网络RTK技术在武广客运专线施工测量中的应用.pdf

第7 期 2 0 0 8 年7 月 广 东土 木与建 筑 GUANGD 0NG ARC HI r E C T URE CI VI L EN GI NE ER I NG No 7 J U L 2 O 0 8 网络 RT K技术在武广客运专线施工测量中的应用 何旭辉 1 章志红 1 冯喜 臣2 1 中铁大桥局集团第五工程有限公司 江西 3 3 2 0 0 0 2 广9 r l 市吉华岩土检测有限公司 广州 5 1 0 3 1 0 摘 要 阐述网络 R T K测量的作业原理 作业流程以及在 武广客运专线施工测量 中的应用 分析 网络 R T K测量 在施工测量 中的优 缺点以及影响其正常测量的 因素 同时提 出相应的解决对策 关键词 蓝牙 R T K 点校正 转换参数 随着社会 的发展和科技的突飞猛进 测量技术 也在不断地改进 目前常规地面的测绘技术主要利 用电子全站仪 水准仪等地面测量仪器 配合其它测 量工具 如钢尺 塔尺等 进行 但这种测量模式已不 能满足 目前施工测量高效率 的需求 相比之下 近 年出现的网络 R T K技术 具有实时 快速 精度均匀 性好 自动化程度高等优点 为工程测量开辟了一种 全新的 高效的测量模式 使测量手段和作业方法产 生 了革命 性 的变革 1 网络 R T K 测量 的作业原 理 网络 R T K技术是实时载波相位测量的简称 是以载波相位观测为根据 的实时差分G P S测量 在 武广客运专线上 网络 R T K测量是利用 R T K的蓝牙 功能与手机上的蓝牙相连接 借助移动的信号台来 传递信号 以蓝牙作为媒介来进行数据传递 只要有 手 机信号 的地方 就能进行 测量 该技 术的工作 原理是 在基准 站上安 置 l台 G P S 接收机 对所有可见 G P S卫星进行连续观测 并将 其观测数据通过基准站手机通讯信号 实时地发送 给流动站 在流动站上 G P S接收机在接收 G P S卫 星信号的同时 通过流动站手机通讯信号 接收基准 站传 输 的观测 数 据 然 后 根 据 相 对 定 位 原理 实时地计算并 显 示 流 动 站 的 三 维 坐标及 精度 2 网 络 RTK 测 量 的作业 流程 如图 1 图 1网络 R T K测量作业流程 3 网络 R T K 在武广 客运 专线上 的应用 武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段 位于湖 北 湖南 广东三省境 内 自武汉枢纽引出 经沿线各 站最终到达广州花都区 与广州枢纽新广州客站工程 相衔接 该客运专线第 2标段位于湖南省岳阳境 内 里 程范 围 D K1 4 2 0 3 7 8 D K1 4 5 l 5 2 3 4 3 正线 全长 超 过 3 l k m 属剥蚀侵蚀岗地及谷地地形 岗地及残丘 多呈浑圆状且 自然坡度平缓 绝对高程一般为 2 0 m 1 0 0 m 地形变化频繁 若采用传统的全站仪测量 则 会经常出现视线受阻而需要频繁转点 既费时费力 又会导致测量精度的明显降低 而采用 R T K实时动 态测量 则不受地形和通视条件的影响 且精度均匀 性好 效率高 应用范围广 上述问题可迎刃而解 3 1 R T K参数设置 因该 客运专 线处 于丘陵地 区 无 线 电的信号易 受其它频率干扰 遇障碍物时不能连续地传递 而且 也不能长距离地传递信号 而网络 R T K测量则可利 用 R T K的蓝牙功能与手机上的蓝牙相连接 借助手 机信号 以蓝牙作为媒介进行数据传递 只要有手机 信号的地方就能进行测量 首次测量前应对 R T K和 手机进行蓝牙连接 使基准站和流动站设置相同 这 样 R T K和手机之间的蓝牙连接成功 但并非每次开 始测量都对蓝牙进行扫描 仅需在首次连机或连接 失败 的情况 下才进 行扫描 1 基准 站选项 在主菜单中选择 R T K 启动基准站 对 基站进行设置 包括基站点 天线高 天线类型等 点 击开始按钮 就提供 1 个随机 I P地址 2 0 0 8 年7 月 第7 期 何旭辉 等 网络R T K技术在武 广客运 专线 施工测量中 的 应用 J U L 2 0 0 8 N o 7 2 流动站选 项 在主菜单中选择 配置 测量形式 R T K 流动站 无线电 键人与基准站相同的 I P地址并存储 在控 制器显示固定后就可进行测量放样 3 2点校 正 网络 R T K测量前应进行点校正 可在内业或 外业 进行 其 目的是 求解 WG S 一 8 4坐标 转 换 为用 户 使用坐标的转换参数 1 外业校正 利用 R T K设备 中的测量控制器进行现场观测 首先从平面控制网中选择至少 4个控制点 均要有 高程 将其坐标准确地输入到控制器中 选择的已知 控制点必须能将整个测区包围 然后在现场逐点定 位测量 观测时间不少于 3 m i n 各点均测量完成后 就可以利用 R T K手簿 中的 自带软件计算得 出坐标 转换参数 2 内业校 正 首先利用外业校正中选择的 4个控制点的大地 经纬度和坐标准确地输入控制器后 进行测量 R T K 点校正 增加点校正 完成后检查水平垂直残差 应 用校 正结果 即可 点校正完成后 应对现场控制点进行检核测量 每个检查点观测 3 s 将原有坐标与 R T K观测成果进 行对 比 其结果见表 1 可知 R T K定 位成 果 能满 足铁 路工程测量工作的精度需要 表 1 RT K 定 位 与静 态 定 位 的测 量 结 果 对 比 3 3 在路基上的应用 本客运专线 的路基分布 比较集 中 每段路基长 2 3 k in 且 目前路基几乎均已成形 在路基开挖 取 土 弃 土施 工 过程 中 线路 两 侧 的控 制 点全 部 被 毁 且大部分路基都是深路堑 控制点只能设在开挖线 边上 才能看到坡脚 因护坡防护工程施工时开 口线 处要堆放大量的片石 而所设 的控制点又不能在以 后得到利用 导致其利用率过低 1 路基的边桩或护坡放样 采用全站仪进行路基的边桩或护坡放样 应事先 进行 多次长距 离的转点 放 样过程 中 由测站 指挥前点 到相应的桩号 前点再把情况反馈给测站作调整 反 复交流多次才能将桩号确定 导致测量效率和精度 大幅降低 我们利用 R T K进行路基的边桩或护坡放样时 不需频繁转点以及在开挖线边设控制点 故基本上 不受上述情况的影响 因前点即流动站是独立的 仪 器会引导你去相应桩号位置 如不合适则可 自由调 整桩号 无须交流 从而提高作业速度 全站仪测量 时 测站与前点要求相互通视 否则便无法工作 因 此在 某 些 区域 放 样 时 部 分 时间要 消耗 在搬站 清除 障碍物等方面 而 R T K作业时 对区域 内的站点之间 不要求通视 流动站与基准站之间的联系是建立在 手机无线电波基础上的 只要基准站架设完毕 在点 校正范围内就可任意作业 大幅提高了工作效率 2 测量精度 比较 采用全站仪测放中桩时 由于干扰因素较多 如 视线受阻等 经常需采取一些辅助方法如转点 棱镜 升高 降低等 导致放样出的桩位的点位精度会比正 常情况下稍低 在整条线路放样过程中 其放样的点 位精度必然高低不一且难以控制 采用 网络 R T K测 量时 其点位精度是实时显示的 且每次放样过程一 致 所测放的中桩点位精度也大致相同 因此其放样 得 出的点位不存在误差累积现象 保证了放样点位 精度的均匀性 3 4 在桥 梁 上 的应 用 本客运专线上的桥梁大多为特大桥 长度大 桩 位多 测量放样时间紧迫 现桥梁桩基大部分都 已施 工完毕 承台放样和承台模板检查时 因承台埋人地 下较深 采用全站仪测量放样必须转点 费时费力 在桥梁的承台和墩 身放样时 我们利用 R T K进 行测量放样 只需设置好基准站和流动站就可以进 行 由于是单点作业 因此受环境和人为因素影响较 小 并可在夜晚 雾天 雨天等恶劣天气条件下操作 克服 了全站仪 的缺陷 从某种意义上讲 利用网络 R T K技术 只要设置足够多的流动站 就可在很短时 问内完成一项测量任务 下转第 4 3 页 3 5 2 0 0 8 年7 月 第7 期 广东 土木与 建筑 J L 2 0 0 8 N o 7 O 2 u 4 0 o j 踟 1 0 0 图 4载荷 各测点挠度关系曲线 由于挂篮的安装方法和位置均与 以后实际施工 状态相 同 模拟浇注混凝土重量的千斤顶载荷 同样 由挂篮和各后锚杆同时承担 因此该加载方法能较真 实地模拟挂篮实际受力状态 同时也不耽误施工进 度 整个试验过程一般持续约 2 h 在此期间温度和 湿度变化甚微 对结构影响极小 从而使挠度值的可 信度极高 因此可以忽略其对应变测量数据的影响 这在保证应变数据可靠度方面尤显重要 3结束语 本文结合某大桥扩建工程实例 介绍利用 已浇 段 预 埋反 力 架 通过 千 斤 顶进 行 悬 臂施 工 挂 篮 的 预 上接第 3 5页 压承载力试验方法 大大缩短 了挂篮试验 的操作周 期并降低了操作成本 由于测试时间大为缩短 试验 受环境温度和湿度的影响也降至最低 从而保证 了测 试数据的可靠性 另外 该方法适用范围广 完全不受 场地 和施工条件 的限制 具有一 定的推广意义 参考文献 1 郝志强 P C箱梁悬臂施 工挂篮预压试验 J 山西建筑 2 0 0 4 7 2 徐永祥 Q S L 一 1 5 0 X型挂篮的设计与试验 J 桥梁建 设 2 0 0 2 2 3 郑力 韩振 勇 滨 海大桥挂篮系统荷 载试 验 J 天津建 设科技 2 0 0 4 2 4 张德伟 黄草乌 江大桥 挂篮荷 载试 验 J 铁道标准设 计 2 0 0 5 3 5 张道省 朱 小坚 王善举 梁 济运河 大桥挂 篮预压试 验 J 山西建筑 2 0 0 7 5 6 贺玲凤 周希平 何锦明 菱形挂篮 系统的荷载试验 J 建筑科学 2 0 0 5 8 7 舒林 平寨 大桥菱形 挂篮荷 载试验 研究 J 贵州工业 大学学报 2 0 0 7 6 在 应用 R T K过程 中经 常 出现一 些 不稳 定 现象 如 卫星信 号接收效果较 差 容易 出现卫 星失锁现 象 导致重复的初始化解算 经常失去 网络连接等情 况 目前采取的措施有屏蔽卫星高度角小于 1 3 的 卫星以及在卫星分部图上屏蔽那些分部在图形边缘 上的卫星 使 G P S天线稳定 不应产生大的晃动 在 卫星信号接收效果不理想 时尤为重要 设 置信 噪比 在 3 O以上 剔除信噪比在 3 0以下的卫星 使仪器接 收卫星的信号更稳定 数据更精确 在 R T K显示的 是浮 动解 时点击 开 绐测量 可 以缩 短初 绐化 时 间 在桥梁施工测量过程 中 由于部分承台开挖较 深或测量仪器离土体太近 使 G P S卫星信号被阻挡 造成失锁现象 这时可 以将 G P S移至离开土体稍远 的地方 使 R T K快速初始化 然后再缓慢靠近待测点 进行测量 这样可使 R T K的初始化时间大大缩短 此外 将基准站和流动站都重新启动获得新 I P后再 进 行连 接 一次 也是 目前获 得 初 绐 化 的一 种 方法 在局部靠近高大建筑物以及茂密树林地区 R T K测 量应 与全站 仪联 合作业 充 分发 挥 R T K测量 和全 站 仪的各 自优势 根 据本 客运 专线 的地形 和地 貌特 征 采 用 网络 R T K测量 与传统测量仪器全站仪相 比具有 以下优 点 即 效率高 作业时间无约束 点位精度均匀性 好 应用范围广 4结语 将 网络 R T K测量技术应用到铁路客运专线 可 发挥其单站控制范围广 操