐標系下的坐標，并計算出兩坐標系下的差值，以這個相交點為基準，對將軍渡大橋過渡坐標系進行平移，使平移后的相交點的坐標值與原設計坐標系下的坐標相同。這樣既保證相鄰標段順利銜接，同時又保證設計院提供的線路坐標不需要再進行轉換，可直接在平移后的坐標系（將軍渡大橋坐標系）下使用。
4）由于坐標系統尺度發生了變化，在銜接處（直線、路基）必然會產生斷鏈，根據實際計算，在K840+000處會產生0.1984m的短鏈，在K861+074.77（路基、直線段、斷鏈）會產生約0.6953m的短鏈。
4.2 線路坐標計算及測量放樣
線路坐標計算仍采用原設計線路計算坐標直接在新坐標系下放樣，從K840+000.1984至K861+074.0746采用115度15分的線路設計計算放樣坐標， 數據計算仍然采用設計提供的各交點坐標和曲線要素。
5 現場實地測量驗證
1）采用GPS-RTK，在將軍渡大橋坐標系下放樣K840+000.1984（*84177.4879，*59019.2396），和K840+100（*84208.4763，*59114.1083）兩點，然后采用原115度15分帶坐標系放樣K840+000（*84177.4263，*59019.0510）和K840+099.8016（*84208.4147，*59113.9197），實地測量兩套坐標系下的兩點重合。
2）采用GPS-RTK，在將軍渡大橋坐標系下放樣K861+000(*73577.8669，*73967.4171)和K861+074.0746坐標（*73520.0969，*74013.7817），然后采用東平湖滯洪區大橋坐標系放樣K861+000（*73481.4265，*38529.0726）和K861+074.0746坐標（*73422.9581， *38574.5533），實地測量兩套坐標系下的兩點重合。
6 結論和建議
1）通過實地測量驗證，標段之間和不同坐標系之間線路可以正確銜接，新建坐標系統可行，能夠用于將軍渡大橋的施工。
2）采用本方法，因控制網坐標系統尺度發生變化，引起標段兩端交界直線路基處施工短鏈變化，施工放樣時應注意。
3）對在原規范下進行勘測設計，在新規范下進行施工的工程建設和因中央子午線選取不當引起的變形等控制網的坐標系統升級、控制網精度提升具有借鑒和推廣價值。
參考文獻
[1]肖根旺，等.杭州灣跨海大橋測量坐標系統若干問題探討[J].鐵道勘察，2004，1：49-52.
鐵路工程測量規范范文第3篇
關鍵詞：GPS靜態作業；大型工程；控制測量
中圖分類號：P228文獻標識碼： A
一、GPS靜態作業范圍
中鐵二十五局集團施工的南寧樞紐SN-3標段：柳南線D1K738+900～D1K787+000；南黎線NGDK738+900-NGDK787+000，施工線路長，作業范圍寬。為滿足日常施工測量，需采用GPS靜態技術對標段加密點位進行控制測量。
二、作業采用技術依據主要為《鐵路工程測量規范》。主要參考的依據如下：
1、各等級衛星定位測量控制網的主要技術指標應符合下表
表2.1 衛星定位測量控制網的主要技術要求
等級 固定誤差a(mm) 比例誤差系數b(mm) 基線方位角中誤差（″） 約束點間的邊長相對中誤差 約束評差后最弱邊邊長相對中誤差
一等 ≤5 ≤1 0.9 1/500000 1/250000
二等 ≤5 ≤1 1.3 1/250000 1/180000
三等 ≤5 ≤1 1.7 1/180000 1/100000
四等 ≤5 ≤2 2.0 1/100000 1/70000
五等 ≤10 ≤2 3.0 1/70000 1/40000
2、各等級控制網相鄰點間基線長度中誤差應按下式計算的標準差
σ=±
式中 σ――基線弦長標準差（mm）
a―― 固定誤差（mm）
b ――比例誤差系數（mm/km）
d ――相鄰點間距離（km）
3、衛星定位測量控制網設計應符合下列規定：
3.1 、控制網設計應視其目的、預期達到的精度、作業時衛星的可見性、成果的可靠性，以及參加作業的接收機臺數和交通等后勤條件，按照優化設計的原則進行。
3.2 、 控制網應由一個或若干個獨立觀測環構成。各等級控制網同步圖形之間的連接應采用邊聯式或網聯式。
3.3 、 特等GPS網應與GPS永久性跟蹤站聯測，聯測站數不得少于2個。一、二、三、四、五等控制網應與高一級的控制點聯測，聯測點總數不得少于3個，特殊情況下不得少于2個。
4、GPS觀測應符合下列規定：
4.1 、 GPS控制測量作業的基本技術要求，應符合表2.4的規定。
表2.4GPS控制測量作業的基本技術要求
等 級
項目 特等 一等 二等 三等 四等 五等
靜
態
測
量 GPS高度角（°） ≥15 ≥15 ≥15 ≥15 ≥15 ≥15
同時觀測有效衛星數 ≥4 ≥4 ≥4 ≥4 ≥4 ≥4
時 段 長 度（min） ≥240 ≥120 ≥90 ≥60 ≥45 ≥40
觀測時段數 ≥4 ≥2 ≥2 1～2 1～2 1
數據采樣間隔（s） 15～60 15～60 15～60 15～60 15～60 15～60
PDOP或GDOP ≤6 ≤6 ≤6 ≤8 ≤10 ≤10
快
速
靜
態
測
量 GPS高度角（°） － － - ≥15 ≥15
有效衛星總數 － － - ≥5 ≥5
觀測時間（min） － － - 5～20 5～20
平均重復設站數 － － - ≥1.5 ≥1.5
數據采樣間隔（s） － － - 5～20 5～20
PDOP（GDOP） － － - ≥7（8） ≥7（8）
注：平均重復設站數≥1.5是指至少有50%的點設站2次。
5、基線觀測數據質量應符合下列規定：
5.1、同一時段觀測值的數據剔除率不宜大于10％。
5.2、同步環閉合差、獨立環閉合差、重復觀測基線長度較差應符合表2.5的規定。
表2.5基線質量檢驗限差
檢驗
項目 限差要求
X坐標分量閉合差 Y坐標分量閉合差 Z坐標分量閉合差 環線全長閉合差
同步環
獨立環 （附合路線）
重復觀測基線長度較差 ≤
注：1σ為相應等級規定的測量中誤差 ，，式中n 為閉合環邊數。
2當環由長短懸殊的邊組成時，宜按邊長和等級規定的精度計算每條邊的σ，并按誤差傳播定律計算環閉合差的精度，以代替表中的，計算環閉合差的限差。
三、GPS靜態作業控制點布設與觀測
1、控制點布設
加密控制網施測前首先根據施工線路的情況進行了現場選點、埋點，經現場勘查，沿線路走向布設，點間距為150-500m，本標段共加密20個GPS點，點位均布設在開闊地段，遠離高壓線及大功率發射塔。
GPS加密點通過多邊形的形式插到經復測檢驗后精度較高CPI、CPII控制點中，不同觀測子網之間的鏈接公共點必須是2個點或以上，且不同子網之間的鏈接公共邊必須是空間上重疊區域內的公共點構成。
2、GPS靜態作業觀測
（1）采用Trimble(天寶)5700雙頻接收機6臺套（標稱精度≤±5mm+1ppm），使用前接收機已檢測合格。
（2）考慮到測區特殊的地理環境和高壓線密布的情況，GPS加密控制網嚴格按照D級網的技術要求進行外業觀測，并將時段長度全部按≥60分鐘的要求測量。
四、內頁數據處理
GPS加密控制網數據處理分自由網無約束平差和二維約束平差。對所有基線進行解算并進行精度分析，對基線進行選取，組成獨立環進行平差，本項目數據處理分別采用中海達HDS2003和華測軟件進行獨立解算，并對兩個平立解算結果進行對比，兩次平差結果坐標偏差不超過10mm。
GPS加密控制網的平差，首先進行WGS-84空間坐標系中的三維無約束平差。
三維無約束平差后即可進行二維約束平差。
1、 三維無約束平差
平差基線邊及自由網平差坐標
三維無約束平差精度統計數據可知：基線向量網自身的內符合精度高，基線向量沒有明顯系統誤差和粗差，基線向量網的質量是可靠的。
2、二維約束平差
從GPS加密控制網的點位分布分析，確定以CPI53、DG3、CPII312作為起算點，對GPS加密控制網進行整網約束平差，并進行點位和方向的精度評定。
3、平面距離平差值
3.1、二維平差后基線最弱邊相對中誤差
起點 終點 北方向 誤差(m) 中誤差 (m) 東方向 誤差(m) 中誤差 (m) 平距 方位角 中誤差 (m) 相對誤差
CPII306 TL6 116.2022 0.0012 84.2837 0.0009 143.550 35.9541 0.0015 1: 96229
3.2、二維平差后基線最優邊相對中誤差
起點 終點 北方向
誤差(m) 中誤差 (m) 東方向
誤差(m) 中誤差 (m) 平距 方位角 中誤差 (m) 相對誤差
NG4 D6 -40.005 0.0009 2238.907 0.0009 2239.265 91.024 0.0013 1: 1756840
二維約束平差后，基線最弱邊精度為1/96229，基線向量精度滿足《高速鐵路工程測量規范》（TB10601-2009）中最弱邊相對中誤差小于或等于1/70000的精度要求。
4、GPS加密控制網實測成果
序號 點名 N E 中誤差 (m) 誤差橢圓
中誤差 (m) 中誤差 (m) E(m) F(m) ET(D:M:S)
1 CPII304 2527888.815 495675.306 0.0009 0.0008 0.0005 102°17′53″
0.0005 0.0008
2 BT3 2527879.168 495558.683 0.0009 0.0007 0.0005 120°31′49″
0.0006 0.0007
3 BT5 2528067.837 495713.679 0.0009 0.0008 0.0005 102°19′20″
0.0005 0.0008
4 BT8 2527970.793 495811.365 0.001 0.0008 0.0006 103°36′35″
0.0006 0.0008
5 CPI53 2528018.84 495495.014 ***** ***** *****
***** *****
6 CPII305 2527548.062 493936.668 0.0023 0.002 0.0011 125°16′58″
0.0014 0.0017
7 CPII306 2527319.973 493591.842 0.0015 0.0012 0.0008 148°46′45″
0.0011 0.0009
8 TL6 2527436.175 493676.125 0.0014 0.0011 0.0009 165°01′55″
0.0011 0.0009
9 TL7 2527443.057 493514.442 0.0012 0.0009 0.0008 138°07′59″
0.0009 0.0008
10 FD 2527585.249 493099.074 0.0013 0.0009 0.0009 104°12′50″
0.0009 0.0009
11 TL10 2527332.711 493007.577 0.0017 0.0013 0.0011 83°43′31″
0.0011 0.0013
12 TL8 2527326.223 493230.915 0.0015 0.0011 0.001 14°15′19″
0.0011 0.001
13 Z2 2527507.972 492338.196 0.0011 0.0009 0.0006 85°08′19″
0.0006 0.0009
14 Z3 2527328.340 492185.506 0.001 0.0008 0.0005 84°01′57″
0.0005 0.0008
15 D3 2527334.414 491613.595 0.0008 0.0006 0.0004 69°03′34″
0.0004 0.0006
16 DG3 2527493.357 491572.027 ***** ***** *****
***** *****
17 D6 2527549.759 490979.309 0.0011 0.0009 0.0006 46°34′36″
0.0008 0.0008
18 XJ1 2527648.802 490148.933 0.0011 0.0009 0.0007 46°35′49″
0.0008 0.0008
19 NG1 2527456.973 489411.003 0.0012 0.001 0.0007 44°48′58″
0.0009 0.0009
20 NG4 2527589.764 488740.401 0.0013 0.0011 0.0008 42°30′51″
0.0009 0.0009
21 NG6 2527408.966 488190.408 0.0014 0.0011 0.0009 38°13′08″
0.001 0.001
22 NG7 2526961.651 487685.028 0.0012 0.001 0.0008 40°55′24″
0.0009 0.0009
23 NG8 2526834.664 487343.090 0.0014 0.0011 0.0009 27°41′37″
0.001 0.0009
24 CPII312 2526795.848 486842.081 ***** ***** *****
***** *****
25 CPII313 2526948.445 486025.360 0.0021 0.0017 0.0013 81°26′45″
五、結束語
總之，GPS靜態技術的發展為大地測量提供了一種新的高精度的測量手段，有著精度高、速度快、費用省和操作簡便等優點。通過南寧樞紐Ⅲ標工程中采集的GPS數據進行處理分析，確認這種布網形式的精度可靠性，有利于GPS靜態技術在其他大型標段加密控制測量中的應用。
鐵路工程測量規范范文第4篇
關鍵詞：GPS-RTK測量；路基開挖填筑；樁基放樣；受限因素分析；質量控制方案
Abstract: This paper introduces the principle of GPS-RTK technology, analyzes the ways of its application in railway engineering survey, put forward RTK measuring limited factors and quality control scheme, finally get the conclusion that the technology can be applied to the measurement of railway subgrade and bridge pile foundation.
Keywords: GPS-RTK; excavation of Roadbed Filling Pile Lofting; restriction; factor analysis; quality control
O572.21+3
RTK（Real-Time-Kinematic）技術是GPS實時載波相位差分的簡稱。這是一種將GPS與數傳技術相結合，實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法，經實時解算進行數據處理，在1～2s的時間里得到高精度位置信息的技術。在鐵路工程測量中，常規的測量儀器主要利用全站儀、水準儀等地面測量儀器，并結合其他量測工具進行，但存在著野外工作量大、效率低、自動化程度較低等諸多缺點，并受到測區內的通視條件的影響。GPS-RTK測量技術有效克服常規測量中遇到的一些問題，開辟了一種全新的、高效的測量模式，提高了工作效率，現以新建貴廣鐵路十二標段路基和橋梁樁基測量中的應用為例進行說明。
1GPS-RTK簡介
1.1 GPS-RTK基本原理
GPS-RTK 是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術，能夠實時地提供觀測點的三維定位結果，它由3個部分組成：（1）基準站，雙頻GPS接收機；（2）流動站，雙頻GPS接收機、實時差分軟件系統；（3）數據鏈，基準站及流動站上配置的數據電臺。
具體步驟是：選取測區內點位精度較高的控制點作為基準點，安置一臺接收機作為基準站對衛星進行連續觀測，基準站把GPS觀測值和所設站的已知坐標數據通過數據鏈發送給流動站，流動站在接收GPS衛星信號的同時接收來自基準站的數據，并由軟件系統根據相對定位的原理進行差分及平差處理，實時解算出流動站的三維坐標及精度，原理如圖-1所示。
圖1-實時動態定位原理圖
1.2 GPS-RTK作業前準備工作
1.2.1 GPS-RTK基準站的設置
（1）基準站應安置在天空比較開闊的地方，應該能看到高度角15°以上的天空，且距離放樣的工點盡量近，因為電臺發射的信號距離越遠放樣精度會降低；
（2）基準站的WGS-84坐標的精度好壞對RTK測量很重要，每10米的坐標誤差可導致基線每公里1mm的誤差，所以我們利用前期精測網復測成果數據，本標段精測網復測采用4臺（套）Trimble 5800雙頻接收機進行靜態測量，利用附帶的Trimble Geomatics office軟件求取基準轉換參數，本項目的轉換七參數為： X軸旋轉量：0°00′05.890711″，Y軸旋轉量：0°00′04.878457″，Z軸旋轉量：-0°00′05.869841″，X軸移位量：218.974m，Y軸移位量：-20.264m，Z軸移位量：206.609m，比例系數：3.2310343442ppm；
（3）利用TSC2手簿控制器連接基準站接收機，建立新任務，鍵入七參數和控制點的坐標，選取測量模式為Trimble RTK，選取天線類型、電臺類型，設置基準點坐標，量取天線高，最后啟動基準站。
1.2.2 GPS-RTK流動站的設置
流動站項目參數的設置和基準站相似，不同處在于：
（1）流動站的電臺采用接收機內置接收電臺；
（2）為提高放樣精度達到厘米級，流動站在進行測量前要進行初始化，初始化采用OTF方式，即在運動中實現初始化，初始化時要求同步觀測衛星必須5顆以上，當達不到5顆時，會停止測量，重新初始化。
2 GPS-RTK技術在鐵路工程測量中的實際應用
2.1工程概況
新建貴陽至廣州鐵路（以下簡稱“貴廣鐵路”）跨黔、桂、粵三省區，貴廣鐵路十二標段位于廣東省肇慶市境內，起點為四通特大橋貴陽端臺尾、終點為思賢窖特大橋主跨前；起訖里程為：DK746+759.4～DK763+574，正線全長16.815km。為西江、北江沖積平原，局部為崗丘地區及零星剝蝕殘丘。主要工程有：新建橋梁13座，路基工點7處，肇慶東站，肇慶東貨場，梁場1處。
2.2 橋梁樁基測量
本標段內橋梁比較多，樁基多達5000多根，且鉆機數量多，這就要求測量人員快速準確地放樣每根待打的樁基，GPS-RTK測量技術給我們提供了方便，只要把基準站架設在測區中間比較高的地方，無需通視，2臺Trimble5800接收機流動站同時工作，大大提高了工作效率，且節省人力，傳統的全站儀放樣，至少得兩組同時放樣，每組3個人，有時還不通視，利用轉站才可以放樣，費時費力。在電腦上通過傳輸軟件連接TSC2手簿，把橋梁的每個樁基坐標傳入到手簿任務中，在手簿中選擇測量RTK，放樣點，選取要放樣的樁基，當界面出現“十“字線和“”符號完全重合的時候，放樣結束。在最初的時候，我們還利用了全站儀復核GPS-RTK放樣的樁基位置，滿足鐵路測量規范要求，比較結果見表1：
表1
2.3 路基施工測量
2.3.1路基開挖放樣
路基開挖放樣，就是準確找到開口線的位置，方法和傳統的水準儀、全站儀放樣原理一樣，只不過GPS-RTK放樣測量更加快捷方便，方法如下：
首先查看路基設計斷面圖上設計開口線距離（左側或者右側），根據距離我們利用編程計算器得出坐標，輸入TSC2手簿中，同樁基放樣一樣，準確的把點放出來，測得一個地面高程H1，反算出一個距離中線的距離S1，再利用S1，計算得出點坐標，并放樣出來，測得地面高程H2，同理，逐步遞進，直至計算到地面點距設計坡比線的高差h為0的地面點，即為開口樁。
2.3.2路基填筑放樣
本標段路基填筑工點比較少，大部分處于線路直線段，為更好的利用GPS-RTK測量技術，我們選取GPS-RTK的直線放樣功能，只要把此段路基填筑范圍的起始樁的坐標輸入到手簿中，利用GPS-RTK測量放樣直線，輸入起始樁號里程，沿著建立的直線，隨時放樣所需要的中樁和邊樁位置。之后我們也利用全站儀放樣復核了部分樁位，完全符合現行《高速鐵路工程測量規范》和《高速鐵路路基工程施工質量驗收標準》中的放樣精度限差要求。
3 質量影響因素及控制方案
3.1 RTK受限因素分析
（1） 基準站的選擇，如果基準站架設在山坳中，或者房屋密集地帶，或者樹木叢生的地方，基準站接收數據和發送給流動站的數據就會受到障礙，將直接導致流動站固定緩慢和數據精度降低，作業半徑比標稱距離小，所以基準站應該選擇在視野開闊的測區中央最高點處，天線盡量架設的高點；
（2）流動站接收機衛星狀態的限制，信號容易被建筑物、樹木、鋼架等遮擋，使作業時間受到限制；
（3）天空環境的影響，白天中午時分和打雷閃電的雨天，受電離層干擾大，共用衛星個數少，使得初始化時間延長或者不能初始化，避開這些時段；
（4）接收機的型號選擇，應選用精度和穩定性比較好的儀器，例如天寶5000系列，R8等；
（5）人為因素，測量員的熟練程度也會導致RTK的測量精度，如果測量作業時，數據沒有出現固定解，就急忙記錄下來，則數據的精度會大大降低，甚至出現錯誤數據，后果不堪設想。
3.2 RTK測量成果的質量控制方案
GPS RTK常用的質量控制方法有外部檢核和內部檢核，其中內部檢核包括快速靜態比較法、重測比較法、電臺變頻法等。外部檢核主要是使用全站儀、經緯儀、水準儀、鋼卷尺等傳統測量儀器測量邊長、角度、高查等幾何量進行比較，這種方法也是最有效的方法，但存在工作量大的缺點。內部檢核效率高，但一些系統性錯誤（如參數設置）不容易檢查出來。實際操作時宜根據現場情況結合使用，并將其作為測量成果資料的一部分。
（1）快速靜態比較法：在進行RTK觀測的同時，對某些RTK點再作一次快速靜態觀測，事后對這些點的RTK成果和靜態測量成果進行比較分析。由于在正常的RTK觀測過程中，基準站和流動站一般不記錄原是觀測數據，因此需要約定同時記錄5～10分鐘的原是觀測數據。這種方法不能進行實時檢查，一旦發現不合格，就只有返工重測了。
（2）重測比較法：每次重新初始化成功后，先重測附近已經觀測過的RTK點1～3個，并現場比較其成果，從而判斷初始化是否正確可靠。如果附近有其他已知點，可以在這些已知點上重測比較，這是最可靠的方法，尤其是在施工放樣中廣泛采用。
（3）電臺變頻法：在測區內布設兩個或以上的基準站，各自采用不同的頻率發射查分改正信號。流動站上采用一個電臺頻率觀測后，切換到另一個電臺頻率上重新觀測，并比較兩次測量的成果。優點是可以完全實時地對RTK測點進行質量控制，但投入成本也較大。
4 結 語
隨著GPS-RTK測量作業的不斷改善，測量精度會進一步提高，GPS-RTK技術已滿足客專鐵路路基和橋梁樁基測量工作，完全可以替代全站儀等傳統測繪儀器，以其快速、高效、節省人力、不受通視條件限制的優勢，為測繪工作開創了新的局面，在工程建設領域發揮著越來越大的作用。
參考文獻：
[1] 周建鄭.GPS定位原理與技術[M]．鄭州：黃河水利出版社，2005．
[2] 李征航，黃勁松．GPS測量與數據處理[M].武漢：武漢大學出版社，2005．
鐵路工程測量規范范文第5篇
關鍵詞：高鐵軌道 精密測量 方法
中圖分類號： U213.2 文獻標識碼： A 文章編號：
1概述與基本原理
高速鐵路軌道技術參數直接影響著旅客運行列車的安全性與舒適度，通過具體的軌道內外部幾何尺寸（如軌道間距、軌向、水平度、扭曲度與設計高程及中線的偏差等）來保證軌道自身整體的高平順性，一般情況下精度要求達到±1mm～2mm。因此對高速鐵路進行精密測量，并保持高精度是建設高速鐵路的關鍵技術之一。
2平面控制網
高速鐵路工程測量的控制網按施測階段、施測目的及功能分為勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網。平面控制網應在框架控制網CP0基礎上分CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ三級布設。
⑴GPS框架網CP0按照每50到100公里的基本范圍沿鐵路兩側進行設置，根據國家A/B級GPS標準施測，高鐵無碴軌道無砟軌道平面控制網在GPS基站網基礎上進行分級。
⑵CPⅠ布設測量，平面控制網CPⅠ應附合到CP0控制網上，按照鐵路B級GPS標準沿線路小于4km布設點或點對一個，具體設備采用雙頻GPS接收機，以靜態方式進行兩個時段（每時段1.5h）的觀測測量，使用廣播星歷解算基線，基線邊方向中誤差:1.3秒，最弱邊相對中誤差：1/170000。
⑶CPⅡ布設測量，平面控制網CPⅡ應附合到CPⅠ控制網上，按照鐵路C級GPS標準沿線沿線路在間距800～1000m內測量，部分受限路段最小不低于600m，同樣采用雙頻GPS接收機以雙時段（60分鐘）靜態觀測測量，使用廣播星歷解算基線，基線邊方向中誤差:1.7秒，最弱邊相對中誤差：1/100000。
⑷CPⅢ布設測量，軌道控制網CPⅢ應附合到CPⅡ控制網上，是為了保證軌道施工控制的線路位置與線下工程施工的線路位置一致。CPⅢ控制網是高速鐵路測量最基本的控制網，一般沿線路每側隔60米左右布置一個點對，結合全站儀以自由設站邊角交會的測量方法綜合提高整個控制網的測量精度，實際觀測時全程采用1秒級全站儀觀測4個測回，0.5秒級全站儀觀測3個測回，達到0.1cm的相對點位精度和0.3cm的可重復性測量精度。
⑸控制網的復測，統一平面與高程控制網先后測量所采取的技術標準、測量精度以及作業方法是非常必要的，復測時選取相同的設備和儀器進行精密復核，周期為每年進行一次全面復測，部分自然地質特殊狀況的地區應根據其變化度有計劃的實施復測。
3軌道精調測量
軌道精調測量應在長鋼軌應力放散并鎖定后，采用全站儀自由設站方式配合軌道幾何狀態測量儀進行。調整原則：“先軌向、后軌距，先高低、后水平”，優先保證參考軌的平順性，另外一股鋼軌通過軌距和水平（可利用軌道尺）向參考軌靠齊。
⑴測量方法，首先需將CPⅢ精測網資料、軌道線型參數等預先輸入到手簿機載軟件中，并提前設定好測量環境（溫度、氣壓等），以便系統對測量環境誤差進行修正；然后在測量現場，手動照準2個CPⅢ坐標并采集數據，后全站儀自動照準其余6個CPⅢ坐標。建站過程中需剔除誤差較大的CPⅢ坐標，但須同時保留至少6個CPⅢ坐標,以保證精度；再次，校準、標定測量小車，全站儀瞄準并跟蹤測量小車，獲取小車所在位置的中線觀測數據，同時采集小車所在位置的里程、高程、水平、軌距等數據，并保存測量數據。
⑵調整量的計算。將軌道狀態測量的采集數據導入長軌精調軟件，根據：“先軌向，后軌距”，“先高低，后水平”，“先整體，后局部”的原則進行調整。對計算的調整量進行核對優化后形成正式“調整量表”，用于指導現場調整。
⑶現場調整。現場調整對照調整量表，按“先高低，后水平；先方向，后軌距”的原則進行精調施工。每個作業面為提高工作效率宜分為兩個調整小組，一組高程，一組軌向。
4突破實際測量中的局限
在高速鐵路開通運營后，由于受到地表沉降、施工影響、設備裝置損壞等原因的影響，CPⅢ精測網會受到很大的破壞，控制網坐標高程會失準，對消滅鐵路現場病害產生嚴重的影響，重新進行完整的測量很多路段無法正常進行，根據實際經驗總結，運營后建站中誤差均在1.5mm以上，一般隧道內精測網數據受影響很小，但按照規范依然存在，精測軟件輸出的模擬圖形中會出現很明顯的錯臺，而且是在方向與高低中均有存在，然而通過查閱動檢車振幅圖對應地段來看同樣路段中錯臺并不存在，如果完全按照測量軟件中導出的數據進行處理，相鄰測站搭接地段的數據將無法得到最為準確的處理，不能較為科學的反應現場的實際情況，對現場的晃車病害也不能得到有效地整治。針對搭接路段第二站測量，需對前一站的后10根枕木進行重測，通過大量數據研究分析，重測部分高低與方向偏差，同枕差值一般為0.5mm以內的定值，這樣在消除站間錯臺的需要下，將兩站測量數據在同一基準上擬合再處理即可，如下：
1、2兩站導出數據錄入同一張EXCEL表格中，將搭接重測的10根枕數據置于同行，然后對2站數據向1站進行擬合，方向偏差值加上1、2站間10根枕偏差均值，后賦予2站作為新的方向偏差值，高低偏差值處理同上。這樣1、2站實際上采用了相同的基準，特別注意3站進行處理數據時需要模擬到與1、2站相同的基準之上（即需要在經過處理的2站數據的基礎上，對搭接區的10根枕的數據進行處理，以保證每一站均能夠模擬到同一個基準之上）。新圖形在搭接地段仍然能夠保持線型的平順變化，這對我們處理數據時保持線型的整體平順、控制線路的成波平順性尤為重要。
5結束語
本文主要介紹了高速鐵路施工建設過程中，在控制測量、施工測量中的工作原理及方法，我們要牢牢把握高速鐵路軌道精密測量技術這個有力的武器，形成適合高速鐵路運營需求的檢測手段和作業模式，為我國高速鐵路實現安全、暢通運營貢獻自己的力量。
參考文獻
[1]席浩、武斌忠、喬世雄、廉杰.高速鐵路工程施工測量技術研究與應用.中國水利水電出版社.2012-06
