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摘要:随着我国经济的发展，人民生活水平不断地提高，铁路运输行业也快速发展，铁路客、货运量急剧膨胀，因为既有铁路能力越来越不能满足现代经济发展的要求，所以为解决运输能力不足，大部分单线铁路需要通过技术改造或新增建第二线，一般需要改造的既有铁路一般均为繁忙干线，并行车密度较高。然而在线路测设的阶段，传统的测量方法是将测量仪器安置在线路上，这样不仅在作业过程中受行车干扰，作业效率也不够高，而曲线地段通视条件差，作业难度是相当大的。同时，作业人员的安全问题也变得十分突出，有以上原因我们提出采用技术成熟的、广泛运用的、先进的GPS-RTK技术并结合CAD软件完美结合，对既有线施工进行测设。
关键词:GPS-RTK技术；CAD软件；控制测量；线路曲线测设
一既有线工程的介绍
既有线技术改造或增建第二线时，需要通过对新增和需改造的既有线的平面位置控制，现场因素较多，其测绘结果直接影响既有线基础资料的可靠性和设计质量。以下结合集通铁路扩能改造工程既有线平面测设的实际情况，结合GPS-RTK仪器和CAD软件实际操作原理的阐述。
二简单介绍GPS-RTK工作原理：
RTK技术是指载波相位实时差分定位（Real-TimeKinematic），它是GPS（GlobalPositioningSystem）发展的最新形式。静态GPS测量采用相位差分可以达到厘米甚至毫米级精度，但缺点是经过后处理才知道结果。而RTK通过实时处理就能达到厘米级精度。RTK要求一台基准站和至少一台流动站及相配套的数据通讯链。基准站实时地把测站信息和所有观测值通过数据链传递给流动站，流动站用先进的处理技术来瞬时求出流动站的三维坐标。RTK技术可以说是导航技术与通讯和信号处理技术的完美结合（见图1）。
（图1）GPS-RTK技术的原理框架示意图
GPS-RTK技术通过载波相位差分算法实现厘米级的实时定位。载波相位差分算法包括3种：一次差分、二次差分和三次差分。RTK技术主要应用二次差分算法实现实时定位。二次差分是不同观测站同步观测一组卫星所得一次差分之差。其观测方程如下：
以上简单的介绍了RTK的工作原理，我们主要就是运用GPS-RTK的静态和动态相结合的工作原理，来对既有线施工整体到局部进行测量。
三GPSRTK控制网加密测量：
内蒙古集通扩能改造工程既有线全长为96.28km，因设计院交接的单位为北京54坐标，投影带为123°带，设计院共交接的控制点位12对，平均8km一对，指挥部现有设备中海达GPS-V3，这样相对于施工测量来说其密度远远达不到施工测量的要求，所以我们就得把控制点加密；如图2（“△”为设计院交接的首席控制点以GPS开头、“○”为施工中加密点以A开头）。
（图2）控制点加密的一般形式示意图
加密原则一般为：一般直线段不需加密控制点，利用既有线线间距来控制；需加密控制点的地方一般设在曲线起--终点之间以及重要构筑如桥梁、隧道、站场周围等。
加密方法有很多，如全站仪做导线、GPS控制网测量，就是GPS静态测量，例如有4台GPS主机，一般原则为先把2主机：放在GPS31、GPS32，另外两台放在A1、A2，记录好观测时间、仪器高、人员等、天气等等。进行下一站观测把GPS31、GPS32挪到A3、A4,基准站A1、A2不动，以此类推顺序观测直到GPS34为止；最后电脑处理内业，专用软件进行控制网平差，达到规范要求方使用。（具体操作不再细说）
四现场的测量放样及曲线调整
现场放样测量就是将图纸上的数据放样实际当中，因设计院交接为蓝图，一般数据在图上标示，以其中一段为参考统计表格如下：
所以线路开始的时候就得先确定曲线的ZH点和HZ点，因这些特殊点有设计里程，我们只需现场一既有线排尺为准（注：一般线路施工之前设计院已经标注好）用精明的钢尺量距的方法确定现场的具体里程位置，然后分中心电因既有线轨间距为1.435m，取一半，铅球分中做标记，然后运用GPS-RTK现场测量（注：结合本项目我们采用中海达GPS-RTK的四参数，北京54坐标，123度带投影为参数）现场踩点用平滑的方式（自行设定平滑次数一般为10次），这样就实地得到ZH点、HZ点相对应的北京54坐标，然后结合CAD软件生成图形，输入原则：先输Y坐标，然后再输X坐标，这样CAD中显示的坐标就与大地坐标系一致。再根据已知曲线要素能再CAD画出HY点、YH点、JD点的位置，如图3(图中为CAD成图后的坐标均为54坐标):
（图3）CAD坐标生成后JD497实例
这样就可以根据已知的曲线要素如（表1）和现场实测坐标（图3）就可以轻而易举的算出逐桩坐标，现场进行放样了。运用此方法还可以轻易的测设出涵洞轴线、桥梁线路中线、征地界线、站场线路等等。
五结论
在集通铁路扩能改造项目参建3年多的时间里，我们在实际操作中总结出：采用GPS-RTK技术测量的点位精度可达厘米级（一般2cm），各放样点之间不存在误差累积，控制点、放样点不需通视，克服了传统的作业方法要求置镜点与被测点之间必须通视原则；采用GPS-RTK技术进行测量作业时不受气候条件的限制，一站地工作范围一般半径在15000m之多（经过长时间的测量总结出次半径范围内放样测量误差和较小、精度高），GPS-RTK仪器野外操作简单，容易使用。更重要的运用GPS-RTK保证作业人员安全的前提下，大大提高作业效率。本人认为在将来GPS-RTK技术在新建铁路，既有线施工，站场改造，桥梁布网等等都会得到广泛的认可和运用。
参考文献:
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