移動RTK 在工程測量中的應用

單繼國SHAN Ji-guo

（中鐵二十二局集團第四工程有限公司銀西項目部，天津 301700）

0 引言

在工程建設項目的規劃、施工和維護階段，精確的測量數據是至關重要的。傳統的測量方法往往耗時且精度有限，隨著技術的發展，移動RTK 作為一種先進的測量技術，其實時、高精度和便攜的特點，使其成為工程測量領域的一個革命性進步。移動RTK 不僅可以大幅提高工作效率，還可以在復雜的地形和環境條件下保持高精度的測量結果。本文結合實際工程案例，介紹移動RTK 的技術原理，并分析其在工程測量中的應用及其帶來的益處。通過對移動RTK 在工程測量中應用的深入探討，可以更好地理解這一技術如何優化測量工作，以及它在未來工程測量中的潛在發展方向。

1 工程概況

新建銀川至西安鐵路甘寧段站前工程YXZQ-2 標段第一項目管段范圍正線起訖里程DK194+170.06～DK206+710，管段全長12.54km。

本管段正線路基2408.9m，占線路長度19.20%；其中區間路基963.55m，站場1445.35m。正線橋梁2506.74m，占正線20%；橋梁4 座；涵洞7 座；正線特大橋2 座；其中1024.8 延長米/1 座，1125.06 延長米/1 座，大橋2 座其中207.2 延長米/1 座；149.68 延長米/1 座，共設7 座箱涵，1-2m/2 座，1-4/2 座，1-5/1 座，1-6/2 座。正線隧道7633.2m，占正線60.8%。

本管段地貌為黃土梁峁溝壑區（見圖1），其特點為：地形起伏較大，呈穹狀丘陵或條狀嶺崗，殘塬（梁）間河流溝谷深切，發育涇河及其支流，高程650～1160m。區域內有礦區和林地，村鎮大多數分布在主要塬面和河流寬谷區域。在本管段內使用移動站RTK 能夠提高前期測量工作的效率與精度，進而加快推進工程建設的速度，節省人力與進度成本。

圖1 銀西鐵路YXZQ-2 標段局部地貌圖

圖2 RTK 儀器使用示意圖

2 準備工作

2.1 儀器設備準備

結合項目特點和項目進度計劃，項目部購買南方S86GPS 進行項目測量工作，該儀器設備的具體配置見表1 所示。

表1 南方S86 GPS 儀器配置表

2.2 數據準備

根據銀西鐵路現場RTK 施工需要準備了平曲線表（見表2）、控制點坐標表（見表3）、坡度表（見表4）、施工圖紙等數據。

表2 平曲線表

表3 控制點坐標表

表4 坡度表

復測結果合格且與設計院提供的坐標數值相差不大，在允許范圍內，繼續使用設計院提供的控制點坐標。

2.3 參數計算的基本原理與目的

基準站和移動站都是以WGS84 坐標為標準。通過實時計算移動站與不同衛星之間的距離求出一個對應的三維坐標[1]。而在實際施工中用到的坐標大多數與其并不相同。因此需要求出兩個不同坐標之間的參數，以便能使用現有坐標系進行測量工作。七個參數分別是：三個坐標平移量（ΔX，ΔY，ΔZ），即兩個空間坐標系的坐標原點之間的坐標差值；三個坐標軸的旋轉角度（Δɑ，Δβ，Δγ），按照一定的順序通過轉動三個坐標軸的一定角度可以使兩個空間坐標系的三個坐標軸重合；尺度因子K，它是在兩個空間坐標系內同一直線的長度比值，它能夠實現尺度的比例轉換。通常情況下近乎等于一[2]。

2.4 現場參數校核

根據現場實際情況，選擇使用外置電臺進行測量工作。

首選在手薄中打開測繪軟件，選擇工程→點擊新建工程→輸入工程名稱（如：YXTL001）→點擊確定→根據需要選擇坐標系統（本工程選擇CGCS2000 坐標系）→將控制點坐標導入或者輸入到坐標管理庫中→將基準站架設到堅固可靠且位置適合的地方（本工程將基準站架設到靠近工程線路中間部位，且視野開闊的山頂。并將基站與外置電臺、電瓶連接、設置好。）→將移動站從起點開始（NCPI111）進行坐標點測量→選擇求轉換參數→在坐標管理庫中調出當前點控制點坐標→點擊確定→移動站為固定解時且水平氣泡居中讀取坐標并輸入天線高→更改點名（ncpi111）→點擊確定→保存→點擊應用。

以此類推，將控制點全部采集完成后，求得七個參數，并應用到本工程中?？刂泣c信息采集以首尾各采集兩個點，中間點按照分布情況適當選擇為宜。當然采集的控制點越多，得出的結果越精確，應用也更方便[3]。

3 實際應用

銀西鐵路包含橋涵、隧道、路基等多種單位工程，針對單位工程的不同，合理地選擇測量方式，才能更高效地完成測量任務。使用RTK 進行測量不用考慮通視的問題，較傳統全站儀測量更加高效。但RTK 在信號遮擋及干擾比較嚴重的環境下不能使用。故隧道測量中仍需傳統全站儀進行測量施工。

3.1 原地貌測量

銀西鐵路我標段進場后需要對原有地形地貌進行測量。作為計量及合理規劃施工組織的基礎。根據畫圖及目的的不同需求，測量時采集的點位密疏程度也不同，所用的比例尺越大，采集的點位越密。銀西鐵路甘寧二標采用的是1∶200 的比例進行地形地貌的測設。

原地貌采集的方法有兩種，第一種是在已設定的工程中選擇線路測量，第二種是直接選擇點位測量，兩種方法的實際操作大同小異，結果也是一致的。銀西鐵路甘寧二標采用的是道路測量的方式進行地形地貌的測繪[4]。

儀器架設完成后，啟動基準站及移動站，因為前期參數已經設置完成，開機后手簿通過藍牙自動與主機進行連接[2]。打開手簿里的測量程序后選擇工程名稱（YXTL001）、橢球系名稱（CGCS2000）及其他參數。在固定解后選擇控制點校正，選擇線路測量。在線路測量中會顯示斷面里程、左右偏距及點位坐標。為保證測量數據的完整性，測量的范圍大于紅線范圍的原地形地貌。

原地貌點位采集完成后，將采集到的點位信息導入到Excel 表格或CAD 圖中，根據點位信息畫出地形地貌圖及斷面圖[5]。

3.2 棄渣場測量

銀西鐵路甘寧二標共有4 個棄渣場，棄渣場分布松散，面積較大，地形復雜，遠離施工線路。故采用點位測量的方法采集棄渣場的地形及面積。

棄渣場測設與原地貌測量步驟基本一致。架立好基站后，選擇打開工程（YXTL001），選擇好參數后，選擇點位測量。在棄渣場周圍有變化的特征點處進行點位信息采集。棄渣場點位信息采集完成后，根據點位信息畫出斷面圖，或者使用南方cass 軟件，來分析棄渣場的土石方容量，并制定合理的棄渣方案[6]。

3.3 施工放樣測量

銀西鐵路甘寧二標路基放樣使用RTK 中的道路放樣進行測量放樣工作，RTK 可通過手簿軟件或測量員軟件，直接計算出需要放樣的點、直線、曲線?？梢灾庇^地顯示出道路斷面的實際情況。如里程、距設計線左右偏距，高度等情況。從而高效地完成路基的放樣工作。

銀西鐵路甘寧二標在樁基與承臺、涵洞的放樣工作就是將計算好的坐標點導入到RTK 手簿的點位數據庫中。然后進行放樣工作。這樣做不需要考慮現場地形的影響條件，也能根據需要更快，更精確地完成測量放樣工作。

4 RTK 在工程測量中的注意事項

①RTK 測量工作雖然比傳統全站儀測量更加獨立、快捷，但在其前期參數采集、設置不統一時，可能造成數據錯誤，造成返工。因此在每次測量工作前都應仔細核查RTK 的參數設置，保證其數據的正確性[3]。

②RTK 測量工作較傳統測量工作更易受到天氣、數據傳輸、周圍環境的影響。因此在進行測量工作前需要多布置一些控制點，以便隨時對RTK 儀器進行數據檢核。

③RTK 在進行測量工作時，測量工作的精度與準確性與測量人員的能力水平密切相關；因此在實際測量工作中，必須在儀器得到固定解后才能將測量數據記錄下來，否則所記錄下來的數據就會是不準確的，不能滿足測量工作的要求。在搬運和使用儀器的時候，必須小心謹慎，以免損傷儀器的元件，保證儀器在測量工作中的正常運行。因此需要對測量人員進行RTK 的使用培訓，提高測量人員的能力水平與責任心。

5 結束語

RTK 技術究其根本就是一種CNSS 定位技術。目前比較成熟的體系包括美國的GPS 系統、我國的北斗系統、歐盟的伽利略系統、俄羅斯的格洛納斯系統。

雖然說RTK 技術彌補了傳統測量工作的不足，為工程測量工作帶來極大的便利，但RTK 本身固有的缺陷，也會對工程施工的精度及進度產生一定的不良影響。將RTK 技術與傳統測量方法聯合起來，相互配合，充分地發揮普通測量方法與RTK 各自的優勢，同時大力發展RTK系統的兼容性，使用多系統、多頻段的觀測方式，減少RTK 測量對單一系統的依賴性，降低由單系統測量方式帶來的信號差，精度低，等待固定解時間長等問題。這是未來RTK 技術發展的趨勢，也是不斷推動現代化和信息化建設的重要力量。