铁路工程测量规范
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铁路工程测量规范范文第1篇
关键词：职业教育铁路测量高速铁路新技术新规范变革
客运专线、高铁速度很快（200km/h～350km/h）给铁路建设维护中的工程测量带来很多新问题：客运专线、高铁高平顺性，线路变得更直，曲线长度变得更长；为了满足线路发展，隧道和桥梁必须增加；为了保证线路精度达到规范要求，建立了新的坐标控制网；轨道演变为无砟轨道；轨道板的铺设要求线下工程沉降必须很少；工务维护的测量的时间也要变成夜间；为了满足以上种种原因，测量的规范、方法、仪器都需要革新和变化。
一、高铁引发铁路测量的思考、发展方向
1.1线路变得更直、曲线长度变得更长高铁相对于普铁速度快了好几倍，所以曲线半径加大，缓和曲线加长。普铁的曲线测量由于误差会很大，将不能再适应高铁的需要。我们知道，曲线外矢距F=C2/8R式中C为弦长，R为半径。若按10m弦长3mm的轨向偏差（即用20m弦长的外矢距偏差）的轨向偏差来控制曲线，则铺轨时一个大弯道由几个不同半径的曲线组成，且半径相差几百米。由此可见，只采用10m弦长3mm（有碴）/10m弦长2mm（无砟）的轨向偏差来控制轨道的平顺性或许不构严密的，因此有人提出采用相对控制与坐标绝对控制相结合的方法来进行轨道铺轨控制。绝对坐标的应用涉及到全站仪坐标放样及GPS定点的大规模使用，这些都是我们高职院校在教学组织中相对欠缺的。我们必须将课程内容及训练方式进行调整，加强全站仪和GPS的学习和使用。
1.2隧道和桥梁的增加由于线路变直，曲线变长，同时为了保护有限的土地。在客运专线、高铁的建设中，桥梁和隧道所占的全线比重在加大。京津城际铁路有86%的线路建在桥梁上；武广高铁全线共有桥梁648座，总长度468公里，几乎占到线路总里程的一半,全线有隧道226座，总长度177公里。同时高铁的路基横断面加大，也使得桥梁和隧道的横断面尺寸加大。为满足列车高速通过隧道时产生的空气动力效应要求及旅客舒适度的要求，隧道断面净空有效面积达到100平方米，施工开挖断面达到160平方米。这些提醒了我们高职铁道工程类在以后教学过程中必须把桥梁和隧道的施工测量提升到一个新的层面，新技术、新规范、新工艺、新材料、新设备，都是我们要更新和关注的问题。
1.3轨道演变为无砟轨道测量为了满足客专、高铁的高速运行，我们的轨道现在已经向无砟轨道演变。对于无砟轨道，地基处理完成后，直接上面进行轨道板的施工，其后进行轨道铺设，轨道施工完成后基本不再具备调整的可能性。这就要求对施工精度有着较有碴轨道更严格的要求，使轨道的几何参数与设计的目标位置之间的偏差保持在规范许可内。轨道的定位通过由各级平面高程控制网组成的测量系统来实现，从而保证轨道与线下工程路基、桥梁、隧道、站台的空间位置坐标、高程相匹配协调。我们今后在教学过程中就必须强调让我们学生严格控制各个环节的控制，改变以前将误差留到后面才来处理的习惯，练习无砟轨道的仪器架设、使用方法。测量的标准也同样要求学生注意更换。
1.4测量控制网的变化我们把适合于客运专线铁路工程测量的技术体系称为客运专线铁路精密工程测量。客运专线无砟轨道铁路工程测量的平面、高程控制网，按施测阶段、施测目的及功能不同分为了勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网。我们可以简称为“三网”。在客运专线无砟轨道的设计、施工及维护的各阶段均采用坐标定位控制，因此必须保证三网的坐标高程系统的统一，才能使无砟轨道的勘测设计、线下施工、轨道施工及运营维护工作顺利进行。客运专线勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网平面测量应以基础平面控制网CPⅠ为平面控制基准，高程测量应以二等水准基点为高程控制测量基准。
客运专线铁路工程测量平面控制网第一级为基础平面控制网（CPⅠ），第二级为线路控制网（CPⅡ），第三级为基桩控制网（CPⅢ）。
同样作为高等院校的我们也不能忽视这些新事物的出现和演变，我们需要紧跟技术发展，将这些介绍给我们学生；不能让学生输在起跑线上。
1.5沉降监控量测客专、高铁要求对地基沉降做了很多处理，但无砟轨道铺设后线下构筑物仍有可能发生不均匀沉降，这会给线路维修带来很多的问题。因此，客专、高铁无砟轨道对路基、桥涵、隧道等线下工程的工后沉降要求相当严格。南广线在修建的过程中要求线下工程建好后必须有一年的时间进行沉降监控量测，一年后变形符合要求，才能进行轨道板的浇注施工。这要求我们在今后的教学中要加强沉降的检测量控的教学，我们以前在课本编写、教学组织方面都忽视了的这些东西。可以说沉降观测是我们很薄弱的一块。
1.6测量工作时间的变化以前普铁由于运行速度不是很快，故我们的工务人员可以在白天利用运营间隙进行既有线测量。而高铁白天运营时间是不允许人员进入线路的，天窗时间只有晚上或者专门停运才能进行既有线的测量，比如广局就是每天零晨零点至零晨四点。这就要求我们的学生以后可能要掌握夜间测量的技术。由于高铁的建设相对只是一时的，更多的时间是运营，所以大量的高铁的工务问题在今后有待我们进一步研究讨论、总结创新。
1.7测量使用规范、方法、仪器变化我们所使用的规范由《新建铁路工程测量规范》、《既有铁路工程测量规范》转向《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》；由武广高铁的各种测量细则、方案，转向《高速铁路工程测量规范》。我们的地球面是个椭球曲面，地面上的测量数据需投影到施工平面上，曲面和平面数据转换时，不可避免会产生变形误差。因此规定客专、高铁无砟轨道工程测量控制网采用工程独立坐标系，把边长投影变形值控制10mm/km，以满足无砟轨道施工测量的要求。同时客运专线无砟轨道高程控制网应按二等水准测量精度要求施测。铺轨高程控制测量按精密水准测量要求施测。这些变化都促使了我们使用的测量仪器淘汰升级。大量先进、精密的仪器在现场得到推广使用。这就要求我们职业院校必须更新引进新仪器，学习新仪器的使用，并教会学生熟练掌握。
二、结语
纵然现在客专、高铁也在我国的经济高速发展下得以快速发展。我国目前已经提出不久的将来北京到全国大部分省会城市将会形成8小时内交通圈。到2012年，新建高速铁路将达到1.3万公里。很快高铁就会走进我们的生活，作为铁路院校，我们应该也必须提高、改进、更新我们知识、设备，让铁路测量教学在各方面做好准备迈入高铁时代。为铁路职教书写新的篇章。
参考文献：
[1]《武广客运专线高速铁路测量技术总结》，中铁十五局集团第七工程处，作者未知，中国，2009.
[2]《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》(下称《评估技术指南》)，铁建设[2006]158号，铁道部，中国，2006.
[3]《新建时速度300～350公里客运专线铁路设计暂行规定》(上、下)，铁建设[2007]47号，铁道部，中国，2007.
铁路工程测量规范范文第2篇
关键词 控制网；坐标系；投影；改造
中图分类号TU7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）42-0156-02
1 基本概况
将军渡黄河大桥是新建山西中南部铁路通道汤阴东至日照南段工程施工跨越黄河的铁路特大桥，大桥主桥采用（99.05m+10×128m）简支钢桁梁跨越黄河，两侧各采用128m简支钢桁梁跨越黄河河堤。钢桁梁跨度大，精度要求高、测量难度大。
在交接控制网后，采用GPS对控制网进行了复测，发现GPS实测边长与设计院控制网格网边长相差较大，出现该情况后，采用检定合格的徕卡TC702全站仪对控制网边长进行了实地往返测量（测距时进行了气象和温度改正）比测，其结果和GPS实测距离相吻合。证实控制网坐标系存在较大投影变形，变形约37mm/km左右，控制网精度较低（具体情况表1），不能满足现行《铁路工程测量规范》（TB10101-2009），2009年12月1日颁布，规定线路设计高程面上的投影变形不宜大于25mm/km）的要求。
2 原因分析
针对发现的问题进行了深入的分析，造成此种情况的是因将军渡黄河桥控制网于2009年8月完成布设，该控制网是按照《新建铁路工程测量规范》TB10101-99进行控制网分带投影设计（投影变形按照不大于50mm/km进行设计分带投影）并施测，精度为D级GPS控制网。将军渡黄河大桥位置正好处于中央子午线为115度15分，坐标系统投影面为0m高程面，带宽为1度30分的边界处，长度投影变形值也就相应较大，但满足布设时的规范要求。此条铁路2010年开始建设，国家2009年12月1日颁布实施《铁路工程测量规范》（TB10101-2009）。在新规范中规定坐标系投影变形不大于25mm/km，因此不能M足新规范的要求。
控制网因中央子午线引起的投影长度变形的理论计算式为：
上式中ym是桥位区的横坐标均值，R为地球平均曲率半径，D为两点的间距，由上式可见：桥位区离开高斯投影中央子午经越远，投影长度变形越大。将军渡黄河大桥离中央子午线约57km，每公里变形量，与表（1）的比较表数据相一致，充分证时了控制网变形量超过新规范的要求。
3 改造控制网的原则和思路
3.1原则
1）保持设计的桥梁平面几何形状、线型、结构形式、空间方位不变；
2）改化坐标系投影尺度比后，引起按原控制网进行坐标放样产生的伸缩量，只在两桥之间直线路基或桥端直线路基处调整，不改变现设计直线段路基走向，确保相邻标段在直线路基上顺利对接；
3）控制网改造只是数学处理过程。
3.2基本思路
不改变中央子午线，采用投影抵偿面来W消由中央子午线带来的投影变形。由于测区远离中央子午线引起的变形恒为正，因此需要降低投影高程抵偿面来与之相互抵消。
4 控制网改造解决方案
4.1 将军渡大桥坐标系建立的方法步骤
1）建立将军渡大桥过渡坐标系。以原设计院54椭球115度15分0m投影面坐标系为基础，保持中央子午线不变，降低投影抵偿高程面，即可使新建将军渡大桥过渡坐标系与地面实测尺度比相符，完全可以M足现行规范的要求。由于将军渡大桥过渡坐标系统与设计坐标系统中央子午线和椭球相同，只是投影{程面不同，所以两套坐标系的方位是一致的，只是控制点坐标数据不同，这样两套坐标系统只是改变了尺度比。
投影W偿{程面的计算:
式中：R为地球半径，h投影为控制网投影面高程。
通过理论计算将投影抵偿高程面定为-235m，即可抵消测区偏离中央子午线带来的投影变形。
2）平移将军渡大桥过渡坐标系形成将军渡大桥坐标系，使设计院的设计坐标与新坐标系保持一致。由于将军渡大桥过渡坐标系统存在尺度比调整，必然要影响相邻标段的衔接，为了保证线路正确衔接，选取标段起点K840+000（路基、直线段）和K861+074.77（路基、直线段、断链）两点，保证这两点在实地点位不变，计算出这两点所在的线路直线的相交点在设计坐标系和将军渡大桥过渡坐标系下的坐标，并计算出两坐标系下的差值，以这个相交点为基准，对将军渡大桥过渡坐标系进行平移，使平移后的相交点的坐标值与原设计坐标系下的坐标相同。这样既保证相邻标段顺利衔接，同时又保证设计院提供的线路坐标不需要再进行转换，可直接在平移后的坐标系（将军渡大桥坐标系）下使用。
4）由于坐标系统尺度发生了变化，在衔接处（直线、路基）必然会产生断链，根据实际计算，在K840+000处会产生0.1984m的短链，在K861+074.77（路基、直线段、断链）会产生约0.6953m的短链。
4.2 线路坐标计算及测量放样
线路坐标计算仍采用原设计线路计算坐标直接在新坐标系下放样，从K840+000.1984至K861+074.0746采用115度15分的线路设计计算放样坐标， 数据计算仍然采用设计提供的各交点坐标和曲线要素。
5 现场实地测量验证
1）采用GPS-RTK，在将军渡大桥坐标系下放样K840+000.1984（*84177.4879，*59019.2396），和K840+100（*84208.4763，*59114.1083）两点，然后采用原115度15分带坐标系放样K840+000（*84177.4263，*59019.0510）和K840+099.8016（*84208.4147，*59113.9197），实地测量两套坐标系下的两点重合。
2）采用GPS-RTK，在将军渡大桥坐标系下放样K861+000(*73577.8669，*73967.4171)和K861+074.0746坐标（*73520.0969，*74013.7817），然后采用东平湖滞洪区大桥坐标系放样K861+000（*73481.4265，*38529.0726）和K861+074.0746坐标（*73422.9581， *38574.5533），实地测量两套坐标系下的两点重合。
6 结论和建议
1）通过实地测量验证，标段之间和不同坐标系之间线路可以正确衔接，新建坐标系统可行，能够用于将军渡大桥的施工。
2）采用本方法，因控制网坐标系统尺度发生变化，引起标段两端交界直线路基处施工短链变化，施工放样时应注意。
3）对在原规范下进行勘测设计，在新规范下进行施工的工程建设和因中央子午线选取不当引起的变形等控制网的坐标系统升级、控制网精度提升具有借鉴和推广价值。
参考文献
[1]肖根旺，等.杭州湾跨海大桥测量坐标系统若干问题探讨[J].铁道勘察，2004，1：49-52.
铁路工程测量规范范文第3篇
关键词：GPS静态作业；大型工程；控制测量
中图分类号：P228文献标识码： A
一、GPS静态作业范围
中铁二十五局集团施工的南宁枢纽SN-3标段：柳南线D1K738+900～D1K787+000；南黎线NGDK738+900-NGDK787+000，施工线路长，作业范围宽。为满足日常施工测量，需采用GPS静态技术对标段加密点位进行控制测量。
二、作业采用技术依据主要为《铁路工程测量规范》。主要参考的依据如下：
1、各等级卫星定位测量控制网的主要技术指标应符合下表
表2.1 卫星定位测量控制网的主要技术要求
等级 固定误差a(mm) 比例误差系数b(mm) 基线方位角中误差（″） 约束点间的边长相对中误差 约束评差后最弱边边长相对中误差
一等 ≤5 ≤1 0.9 1/500000 1/250000
二等 ≤5 ≤1 1.3 1/250000 1/180000
三等 ≤5 ≤1 1.7 1/180000 1/100000
四等 ≤5 ≤2 2.0 1/100000 1/70000
五等 ≤10 ≤2 3.0 1/70000 1/40000
2、各等级控制网相邻点间基线长度中误差应按下式计算的标准差
σ=±
式中 σ――基线弦长标准差（mm）
a―― 固定误差（mm）
b ――比例误差系数（mm/km）
d ――相邻点间距离（km）
3、卫星定位测量控制网设计应符合下列规定：
3.1 、控制网设计应视其目的、预期达到的精度、作业时卫星的可见性、成果的可靠性，以及参加作业的接收机台数和交通等后勤条件，按照优化设计的原则进行。
3.2 、 控制网应由一个或若干个独立观测环构成。各等级控制网同步图形之间的连接应采用边联式或网联式。
3.3 、 特等GPS网应与GPS永久性跟踪站联测，联测站数不得少于2个。一、二、三、四、五等控制网应与高一级的控制点联测，联测点总数不得少于3个，特殊情况下不得少于2个。
4、GPS观测应符合下列规定：
4.1 、 GPS控制测量作业的基本技术要求，应符合表2.4的规定。
表2.4GPS控制测量作业的基本技术要求
等 级
项目 特等 一等 二等 三等 四等 五等
静
态
测
量 GPS高度角（°） ≥15 ≥15 ≥15 ≥15 ≥15 ≥15
同时观测有效卫星数 ≥4 ≥4 ≥4 ≥4 ≥4 ≥4
时 段 长 度（min） ≥240 ≥120 ≥90 ≥60 ≥45 ≥40
观测时段数 ≥4 ≥2 ≥2 1～2 1～2 1
数据采样间隔（s） 15～60 15～60 15～60 15～60 15～60 15～60
PDOP或GDOP ≤6 ≤6 ≤6 ≤8 ≤10 ≤10
快
速
静
态
测
量 GPS高度角（°） － － - ≥15 ≥15
有效卫星总数 － － - ≥5 ≥5
观测时间（min） － － - 5～20 5～20
平均重复设站数 － － - ≥1.5 ≥1.5
数据采样间隔（s） － － - 5～20 5～20
PDOP（GDOP） － － - ≥7（8） ≥7（8）
注：平均重复设站数≥1.5是指至少有50%的点设站2次。
5、基线观测数据质量应符合下列规定：
5.1、同一时段观测值的数据剔除率不宜大于10％。
5.2、同步环闭合差、独立环闭合差、重复观测基线长度较差应符合表2.5的规定。
表2.5基线质量检验限差
检验
项目 限差要求
X坐标分量闭合差 Y坐标分量闭合差 Z坐标分量闭合差 环线全长闭合差
同步环
独立环 （附合路线）
重复观测基线长度较差 ≤
注：1σ为相应等级规定的测量中误差 ，，式中n 为闭合环边数。
2当环由长短悬殊的边组成时，宜按边长和等级规定的精度计算每条边的σ，并按误差传播定律计算环闭合差的精度，以代替表中的，计算环闭合差的限差。
三、GPS静态作业控制点布设与观测
1、控制点布设
加密控制网施测前首先根据施工线路的情况进行了现场选点、埋点，经现场勘查，沿线路走向布设，点间距为150-500m，本标段共加密20个GPS点，点位均布设在开阔地段，远离高压线及大功率发射塔。
GPS加密点通过多边形的形式插到经复测检验后精度较高CPI、CPII控制点中，不同观测子网之间的链接公共点必须是2个点或以上，且不同子网之间的链接公共边必须是空间上重叠区域内的公共点构成。
2、GPS静态作业观测
（1）采用Trimble(天宝)5700双频接收机6台套（标称精度≤±5mm+1ppm），使用前接收机已检测合格。
（2）考虑到测区特殊的地理环境和高压线密布的情况，GPS加密控制网严格按照D级网的技术要求进行外业观测，并将时段长度全部按≥60分钟的要求测量。
四、内页数据处理
GPS加密控制网数据处理分自由网无约束平差和二维约束平差。对所有基线进行解算并进行精度分析，对基线进行选取，组成独立环进行平差，本项目数据处理分别采用中海达HDS2003和华测软件进行独立解算，并对两个平立解算结果进行对比，两次平差结果坐标偏差不超过10mm。
GPS加密控制网的平差，首先进行WGS-84空间坐标系中的三维无约束平差。
三维无约束平差后即可进行二维约束平差。
1、 三维无约束平差
平差基线边及自由网平差坐标
三维无约束平差精度统计数据可知：基线向量网自身的内符合精度高，基线向量没有明显系统误差和粗差，基线向量网的质量是可靠的。
2、二维约束平差
从GPS加密控制网的点位分布分析，确定以CPI53、DG3、CPII312作为起算点，对GPS加密控制网进行整网约束平差，并进行点位和方向的精度评定。
3、平面距离平差值
3.1、二维平差后基线最弱边相对中误差
起点 终点 北方向 误差(m) 中误差 (m) 东方向 误差(m) 中误差 (m) 平距 方位角 中误差 (m) 相对误差
CPII306 TL6 116.2022 0.0012 84.2837 0.0009 143.550 35.9541 0.0015 1: 96229
3.2、二维平差后基线最优边相对中误差
起点 终点 北方向
误差(m) 中误差 (m) 东方向
误差(m) 中误差 (m) 平距 方位角 中误差 (m) 相对误差
NG4 D6 -40.005 0.0009 2238.907 0.0009 2239.265 91.024 0.0013 1: 1756840
二维约束平差后，基线最弱边精度为1/96229，基线向量精度满足《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）中最弱边相对中误差小于或等于1/70000的精度要求。
4、GPS加密控制网实测成果
序号 点名 N E 中误差 (m) 误差椭圆
中误差 (m) 中误差 (m) E(m) F(m) ET(D:M:S)
1 CPII304 2527888.815 495675.306 0.0009 0.0008 0.0005 102°17′53″
0.0005 0.0008
2 BT3 2527879.168 495558.683 0.0009 0.0007 0.0005 120°31′49″
0.0006 0.0007
3 BT5 2528067.837 495713.679 0.0009 0.0008 0.0005 102°19′20″
0.0005 0.0008
4 BT8 2527970.793 495811.365 0.001 0.0008 0.0006 103°36′35″
0.0006 0.0008
5 CPI53 2528018.84 495495.014 ***** ***** *****
***** *****
6 CPII305 2527548.062 493936.668 0.0023 0.002 0.0011 125°16′58″
0.0014 0.0017
7 CPII306 2527319.973 493591.842 0.0015 0.0012 0.0008 148°46′45″
0.0011 0.0009
8 TL6 2527436.175 493676.125 0.0014 0.0011 0.0009 165°01′55″
0.0011 0.0009
9 TL7 2527443.057 493514.442 0.0012 0.0009 0.0008 138°07′59″
0.0009 0.0008
10 FD 2527585.249 493099.074 0.0013 0.0009 0.0009 104°12′50″
0.0009 0.0009
11 TL10 2527332.711 493007.577 0.0017 0.0013 0.0011 83°43′31″
0.0011 0.0013
12 TL8 2527326.223 493230.915 0.0015 0.0011 0.001 14°15′19″
0.0011 0.001
13 Z2 2527507.972 492338.196 0.0011 0.0009 0.0006 85°08′19″
0.0006 0.0009
14 Z3 2527328.340 492185.506 0.001 0.0008 0.0005 84°01′57″
0.0005 0.0008
15 D3 2527334.414 491613.595 0.0008 0.0006 0.0004 69°03′34″
0.0004 0.0006
16 DG3 2527493.357 491572.027 ***** ***** *****
***** *****
17 D6 2527549.759 490979.309 0.0011 0.0009 0.0006 46°34′36″
0.0008 0.0008
18 XJ1 2527648.802 490148.933 0.0011 0.0009 0.0007 46°35′49″
0.0008 0.0008
19 NG1 2527456.973 489411.003 0.0012 0.001 0.0007 44°48′58″
0.0009 0.0009
20 NG4 2527589.764 488740.401 0.0013 0.0011 0.0008 42°30′51″
0.0009 0.0009
21 NG6 2527408.966 488190.408 0.0014 0.0011 0.0009 38°13′08″
0.001 0.001
22 NG7 2526961.651 487685.028 0.0012 0.001 0.0008 40°55′24″
0.0009 0.0009
23 NG8 2526834.664 487343.090 0.0014 0.0011 0.0009 27°41′37″
0.001 0.0009
24 CPII312 2526795.848 486842.081 ***** ***** *****
***** *****
25 CPII313 2526948.445 486025.360 0.0021 0.0017 0.0013 81°26′45″
五、结束语
总之，GPS静态技术的发展为大地测量提供了一种新的高精度的测量手段，有着精度高、速度快、费用省和操作简便等优点。通过南宁枢纽Ⅲ标工程中采集的GPS数据进行处理分析，确认这种布网形式的精度可靠性，有利于GPS静态技术在其他大型标段加密控制测量中的应用。
铁路工程测量规范范文第4篇
关键词：GPS-RTK测量；路基开挖填筑；桩基放样；受限因素分析；质量控制方案
Abstract: This paper introduces the principle of GPS-RTK technology, analyzes the ways of its application in railway engineering survey, put forward RTK measuring limited factors and quality control scheme, finally get the conclusion that the technology can be applied to the measurement of railway subgrade and bridge pile foundation.
Keywords: GPS-RTK; excavation of Roadbed Filling Pile Lofting; restriction; factor analysis; quality control
O572.21+3
RTK（Real-Time-Kinematic）技术是GPS实时载波相位差分的简称。这是一种将GPS与数传技术相结合，实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法，经实时解算进行数据处理，在1～2s的时间里得到高精度位置信息的技术。在铁路工程测量中，常规的测量仪器主要利用全站仪、水准仪等地面测量仪器，并结合其他量测工具进行，但存在着野外工作量大、效率低、自动化程度较低等诸多缺点，并受到测区内的通视条件的影响。GPS-RTK测量技术有效克服常规测量中遇到的一些问题，开辟了一种全新的、高效的测量模式，提高了工作效率，现以新建贵广铁路十二标段路基和桥梁桩基测量中的应用为例进行说明。
1GPS-RTK简介
1.1 GPS-RTK基本原理
GPS-RTK 是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，能够实时地提供观测点的三维定位结果，它由3个部分组成：（1）基准站，双频GPS接收机；（2）流动站，双频GPS接收机、实时差分软件系统；（3）数据链，基准站及流动站上配置的数据电台。
具体步骤是：选取测区内点位精度较高的控制点作为基准点，安置一台接收机作为基准站对卫星进行连续观测，基准站把GPS观测值和所设站的已知坐标数据通过数据链发送给流动站，流动站在接收GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据，并由软件系统根据相对定位的原理进行差分及平差处理，实时解算出流动站的三维坐标及精度，原理如图-1所示。
图1-实时动态定位原理图
1.2 GPS-RTK作业前准备工作
1.2.1 GPS-RTK基准站的设置
（1）基准站应安置在天空比较开阔的地方，应该能看到高度角15°以上的天空，且距离放样的工点尽量近，因为电台发射的信号距离越远放样精度会降低；
（2）基准站的WGS-84坐标的精度好坏对RTK测量很重要，每10米的坐标误差可导致基线每公里1mm的误差，所以我们利用前期精测网复测成果数据，本标段精测网复测采用4台（套）Trimble 5800双频接收机进行静态测量，利用附带的Trimble Geomatics office软件求取基准转换参数，本项目的转换七参数为： X轴旋转量：0°00′05.890711″，Y轴旋转量：0°00′04.878457″，Z轴旋转量：-0°00′05.869841″，X轴移位量：218.974m，Y轴移位量：-20.264m，Z轴移位量：206.609m，比例系数：3.2310343442ppm；
（3）利用TSC2手簿控制器连接基准站接收机，建立新任务，键入七参数和控制点的坐标，选取测量模式为Trimble RTK，选取天线类型、电台类型，设置基准点坐标，量取天线高，最后启动基准站。
1.2.2 GPS-RTK流动站的设置
流动站项目参数的设置和基准站相似，不同处在于：
（1）流动站的电台采用接收机内置接收电台；
（2）为提高放样精度达到厘米级，流动站在进行测量前要进行初始化，初始化采用OTF方式，即在运动中实现初始化，初始化时要求同步观测卫星必须5颗以上，当达不到5颗时，会停止测量，重新初始化。
2 GPS-RTK技术在铁路工程测量中的实际应用
2.1工程概况
新建贵阳至广州铁路（以下简称“贵广铁路”）跨黔、桂、粤三省区，贵广铁路十二标段位于广东省肇庆市境内，起点为四通特大桥贵阳端台尾、终点为思贤窖特大桥主跨前；起讫里程为：DK746+759.4～DK763+574，正线全长16.815km。为西江、北江冲积平原，局部为岗丘地区及零星剥蚀残丘。主要工程有：新建桥梁13座，路基工点7处，肇庆东站，肇庆东货场，梁场1处。
2.2 桥梁桩基测量
本标段内桥梁比较多，桩基多达5000多根，且钻机数量多，这就要求测量人员快速准确地放样每根待打的桩基，GPS-RTK测量技术给我们提供了方便，只要把基准站架设在测区中间比较高的地方，无需通视，2台Trimble5800接收机流动站同时工作，大大提高了工作效率，且节省人力，传统的全站仪放样，至少得两组同时放样，每组3个人，有时还不通视，利用转站才可以放样，费时费力。在电脑上通过传输软件连接TSC2手簿，把桥梁的每个桩基坐标传入到手簿任务中，在手簿中选择测量RTK，放样点，选取要放样的桩基，当界面出现“十“字线和“”符号完全重合的时候，放样结束。在最初的时候，我们还利用了全站仪复核GPS-RTK放样的桩基位置，满足铁路测量规范要求，比较结果见表1：
表1
2.3 路基施工测量
2.3.1路基开挖放样
路基开挖放样，就是准确找到开口线的位置，方法和传统的水准仪、全站仪放样原理一样，只不过GPS-RTK放样测量更加快捷方便，方法如下：
首先查看路基设计断面图上设计开口线距离（左侧或者右侧），根据距离我们利用编程计算器得出坐标，输入TSC2手簿中，同桩基放样一样，准确的把点放出来，测得一个地面高程H1，反算出一个距离中线的距离S1，再利用S1，计算得出点坐标，并放样出来，测得地面高程H2，同理，逐步递进，直至计算到地面点距设计坡比线的高差h为0的地面点，即为开口桩。
2.3.2路基填筑放样
本标段路基填筑工点比较少，大部分处于线路直线段，为更好的利用GPS-RTK测量技术，我们选取GPS-RTK的直线放样功能，只要把此段路基填筑范围的起始桩的坐标输入到手簿中，利用GPS-RTK测量放样直线，输入起始桩号里程，沿着建立的直线，随时放样所需要的中桩和边桩位置。之后我们也利用全站仪放样复核了部分桩位，完全符合现行《高速铁路工程测量规范》和《高速铁路路基工程施工质量验收标准》中的放样精度限差要求。
3 质量影响因素及控制方案
3.1 RTK受限因素分析
（1） 基准站的选择，如果基准站架设在山坳中，或者房屋密集地带，或者树木丛生的地方，基准站接收数据和发送给流动站的数据就会受到障碍，将直接导致流动站固定缓慢和数据精度降低，作业半径比标称距离小，所以基准站应该选择在视野开阔的测区中央最高点处，天线尽量架设的高点；
（2）流动站接收机卫星状态的限制，信号容易被建筑物、树木、钢架等遮挡，使作业时间受到限制；
（3）天空环境的影响，白天中午时分和打雷闪电的雨天，受电离层干扰大，共用卫星个数少，使得初始化时间延长或者不能初始化，避开这些时段；
（4）接收机的型号选择，应选用精度和稳定性比较好的仪器，例如天宝5000系列，R8等；
（5）人为因素，测量员的熟练程度也会导致RTK的测量精度，如果测量作业时，数据没有出现固定解，就急忙记录下来，则数据的精度会大大降低，甚至出现错误数据，后果不堪设想。
3.2 RTK测量成果的质量控制方案
GPS RTK常用的质量控制方法有外部检核和内部检核，其中内部检核包括快速静态比较法、重测比较法、电台变频法等。外部检核主要是使用全站仪、经纬仪、水准仪、钢卷尺等传统测量仪器测量边长、角度、高查等几何量进行比较，这种方法也是最有效的方法，但存在工作量大的缺点。内部检核效率高，但一些系统性错误（如参数设置）不容易检查出来。实际操作时宜根据现场情况结合使用，并将其作为测量成果资料的一部分。
（1）快速静态比较法：在进行RTK观测的同时，对某些RTK点再作一次快速静态观测，事后对这些点的RTK成果和静态测量成果进行比较分析。由于在正常的RTK观测过程中，基准站和流动站一般不记录原是观测数据，因此需要约定同时记录5～10分钟的原是观测数据。这种方法不能进行实时检查，一旦发现不合格，就只有返工重测了。
（2）重测比较法：每次重新初始化成功后，先重测附近已经观测过的RTK点1～3个，并现场比较其成果，从而判断初始化是否正确可靠。如果附近有其他已知点，可以在这些已知点上重测比较，这是最可靠的方法，尤其是在施工放样中广泛采用。
（3）电台变频法：在测区内布设两个或以上的基准站，各自采用不同的频率发射查分改正信号。流动站上采用一个电台频率观测后，切换到另一个电台频率上重新观测，并比较两次测量的成果。优点是可以完全实时地对RTK测点进行质量控制，但投入成本也较大。
4 结 语
随着GPS-RTK测量作业的不断改善，测量精度会进一步提高，GPS-RTK技术已满足客专铁路路基和桥梁桩基测量工作，完全可以替代全站仪等传统测绘仪器，以其快速、高效、节省人力、不受通视条件限制的优势，为测绘工作开创了新的局面，在工程建设领域发挥着越来越大的作用。
参考文献：
[1] 周建郑.GPS定位原理与技术[M]．郑州：黄河水利出版社，2005．
[2] 李征航，黄劲松．GPS测量与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2005．
铁路工程测量规范范文第5篇
关键词：高铁轨道 精密测量 方法
中图分类号： U213.2 文献标识码： A 文章编号：
1概述与基本原理
高速铁路轨道技术参数直接影响着旅客运行列车的安全性与舒适度，通过具体的轨道内外部几何尺寸（如轨道间距、轨向、水平度、扭曲度与设计高程及中线的偏差等）来保证轨道自身整体的高平顺性，一般情况下精度要求达到±1mm～2mm。因此对高速铁路进行精密测量，并保持高精度是建设高速铁路的关键技术之一。
2平面控制网
高速铁路工程测量的控制网按施测阶段、施测目的及功能分为勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网。平面控制网应在框架控制网CP0基础上分CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ三级布设。
⑴GPS框架网CP0按照每50到100公里的基本范围沿铁路两侧进行设置，根据国家A/B级GPS标准施测，高铁无碴轨道无砟轨道平面控制网在GPS基站网基础上进行分级。
⑵CPⅠ布设测量，平面控制网CPⅠ应附合到CP0控制网上，按照铁路B级GPS标准沿线路小于4km布设点或点对一个，具体设备采用双频GPS接收机，以静态方式进行两个时段（每时段1.5h）的观测测量，使用广播星历解算基线，基线边方向中误差:1.3秒，最弱边相对中误差：1/170000。
⑶CPⅡ布设测量，平面控制网CPⅡ应附合到CPⅠ控制网上，按照铁路C级GPS标准沿线沿线路在间距800～1000m内测量，部分受限路段最小不低于600m，同样采用双频GPS接收机以双时段（60分钟）静态观测测量，使用广播星历解算基线，基线边方向中误差:1.7秒，最弱边相对中误差：1/100000。
⑷CPⅢ布设测量，轨道控制网CPⅢ应附合到CPⅡ控制网上，是为了保证轨道施工控制的线路位置与线下工程施工的线路位置一致。CPⅢ控制网是高速铁路测量最基本的控制网，一般沿线路每侧隔60米左右布置一个点对，结合全站仪以自由设站边角交会的测量方法综合提高整个控制网的测量精度，实际观测时全程采用1秒级全站仪观测4个测回，0.5秒级全站仪观测3个测回，达到0.1cm的相对点位精度和0.3cm的可重复性测量精度。
⑸控制网的复测，统一平面与高程控制网先后测量所采取的技术标准、测量精度以及作业方法是非常必要的，复测时选取相同的设备和仪器进行精密复核，周期为每年进行一次全面复测，部分自然地质特殊状况的地区应根据其变化度有计划的实施复测。
3轨道精调测量
轨道精调测量应在长钢轨应力放散并锁定后，采用全站仪自由设站方式配合轨道几何状态测量仪进行。调整原则：“先轨向、后轨距，先高低、后水平”，优先保证参考轨的平顺性，另外一股钢轨通过轨距和水平（可利用轨道尺）向参考轨靠齐。
⑴测量方法，首先需将CPⅢ精测网资料、轨道线型参数等预先输入到手簿机载软件中，并提前设定好测量环境（温度、气压等），以便系统对测量环境误差进行修正；然后在测量现场，手动照准2个CPⅢ坐标并采集数据，后全站仪自动照准其余6个CPⅢ坐标。建站过程中需剔除误差较大的CPⅢ坐标，但须同时保留至少6个CPⅢ坐标,以保证精度；再次，校准、标定测量小车，全站仪瞄准并跟踪测量小车，获取小车所在位置的中线观测数据，同时采集小车所在位置的里程、高程、水平、轨距等数据，并保存测量数据。
⑵调整量的计算。将轨道状态测量的采集数据导入长轨精调软件，根据：“先轨向，后轨距”，“先高低，后水平”，“先整体，后局部”的原则进行调整。对计算的调整量进行核对优化后形成正式“调整量表”，用于指导现场调整。
⑶现场调整。现场调整对照调整量表，按“先高低，后水平；先方向，后轨距”的原则进行精调施工。每个作业面为提高工作效率宜分为两个调整小组，一组高程，一组轨向。
4突破实际测量中的局限
在高速铁路开通运营后，由于受到地表沉降、施工影响、设备装置损坏等原因的影响，CPⅢ精测网会受到很大的破坏，控制网坐标高程会失准，对消灭铁路现场病害产生严重的影响，重新进行完整的测量很多路段无法正常进行，根据实际经验总结，运营后建站中误差均在1.5mm以上，一般隧道内精测网数据受影响很小，但按照规范依然存在，精测软件输出的模拟图形中会出现很明显的错台，而且是在方向与高低中均有存在，然而通过查阅动检车振幅图对应地段来看同样路段中错台并不存在，如果完全按照测量软件中导出的数据进行处理，相邻测站搭接地段的数据将无法得到最为准确的处理，不能较为科学的反应现场的实际情况，对现场的晃车病害也不能得到有效地整治。针对搭接路段第二站测量，需对前一站的后10根枕木进行重测，通过大量数据研究分析，重测部分高低与方向偏差，同枕差值一般为0.5mm以内的定值，这样在消除站间错台的需要下，将两站测量数据在同一基准上拟合再处理即可，如下：
1、2两站导出数据录入同一张EXCEL表格中，将搭接重测的10根枕数据置于同行，然后对2站数据向1站进行拟合，方向偏差值加上1、2站间10根枕偏差均值，后赋予2站作为新的方向偏差值，高低偏差值处理同上。这样1、2站实际上采用了相同的基准，特别注意3站进行处理数据时需要模拟到与1、2站相同的基准之上（即需要在经过处理的2站数据的基础上，对搭接区的10根枕的数据进行处理，以保证每一站均能够模拟到同一个基准之上）。新图形在搭接地段仍然能够保持线型的平顺变化，这对我们处理数据时保持线型的整体平顺、控制线路的成波平顺性尤为重要。
5结束语
本文主要介绍了高速铁路施工建设过程中，在控制测量、施工测量中的工作原理及方法，我们要牢牢把握高速铁路轨道精密测量技术这个有力的武器，形成适合高速铁路运营需求的检测手段和作业模式，为我国高速铁路实现安全、畅通运营贡献自己的力量。
参考文献
[1]席浩、武斌忠、乔世雄、廉杰.高速铁路工程施工测量技术研究与应用.中国水利水电出版社.2012-06
