移动RTK 在工程测量中的应用

单继国SHAN Ji-guo

（中铁二十二局集团第四工程有限公司银西项目部，天津 301700）

0 引言

在工程建设项目的规划、施工和维护阶段，精确的测量数据是至关重要的。传统的测量方法往往耗时且精度有限，随着技术的发展，移动RTK 作为一种先进的测量技术，其实时、高精度和便携的特点，使其成为工程测量领域的一个革命性进步。移动RTK 不仅可以大幅提高工作效率，还可以在复杂的地形和环境条件下保持高精度的测量结果。本文结合实际工程案例，介绍移动RTK 的技术原理，并分析其在工程测量中的应用及其带来的益处。通过对移动RTK 在工程测量中应用的深入探讨，可以更好地理解这一技术如何优化测量工作，以及它在未来工程测量中的潜在发展方向。

1 工程概况

新建银川至西安铁路甘宁段站前工程YXZQ-2 标段第一项目管段范围正线起讫里程DK194+170.06～DK206+710，管段全长12.54km。

本管段正线路基2408.9m，占线路长度19.20%；其中区间路基963.55m，站场1445.35m。正线桥梁2506.74m，占正线20%；桥梁4 座；涵洞7 座；正线特大桥2 座；其中1024.8 延长米/1 座，1125.06 延长米/1 座，大桥2 座其中207.2 延长米/1 座；149.68 延长米/1 座，共设7 座箱涵，1-2m/2 座，1-4/2 座，1-5/1 座，1-6/2 座。正线隧道7633.2m，占正线60.8%。

本管段地貌为黄土梁峁沟壑区（见图1），其特点为：地形起伏较大，呈穹状丘陵或条状岭岗，残塬（梁）间河流沟谷深切，发育泾河及其支流，高程650～1160m。区域内有矿区和林地，村镇大多数分布在主要塬面和河流宽谷区域。在本管段内使用移动站RTK 能够提高前期测量工作的效率与精度，进而加快推进工程建设的速度，节省人力与进度成本。

图1 银西铁路YXZQ-2 标段局部地貌图

图2 RTK 仪器使用示意图

2 准备工作

2.1 仪器设备准备

结合项目特点和项目进度计划，项目部购买南方S86GPS 进行项目测量工作，该仪器设备的具体配置见表1 所示。

表1 南方S86 GPS 仪器配置表

2.2 数据准备

根据银西铁路现场RTK 施工需要准备了平曲线表（见表2）、控制点坐标表（见表3）、坡度表（见表4）、施工图纸等数据。

表2 平曲线表

表3 控制点坐标表

表4 坡度表

复测结果合格且与设计院提供的坐标数值相差不大，在允许范围内，继续使用设计院提供的控制点坐标。

2.3 参数计算的基本原理与目的

基准站和移动站都是以WGS84 坐标为标准。通过实时计算移动站与不同卫星之间的距离求出一个对应的三维坐标[1]。而在实际施工中用到的坐标大多数与其并不相同。因此需要求出两个不同坐标之间的参数，以便能使用现有坐标系进行测量工作。七个参数分别是：三个坐标平移量（ΔX，ΔY，ΔZ），即两个空间坐标系的坐标原点之间的坐标差值；三个坐标轴的旋转角度（Δɑ，Δβ，Δγ），按照一定的顺序通过转动三个坐标轴的一定角度可以使两个空间坐标系的三个坐标轴重合；尺度因子K，它是在两个空间坐标系内同一直线的长度比值，它能够实现尺度的比例转换。通常情况下近乎等于一[2]。

2.4 现场参数校核

根据现场实际情况，选择使用外置电台进行测量工作。

首选在手薄中打开测绘软件，选择工程→点击新建工程→输入工程名称（如：YXTL001）→点击确定→根据需要选择坐标系统（本工程选择CGCS2000 坐标系）→将控制点坐标导入或者输入到坐标管理库中→将基准站架设到坚固可靠且位置适合的地方（本工程将基准站架设到靠近工程线路中间部位，且视野开阔的山顶。并将基站与外置电台、电瓶连接、设置好。）→将移动站从起点开始（NCPI111）进行坐标点测量→选择求转换参数→在坐标管理库中调出当前点控制点坐标→点击确定→移动站为固定解时且水平气泡居中读取坐标并输入天线高→更改点名（ncpi111）→点击确定→保存→点击应用。

以此类推，将控制点全部采集完成后，求得七个参数，并应用到本工程中。控制点信息采集以首尾各采集两个点，中间点按照分布情况适当选择为宜。当然采集的控制点越多，得出的结果越精确，应用也更方便[3]。

3 实际应用

银西铁路包含桥涵、隧道、路基等多种单位工程，针对单位工程的不同，合理地选择测量方式，才能更高效地完成测量任务。使用RTK 进行测量不用考虑通视的问题，较传统全站仪测量更加高效。但RTK 在信号遮挡及干扰比较严重的环境下不能使用。故隧道测量中仍需传统全站仪进行测量施工。

3.1 原地貌测量

银西铁路我标段进场后需要对原有地形地貌进行测量。作为计量及合理规划施工组织的基础。根据画图及目的的不同需求，测量时采集的点位密疏程度也不同，所用的比例尺越大，采集的点位越密。银西铁路甘宁二标采用的是1∶200 的比例进行地形地貌的测设。

原地貌采集的方法有两种，第一种是在已设定的工程中选择线路测量，第二种是直接选择点位测量，两种方法的实际操作大同小异，结果也是一致的。银西铁路甘宁二标采用的是道路测量的方式进行地形地貌的测绘[4]。

仪器架设完成后，启动基准站及移动站，因为前期参数已经设置完成，开机后手簿通过蓝牙自动与主机进行连接[2]。打开手簿里的测量程序后选择工程名称（YXTL001）、椭球系名称（CGCS2000）及其他参数。在固定解后选择控制点校正，选择线路测量。在线路测量中会显示断面里程、左右偏距及点位坐标。为保证测量数据的完整性，测量的范围大于红线范围的原地形地貌。

原地貌点位采集完成后，将采集到的点位信息导入到Excel 表格或CAD 图中，根据点位信息画出地形地貌图及断面图[5]。

3.2 弃渣场测量

银西铁路甘宁二标共有4 个弃渣场，弃渣场分布松散，面积较大，地形复杂，远离施工线路。故采用点位测量的方法采集弃渣场的地形及面积。

弃渣场测设与原地貌测量步骤基本一致。架立好基站后，选择打开工程（YXTL001），选择好参数后，选择点位测量。在弃渣场周围有变化的特征点处进行点位信息采集。弃渣场点位信息采集完成后，根据点位信息画出断面图，或者使用南方cass 软件，来分析弃渣场的土石方容量，并制定合理的弃渣方案[6]。

3.3 施工放样测量

银西铁路甘宁二标路基放样使用RTK 中的道路放样进行测量放样工作，RTK 可通过手簿软件或测量员软件，直接计算出需要放样的点、直线、曲线。可以直观地显示出道路断面的实际情况。如里程、距设计线左右偏距，高度等情况。从而高效地完成路基的放样工作。

银西铁路甘宁二标在桩基与承台、涵洞的放样工作就是将计算好的坐标点导入到RTK 手簿的点位数据库中。然后进行放样工作。这样做不需要考虑现场地形的影响条件，也能根据需要更快，更精确地完成测量放样工作。

4 RTK 在工程测量中的注意事项

①RTK 测量工作虽然比传统全站仪测量更加独立、快捷，但在其前期参数采集、设置不统一时，可能造成数据错误，造成返工。因此在每次测量工作前都应仔细核查RTK 的参数设置，保证其数据的正确性[3]。

②RTK 测量工作较传统测量工作更易受到天气、数据传输、周围环境的影响。因此在进行测量工作前需要多布置一些控制点，以便随时对RTK 仪器进行数据检核。

③RTK 在进行测量工作时，测量工作的精度与准确性与测量人员的能力水平密切相关；因此在实际测量工作中，必须在仪器得到固定解后才能将测量数据记录下来，否则所记录下来的数据就会是不准确的，不能满足测量工作的要求。在搬运和使用仪器的时候，必须小心谨慎，以免损伤仪器的元件，保证仪器在测量工作中的正常运行。因此需要对测量人员进行RTK 的使用培训，提高测量人员的能力水平与责任心。

5 结束语

RTK 技术究其根本就是一种CNSS 定位技术。目前比较成熟的体系包括美国的GPS 系统、我国的北斗系统、欧盟的伽利略系统、俄罗斯的格洛纳斯系统。

虽然说RTK 技术弥补了传统测量工作的不足，为工程测量工作带来极大的便利，但RTK 本身固有的缺陷，也会对工程施工的精度及进度产生一定的不良影响。将RTK 技术与传统测量方法联合起来，相互配合，充分地发挥普通测量方法与RTK 各自的优势，同时大力发展RTK系统的兼容性，使用多系统、多频段的观测方式，减少RTK 测量对单一系统的依赖性，降低由单系统测量方式带来的信号差，精度低，等待固定解时间长等问题。这是未来RTK 技术发展的趋势，也是不断推动现代化和信息化建设的重要力量。