刘晨
中铁建电气化局集团运营管理有限公司 湖北襄阳 441000
摘 要：本文结合接触网施工工序及过程中时常出现的问题阻碍，引用GPS RTK技术及自身的优势针对施工过程中的各个阶段的困难，体现出它强大的实用性功能。
关键词：接触网；GPS RTK；优势；实用
1 引言
中国第一条电气化铁路建于1958年，哈大高铁于2012年12月初正式开通，在之后的54年里，中国电气化铁路总里程已超过4.8万公里，这也打破了俄罗斯电气化铁路总里程的纪录，成为新的世界记录的保持者，再到当今的“八横八纵”伟大蓝图，在铁路事业的发展历程中铁道电气化起到越来越重要的作用。电气化铁路得以实现的基础是接触网专业的引入，在国内铁路事业高速发展的同时，要求接触网在施工精度、施工效率等方面有较大的提升。因此，GPS RTK技术应运而生，被应用在接触网施工作业中，它可以做到加快测量速度，减小测量误差，并且自动化程度很高，提高了测量精度和效率，降低了测量人员的投入及工作强度，随着计算机技术的迅速更新和发展，这项技术在我国必将得到迅速的发展。
2 GPS RTK技术简介
GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。GPS技术1958年由美军研发，1964年投入使用，在上世纪70年代，美国陆军、海军和空军开发了新一代GPS。
GPS技术发展的目的主要是为海、陆、空领域的导航工作服务，具有实时、全天候、范围广的特点。
2.1 GPS 定位与相位测量
GPS定位技术是在测量每颗可见卫星距地面的距离后采用后方交会法，通过载波上的C/A码或相位来测量卫星距地面的距离。发射卫星信息码和通过GPS天线接收信息码之间有时间差，这个时差使测量成为可能，卫星天线到地面的距离可以用测量的时间乘以光速得到。
2.2 GPS 测量方法
实时或后处理测量可利用动态技术得以实现，而仅适合于后处理测量的是快速静态技术。
2.2.1实时动态（RTK）
实时动态测量一般用5个及以上的卫星测量卫星到流动站和基站之间的相位。测量开始之前需进行初始化作业，可以使得测量精度达到厘米级。
2.2.2静态和快速静态
采用静态测量可以达到测量精度最高的目的，所需时间约为0.5小时至1.5小时，视边长而定。静态和快速静态测量若要得到精确的结果则需要经过后处理才能完成。
快速静态测量作为后处理测量的一种方法，可提供精度为厘米级测量标准。使用载波相位测量进行不低于8分钟（8至30分钟）的基线测量，根据接收机的型号差异、基线长短、卫星的外观形状及有效的卫星数量来确定其所需要的时间。
3 GPS RTK技术的应用
接触网施工进度受限的最大的原因为下部基础施工过于缓慢，在前期施工条件恶劣的情况下无法大面积施工，导致整体施工进度滞后，最终会出现后期大面积赶工的现象，质量和安全难以保证。
在以往的施工过程中，接触网施工过于依赖站前土建单位的数据支持。对于新建工程，前期路基成型条件较差，站前交桩无法长期保存，对此需要多次向站前单位求助放点，这将对后续施工造成很大的影响。
采用GPS RTK技术则可以在定位、安装、调整阶段使用设计单位设置的控制桩点对接触网施工的各个阶段提供数据支持，避免过度依赖外部单位，提高接触网施工效率。
3.1基坑定位阶段
基坑定测是接触网在电气化铁路施工中的第一步，由于前期施工条件较差，大面积路基尚未完全成型，利用GPS RTK技术定测基坑位置，并且根据实际高程与理论高程确定基坑开挖所需深度。
对于已知单点坐标采用“点放样”，可以找到在图纸上相对应的位置，本方式更加适用于道岔、软横跨及硬横梁位置的测量，可以直观的反映出该点位置，避免出现成组软横跨或硬横梁不对照的现象。
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3.2安装作业阶段
支柱组立结束后，进行接触网金具安装工作，其安装高度均为相对轨面高度位置，对此则需要在接触网支柱上标画出理论轨面位置即“轨面红线”。
利用设计图纸中断面图确定支柱位置轨面高程，针对区段的连续性测量则施工RTK里“道路方样”功能，测量每一个点的高程数据，结合理论高程确定较为准确的轨面位置，可以更加便捷快速完成轨面红线标注工作。
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3.3悬挂调整阶段
对于接触网施工，最重要的一点就是保证弓网之间良好的运行关系，这也是保证电气化铁路在运营过程中具有良好的工作状态，减少机车受电弓的磨损及打弓、脱弓的风险。
由于接触网施工对接触悬挂调整标准较高，相对需要花费大量的时间，大面积的调整作业需要在钢轨全部调整到位才能进行最后一步的精调作业。利用RTK技术可以实时监测钢轨调整状态，及时掌握线路精调时机，发挥调整施工作业的主动性，提高电气化铁路的施工效率，节约施工成本，提高单位收益。
4 GPS RTK的优缺点
4.1 RTK的优势
4.1.1 快速性
RTK技术在测量作业中，利用初始阶段建立的空间坐标系，针对每个点的测量只需2-4s的时间，并且设备架设也只需要复核一个控制点即可完成位置校准。
4.1.2 观测直观
相比于传统光学测量仪器测量过程中需双边可视情况，RTK技术利用GPS定位技术可实现在视线遮挡的状况下进行测量，在复杂的环境中更加适用。测量数据直接显示在仪器中，方便读取和记录，同时也方便在短时间内对同一位置进行复测。
4.1.3 高度集成化
具有较高程度的集成化，利用基站和移动站手部的便捷性降低测量人员投入，减少了测量过程中的人为干预，降低了人为测量误差，从而达到高精度的标准。
4.2 RTK的缺陷
4.2.1环境影响
由于GPS系统的局限性，RTK技术利用卫星发射的高频无线电信号，比较容易被信号传播路径上的树木、房屋等阻碍信号的接收，因此RTK技术不能再室内、隧道、林区等障碍物存在较多的区域使用。
4.2.2自身影响
RTK技术在实际操作中的另一个缺点来自于它本身。周围的电磁环境对于RTK数据链的工作有较大的影响，容易造成卫星信号接收时发生畸变，所以应远离具有强电、强磁的环境，比如电视信号塔、雷达、手机信号塔等。
5 结束语
随着国内电气化铁路发展的进程的加快，对铁路建设中的要求、标准也日益细化，GPS RTK技术的引进减少了施工测量对人员数量的要求，提高了测量和施工作业的效率，对于现场的作业环境及完成程度可以实时进行监测，提高了施工作业的主动性。当然此项技术也存有部分缺陷，需不断的完善其性能，使其可以更好的服务于铁路发展事业。
参考文献
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