铁路施工控制网中GPS测量技术的运用

铁路施工控制网中GPS测量技术的运用

朱星铭

浙江交工集团股份有限公司铁路分公司  浙江杭州  310051

摘要：我国的国力增强带动交通运输的发展，随着国家的铁路网提速工程推进，传统的铁路设计标准因路线规划时间较为久远，与当前国家的运输与交通结构不符，不适用于当前我国道路运输产业的发展。为了提升铁路的行车标准，国家对铁路交通项目提出了更高的标准要求，对铁路进行改革和扩建。铁路的改革与扩建中涉及许多技术层面的问题，使用传统的铁路施工测量方法进行铁路测量，工作量庞大、工作周期长、因各种原因导致工作效率低下等存在诸多问题。铁路建设因地质原因，本身就存在一定的测量与铺设困难等问题，其他层面上的通视条件和原线路设计合理等问题，又大幅度的增加了测量难度。科技的发展使GPS测量技术问世，并广泛的适用于勘测铁路、公路等的交通基础设施建设中。

关键词：铁路施工;施工控制网;GPS测量技术

1、GPS测量技术的概念与特点

1.1、GPS测量技术的概念

GPS测量技术的基础是人造地球卫星，借助卫星本身进行信息数据的传递工作，以此来实现对某个点位的精准测量，并实现高效数据管理，以此来为相应的工作内容提供精准的信息内容。通常情况下，在交通行业、测量行业、工程管理行业都会选用到GPS技术来开展精密化工程，利用该技术的特性来提高监测质量，这样不但能够满足全天候的需求，在实时性以及实用性层面也能够得到有效保障。

1.2、GPS测量技术的特点

（1）简便性。在开展GPS测量技术的应用过程中，由于该技术本身在自动化特性上较为明显，并且能够进行智能化系统的操作与管理，这样不但能够有效提高操作质量，在应用效果方面也能够得到有效保障。在进行技术应用的过程中，工作人员只需要利用所获取到的空间信息便能够对未知点进行搜寻与记录，或者是通过输入相应的位置来获取较为完善的测量信息，为后续的工程施工奠定良好的理论基础。

（2）精准性。作为信息化技术的特色内容，GPS完美地继承了精准性的优点，通过动态化的操作内容，能够打破传统测量技术中的空间与时间特性，操作相关设备便能够在短时间内获取到较为完善的高程信息以及地理坐标内容，而这要归功于人造地球卫星，通过对卫星的应用，能够有效提高数据的真实性与实时性，所花费的时间较低，在成本管控上也能够实现有效保障。

（3）无通视性。与传统检测技术相比，GPS测量技术并不会对测站产生过于明显的依赖性，自然不会受到通视所产生的不利影响，通常情况下，在开展测量工作的过程中，往往需要利用电磁波信号来开展相应的工作，这样不但能够有效降低光学信号所产生的干扰与不利影响，还能够同时对多个测量目标开展相应的测量工作，可有效提高工作效率。

（4）实时性。与传统测量手段相比，GPS技术在实时性上具有较为明显的优势，工作人员在开展测量的过程中，不会在受到外界因素的干扰，信息传输效率得到有效提升的同时，还能够确保信息数据的精准性能够得到保障。传统的测量技术对于时间以及天气的需求相对较高，一旦环境无法满足相关标准，便会产生较为明显的误差情况，不但会导致整个测量精度大幅度下降，同时也会对后续的工作内容产生不利的影响。而GPS技术的存在便能够有效摆脱这方面的桎梏，通过信息化技术与装置来开展测量，既不会对工程的进度产生不利影响，同时还能够有效降低工程成本支出，以此来提高检测质量的高效性。

2、GPS测量在铁路施工控制网中的运用

2.1、选点与埋石

（1）选点：如同在纸上画线一样，要先对铁路的布置进行选点。在进行选点前铁路部门应当预先对当地的地质与地形进行资料的查找，大致将控制点进行选定，注意该控制点要尽量满足铁路工程测量规范要求，框架控制网以外的控制网要保证两点之间互相通视。GPS测量技术的使用可以满足以上要求，相当于将两个不通视的控制点，成为可通视的控制点。既保证了距离问题还可以提升测量的精准度。但在进行点位的埋设时要符合一定的要求即：点位要尽量选择较为平坦的地段进行设置，避免周围的土石与凸起影响卫星定位的信号接收；对预设铁路控制网点进行显眼的标记；选点要注意规范性与位置合理性，在接收信号时控制点的点要保持基础稳定，周围注意视野开阔，远离高层建筑物和面积较大的水体湖面。要选取合适的位置进行布点，尽量寻找环境影响小的地区。这样做的目的是便于埋石，并对原点进行保存。同时点位还应选在方便施工放样处,并有足够的密度,保证使用时有较大的选择余地。控制点可以使用普通标石埋设,对于那些使用频繁的点位,可以埋设带有强制对中装置的观测墩。待控制点稳定以后，方可进行观测。

（2）埋石：在确定好铁路控制网的定点后，要进行埋点工作。定点与埋石工作是确定控制网位置与后续全球定位系统测量的重要步骤。按尺寸进行基坑尺寸的挖掘，深度与周边环境要符合相应的规范，要求在现场进行水泥的预调。埋石与布点的位置用螺丝进行焊接，在进行该步骤的操作时，注意埋点的预设保持垂直状态。并使用不锈钢控制点，做好标记，确保后续施工过程中寻找使用便捷。

2.2、GPS控制网观测

GPS控制网观测在进行GPS测量时，对卫星信号的接收需要进行注意。在进行铁路控制点的观测中，对GPS接收机的安置十分重要，对着不同的地形与要求，对全球定位系统接收机的安置也有所不同，如在普通控制点内进行安置时，需要将其固定在稳定的基座上，保持与卫星信号接收准心平齐，以保持铁路控制网的观测数据准确。如在强制对中点位置上进行GPS信号接收时，需要将该点位的杂物进行清理，保持点位的干净，并将GPS测量器进行固定即可。卫星信号的接收时间与当天的气候问题是不可控的，如遇到大风等天气时，要对GPS基座进行加固，防止将接收机吹下导致机器损坏；如遇到雷雨天气时，要将基座进行接地连接，以免因测量仪器位置突出，雷电击接收天线。在GPS开机工作前，现场测量控制网点的基站看守人员要遵守相应的规定。检查接收机与通讯器的连接程度，在全部进行接通后，进行开机工作。根据控制点的测量时间，及时对仪器工作状态进行检查，如控制点测量时间较长，可以以15分钟为一个间隔，进行仪器检查，如遇到电池不足等情况，一定要进行及时更换，并随时与负责人进行沟通。因要保持测量数据的准确度，在进行信号的接收过程中不能进行测量中。

2.3、控制网数据处理

在进行数据的接收过程中，外业要对数据进行记录。上文提到的间隔15分钟进行GPS测量仪器检测时，要求外业记录人员跟踪进行数据记录。如发生中断等也要第一时间进行数据的记录，尽量弥补出现的数据差等。采用专业软件对数据进行自动处理，此步骤是为减少人工计算而导致的失误问题，并将最终测试结果进行整理。制定分析报告、网评差值报告，并最终对其进行检查。

结束语

总而言之，随着科技的发展，新型技术为铁路测量带来便利，在铁路施工控制网中使用GPS技术可以达到较好的效果。GPS测量技术的应用可以更精准地实现铁路控制网设计意图，将其进行具体化的表述，以此来保障铁路线路的建设平稳，有利于尽快完工等优势。除在铁路施工中运通GPS进行测量技术，还可将该技术运用至公路监测、国土管理以及农业等领域。如今GPS技术也在逐步发展，且该技术也日益成熟，为铁路施工控制网建设提供了稳定的基础。随着科技进步的发展与对GPS运用的熟悉度，使高科技的系统价位更加亲民，相信不久之后就可以大面积普及。

参考文献：

[1]李世平,武文波.GPS在建立高速铁路控制网中的应用[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2012,31(05):782-785.

[2]王圣连.GPS技术在铁路控制网复测中的应用[J].中国科技信息,2011(10):272.

[3]丁海鹏,杨云鸿,李如仁.GPS测量在铁路施工控制网中的应用[J].中国煤炭地质,2010,22(02):64-66.