刘 伟 邱丽芳
（中交二公局铁路工程有限公司，陕西，西安，710065）
【摘 要】随着科技和测量设备的发展，铁路工程中已普遍采用GPS测绘技术，该技术对提高铁路工程的测绘质量，保证工程的顺利完工具有重要的作用。技术人员在进行GPS测量工作时，要对测绘工作的实施步骤和注意事项严格把握，做好GPS布网工作、施测、解算过程，从而为测绘工作的顺利完成提供保障。我国北斗卫星定位导航系统的投入应用也为铁路工程测绘提供了更强大的技术支持。
【关键词】铁路工程测绘；GPS测绘技术；应用分析；
随着经济建设速度的加快，我国铁路建设行业得到了飞速的发展。在铁路工程中，采用科学的GPS测绘技术对提高铁路工程的测绘质量，保证工程的顺利完工具有重要的作用。本文将对铁路工程中的GPS测绘技术进行概述，分析GPS测绘技术在铁路工程中运用的优点，研讨加强GPS测绘技术的应用措施，希望为我国铁路建设测量技术的发展提供帮助。
一、铁路工程GPS测绘技术概述
在建筑工程中，数字化和自动化的测绘技术已经得到了很好的应用和发展。其中，GPS测绘技术具有测量精度高、不受气候影响、提高测量效率、较强操作性等特点，得到了比较广泛的应用。GPS的英文全程是Golbal Posetioning System，指的是具有全球定位和导航功能的系统。通过GPS系统可以进行精确的坐标定位。近年来，铁路工程中已普遍采用了GPS测绘技术，大大提高了铁路工程中的测绘质量和效率，是铁路工程中测绘技术的重大变革【1】。在铁路工程中应用GPS测绘技术，不仅可以快速获得高质量的测绘效果，还可以有效降低测绘成本。
在铁路工程测量中，GPS测绘技术主要有两种应用方式：
1、静态观测：
多台GPS接收机同时接受同一颗卫星发出的定位信号，通过差分的原理进行基线测量，最后通过商用软件进行平差计算从而得到精确坐标。这种方法采用的GPS接受机越多测量的范围和效率越高，接受更多的卫星发出的定位信号测量精度越高。这种方法主要用于控制测量，建立施工控制网。铁路工程中CP0、CPⅠ、CPⅡ就是用该方法测设的。
2、实时动态（RTK）：
使用一台具有无线电发送功能的GPS接收机（基准站）和一台可以移动的具有无线电接受功能的GPS接收机（移动站），两台接收机共同接收卫星定位信号，通过无线电将基准站定位信息发送到移动站，通过移动站进行结算从而得到移动站的精确坐标。这种方法主要用于施工放样、地形测绘、土石方量测量等。
二、铁路工程中GPS测绘技术的优点
GPS测绘技术的使用对于提高测绘质量，提高测量效率具有非常重要的帮助作用【2】。具体来说，GPS测绘技术具有以下测量优点。
1、具有较高的测量精度
在铁路工程的测绘工作中，和传统的工程测量技术相比，GPS测绘技术具有测量精度更高的特点。GPS测绘技术在静态测量方面已经能够达到毫米级，甚至一些精良的GPS测绘设备可以达到亚毫米级的测量，而在高程测量方面，GPS测绘技术的静态测量也能达到毫米级。在铁路工程的动态测量方面，根据实际情况进行调整，也能够达到毫米级的测绘质量。可见，在铁路工程中GPS测绘技术的应用大大提高了工程的测绘精度。
2、具有较高的测量效率
铁路工程中GPS测绘技术具有操作简单，测量时间短等特点，因此应用GPS测绘技术可以有效提高铁路工程的测量效率。在传统的测量技术中，进行测量工作有时需要几个小时才能完成。而应用GPS测绘技术可以大大缩短测量时间。例如，在铁路工程中进行静态测量时，对于距离在20km内的极限测量来说，通常只需要15分钟左右就可以完成测量工作；而对于动态测量来说，则只需要2分钟左右就能能够开启数字化启动，从而根据工程要求开始测量工作。同时，随着科学技术的发展，GPS测绘技术的自动化程度越来越高，因此人工操作也越来越简单。通常情况技术人员只需要安装好测量仪器，连接电源并做好相关数据记录工作就能够实现GPS测绘。
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3、测试点之间没有通视的限制
在传统的铁路工程测量中，需要较高的通视要求，特别是山区通视和交通情况差，这给测绘工作的顺利进行造成了很大的阻碍。而GPS测绘技术只需要测试点的上方保持空旷，就能够和卫星系统进行有效连接，从而开始测绘工作。没有通视条件的约束，有效的节省了工程的测绘成本，提高了测绘效率。
4、受到天气的影响较小
通常来说，铁路工程的测绘工作条件比较艰苦，在山川、湖泊、河流、森林、荒原等地方都有测量要求，传统的测绘技术受到天气条件的影响较大，而GPS测绘技术能够在恶劣的自然环境中有效开展测量工作。从而为铁路工程的测绘质量和测绘效率提供了有效保证。
三、GPS在铁路工程中的应用措施
在铁路工程中，应用GPS进行测绘工作具有测量精度高，测量时间少，受的限制小等特点。在具体的测绘工作中，技术人员可以从以下几个方面开展测绘工作，保证GPS测绘技术的在铁路工程中的应用效果。
1、GPS在铁路工程中应用的实施步骤
在铁路工程中，应用GPS应该遵循下面的步骤展开测量工作。①正确选择GPS接收机的型号，平原地区选择单星接收机，山区及植被茂盛的地方选择双星或三星接收机。②做好GPS外业测绘工作，包括控制点的选位及埋设；布网及施测计划；通讯协调等工作③对测量结果做好记录工作，保证测量结果记录的真实性和准确性【3】。
2、GPS测绘技术在铁路工程中应用的注意事项
在铁路工程中，由于受到客观条件的限制较多，测绘环境也比较艰苦，因此为了保证GPS测绘质量，技术人员需要在测绘工作中对以下的内容进行关注：技术人员要对测点的视野进行关注，要保证测点的开阔性；远离电磁波辐射源，做好对电磁信号的防干扰工作；远离大面积水域，防止卫星信号接收的多路径效应； 做好现场记录，观测时间、观测点号、观测时段等应记录详细正确。
3、GPS测量的实施
在进行测绘工作时，采用实时动态测绘方法进行测绘工作。具体来说，首先需要通过对已有的控制点进行分析，设置出解算参数。然后要安装GPS接收设备开始测绘工作。目前，对于动态测量来说，通常只需几分钟左右就能够进行数字化启动，从而开始测量工作。
铁路工程中，GPS测绘技术需要依靠全面的布网工程来进行测绘作业。在进行布网工作时，通常采取基线连接成网状的方式，通过同步图形开展布网工作。不同等级的GPS网有不通的观测要求。同时，开展布网工作时，还要注意对铁路工程的实际情况进行分析，从而根据不同的需求选择施工网或者是信息网进行布网作业。
4、中国北斗系统对目前GPS使用的影响
中国北斗卫星系统是我国独立自主开发并应用的全球卫星导航定位系统。北斗卫星系统的建立是全球第三个成熟的卫星导航系统，对于目前使用较广的GPS技术具有一定的影响。目前GPS接收机普遍可以接收到美国和俄罗斯的全球定位卫星信号，如果加入北斗卫星信号就可以提高大大提高测量精度，提高测量效率。加入北斗卫星系统后使用GPS测量具有下面的优势：①GPS接收机在同一个时间段和地点可以接收到更多的卫星定位信号，大大增强信号不良地区的操作性，减少不良时段；②由于测区上方有更多的定位卫星，大幅度减少了实际测量时间，提高了工作效率；③北斗系统比国外的导航定位系统开发的晚，在技术上有一定的领先性，在实际测量过程中可大幅度提高测量精度；④有了北斗系统中国可以开发具有自己知识产权的国产GPS测量系统，可以大幅度降低现有GPS测量设备的价格，有利于施工企业以更少的投资或得更高的技术实力；⑤，具有较强的可靠、稳定性。在铁路工程测绘方面，北斗卫星系统必将得到越来越多的应用，并对GPS测绘技术产生较大的、有利的影响。
结束语：
随着科学技术的发展，铁路工程测量工作的信息化和自动化程度将越来越高。由于和传统测绘技术相比，GPS技术具有测量精度更高，测量效率更高，方便快捷等特点，所以在铁路工程的测量工作中得到了广泛的应用，为我国的铁路建设做出了贡献。
参考文献：
[1]侯帮早. 浅谈工程测绘中GPS测绘技术的应用[J]. 中国新技术新产品,2014,22: 17.
[2]宋云山. GPS测绘技术在工程测绘中的应用分析[J]. 科技与企业,2015,02:145.
[3]李静. 铁路工程测绘中GPS测绘技术的应用探析[J]. 黑龙江科技信息,2015,03: 43.
论文作者:刘伟,邱丽芳
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期
论文发表时间:2016/6/13
标签：测量论文; 铁路工程论文; 技术论文; 工作论文; 三星论文; 接收机论文; 北斗论文; 《工程建设标准化》2016年3月总第208期论文;