刘磊
中交二航局第四工程有限公司 安徽省芜湖市 241000
摘要：在经济建设背景下，交通运输的作用不容忽视，而铁路作为现代交通运输中较为重要的一部分，在满足人民出行需求的基础上，更应当对铁路工程测量重视起来，这是因为铁路施工阶段会受到各类因素的直接影响及作用，再加之铁路工程施工周期长，任务量大，所接触的地形特点较为复杂，只有不断提高测量精度才能促使工程质量与预期目标高度相符。本文就以GPS高程为切入点，对其在铁路测量中的应用进行了细化阐述及分析。
关键词：GPS高程；铁路测量；应用策略
以经济发展为依托，新型技术及设备的创新应用逐渐成为主流趋势，这不仅为社会发展带来了积极有效的助推力，更为我国技术水平的不断提升提供着源源不断的动力保障。铁路建设不仅是民生工程，更是提升城市经济实力的重点建设方向，在工程施工阶段应用先进技术及设备刻不容缓。由于铁路工程长期处于复杂的地形环境下，这就需要在施工前期对地形特点进行精准掌控，因此测量工作的开展也就显得至关重要。从当前形势来看，GPS技术的发展进程逐渐加快，这就使得技术的应用效果更加趋于理想，因此，将GPS高程应用到铁路工程测量中具有重要意义。
一、水准高程及GPS高程的理论分析
现阶段铁路工程建设规模不断扩大，这就使得施工阶段的影响因素随之增加，这就对施工技术的选择及应用提出了更高的要求，尤其是测量工程中，技术类型普遍呈现多样化特点，而GPS由于本身就具有较强的优势特点而被广泛应用于工程测量中。从整体来看，GPS技术在高程测量中的应用体系可以划分为两大系统：一是大地高程系统；二是正高系统，其中水准高程属于正高涵盖范畴中，也就是说以地面为基准，在垂直方向上延伸至大地上的水准线的长度都是水准高程的距离；而GPS则代表着大地高，其距离的衡量与水准高程存在一定差异，地面点与椭球面之间才是其标准长度。
通过对可靠资料进行分析不难发现，铁路工程所处地区以大地形式为主体，精准定位水准面高度就能有效提高测量质量，该措施不仅具有较强的可行性，在实际测量环节其应用效果也较为理想，在实际应用阶段，首先应当将观测中应用的资料准备齐全，而后则需要将其密度控制在标准范围内，提升分布的均匀性。从当前形势来看，GPS技术的应用能效与精度控制存在密切联系，在其精度提升时，检测点所体现出的高程差就会随之缩小，为了实现对误差值的精准判断，可以通过建立数学模型，按照计算点对高程误差及误差值范畴进行确认，通过精确计算就能对检测点的标准范围进行确认。
二、GPS高程的测量误差分析
当观测点与测量区域的距离不能保持一致时，GPS高程测量所呈现的互差值就会明显差异，可以说距离与互差成正比关系，距离越大，互查值就相对增加。从当前形势来看，GPS软件的计算都依托于水准点及GPS观测点，在二者相互一致时，在重合范围内就能对差值进行精准掌控，而进一步探究大地水准面的差距则需要以差值为基准，根据实际情况选择与之对应的拟合形式，明确高程异常情况的变化依据。而后将非重合点GPS所处位置的片面参数作为引数，通过计算就能获得大地水准面的差距，而判断高程是否存在非常规问题也需要以此为依据，而参数的计算也能实现对该点位上的正高或者是正常高的精确衡量。
实际上似大地水准面与大地水准面本身并不存在较大差异，反之二者具有较强的相似性，并且高程异常值及规律能够通过推求呈现出来，因此，对高程异常或者正常高进行精准掌控，就能计算出大地高，相对的获得大地高与高程异常值也能够对正常高范畴及值量进行确认。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般情况下，GPS点的正常高之所以会呈现相应误差现象，是因为GPS大地高在测量过程中本身就存在误差，并且高程测量中也存在相应非常规问题，误差值也会相对增加，虽然以上两种误差值的存在能够对测量精度产生一定影响，但是通过对比研究不难发现，GPS大地高的测量误差值量范畴较为有限，其误差值也普遍不高，可以不做重点考量。
在实际计算阶段，是允许运用公式将大地高转变为正常高精度的，这是因为高程异常因素是计算中较为重要的参数值，如果不进行转换，计算结果将与实际情况存在偏差。现阶段，GPS软件的应用大多依托一定量水准点和 GPS 点，在二者实现契合后，从中找寻差值，就能对大地水准面是否存在差距，以及高程是否出现异常情况进行判断。可以说无论在计算中应用何种运算方式，拟合精度控制都是较为重要的，在这一过程中应当以测量区域重合点为基准，通过分布密度实现对精度的科学控制，这是因为重合点密度值在达到高标准要求的基础上，分布状态就会更加趋于分散及均匀，精度控制的不利影响就越小，值量的科学化指标也会随之上升。
三、GPS高程在铁路测量中的应用
在我国铁路建设中所处地形存在一定复杂性，这就在一定程度上增加了铁路施工的难度，为了从根本上提高铁路建设质量，就需要在正式施工前期开展高效的测量工作，合理缩减地形对施工的不利影响。在GPS技术应用阶段，应当根据工程特点进行适当调整，在纠正误差的基础上，应当不断提升水准转换模型的应用效果。通过开展相应测量实验不难发现，以传统测量形式为主体，就应当对所有的导线进行四等水准测量，而后针对GPS大地高向正常高转变时，需要配置相对应的模型计算，计算方向应当以重合点为基准，得出不是重合点正常高的相应数值。而后还需要对拟合高差及超平高差进行计算，对于得到的结果则应当进行科学分析及研究。
在实验中可以假定拟合高程及抄平高程之间的测量数据具有往返作用，而后通过利用公式在精确计算的基础上，获得对应结果。实际上地形条件的差异性，会导致误差结果之间存在较大偏差。以丘陵地区为例，在拟合高差结果中所呈现的模型修正结果之间往往呈现mm的量变结果，并且拟合高度误差距离越大，后续模型修正后所获得的数值就会有所增加。因此不难发现，通过水准转换模型进行计算时，结果会受到重合点密度值的直接影响，并且密度与模型精度也存在正比关系，密度增加，水准转换模型的精度值就会有所上升。
以重合点为基准，通过对原有的水准转换模型进行修正，其精度将有所提高，与未修正的水准转换模型相比，其精度值明显偏高。尤其是在丘陵地形环境下，以5km为核心，将正常高及大地高作为重合点进行高程拟合，拟合后的精度值将更加趋于四等水准测量精度，而以10km为基准，再次进行高程拟合，其精度标准将与等外水准测量精度高度符合。平原地区则与之不同，在8km位置点设定重合点并进行高程拟合，获得的精度值将与四等水准测量精度相一致；而山地区域同样以8km的正常高及大地高作为重合点进行高程拟合，其精度将与等外水准测量精度相一致。因此不难发现，所处区域地形特点的差异性，高程重合点的选择也大不相同，并且其获得的精度值所处范畴也在四等水位测量精度及等外水准测量精度的不同范畴中。
结语：
在我国复杂的地形环境下开展地铁建设工作本身就具有较大难度，这就需要开展更加有效的测量工作，在提升其精度的基础上，为工程项目的顺利推进夯实基础。通过上述论述不难发现，为了降低工作量，有效使用 GPS 数据，使用拟合算法和较高精度的水准转换模型，借助 GPS 和水准仪结合方式开展铁路测量是可行的。
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论文作者:刘磊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/29
标签：高程论文; 测量论文; 精度论文; 水准论文; 误差论文; 大地论文; 铁路论文; 《防护工程》2018年第11期论文;