科创中国

近日，中铁第四勘察设计院（简称“铁四院”）牵头研发的课题《基于北斗导航系统的铁路及航运领域应用技术研究》在历经4年后正式结题，实现了我国交通领域探索“中国方案”的一次创新突破。这项成果的出现也将基本实现北斗全替代，改变我国铁路勘测设计、施工、运营、变形监测等方面完全依赖GPS的现状，将推动中国铁路行业的技术进步和智能化转型，提高核心技术的竞争力。

近年来，中国高铁发展迅速，建设及运维过程中，面临着跨度大、地质环境复杂的难题。但长期以来，铁路工程的勘测设计、施工、运营、变形监测等涉及导航定位技术领域作业面，仍是以GPS导航定位技术为主，而此项惯有的定位技术存在地下空间无信号覆盖、不够精准等问题。

2020年7月，随着中国北斗全球卫星导航完成全球组网并正式开通，建立“中国标准”精密测量控制体系成为现实可能，建立大范围高精度控制网并对铁路轨道进行精确测量的工作也被提上了日程。

天空地一体化数据采集体系

相较于传统的GPS定位技术，基于北斗导航系统的工程测量主要优势体现在卫星导航的自主可控。北斗导航技术可以通过地基增强来实现高精度定位，将所有定位都贯穿到施工、运维、建造各个环节，应用的范围也比传统卫星导航更加广泛。

铁四院课题组以铁路北斗地基增强系统等技术研究为出发点，自主研制了整套基于北斗导航定位技术的软、硬件系统，并编制了多项企业标准和作业指导书，累计申请专利31项，发表高质量论文34篇，取得软件著作权5项。

智能勘测技术路线

事实上，早在2012年中国高速铁路建设方兴未艾之时，铁四院就率先在铁路勘测中使用激光点云设备，航空遥感技术开启了中国高铁智能勘测序幕。

传统野外勘测

过去，铁路工程勘测， 500公里长的道路要分五段，平均每段需要至少50名勘测人员，大约需要3个月时间才能完成勘测。

如今，随着机载雷达、无人船、倾斜摄影、无人机等新兴测绘技术的逐步普及，以往需要翻山越岭、蹚水过河、肩背仪器、风吹日晒的勘测场景将成为过去。足不出户即可掌握测量区域全貌的全新勘测模式，将改变传统勘测技术手段单一、测量效率低、质量控制难、数据处理低效等现状，实现“外业工作航测化”“内业处理智能化”“勘测产品标准化”“产品应用服务化”，在初测阶段可减少野外勘测人员规模约40%，工期可缩短约30%。

智能勘测装备

Lidar点云测图

与此同时，以北斗技术的全面应用为基础，融合激光雷达、倾斜摄影等新兴测绘技术的出现，也促使了勘测智能化、成果数字化，勘测成果由最初的二维地图升级为三维设计模型。

除此之外，铁四院还自主开发了智能勘测大数据平台，充分利用机器学习、大数据分析等人工智能方法，可将各类测量数据进行整合，实现涵盖“勘测-设计-施工-运营”全生命周期的数据专业化应用平台，实现测量成果和设计平台的无缝衔接。

襄荆铁路智能勘测

目前，铁四院已经初步建立面向智能勘测的无人机测绘、倾斜摄影、激光雷达、无人测量船等生产组织流程和技术管理体系，形成一定的规模化生产应用能力，智能勘测体系基本成型，相关技术成果已在襄荆铁路、长赣铁路等10余个勘察设计在建铁路项目中实现了规模化应用，累计推广应用里程超过2000公里，取得了巨大的经济效益和社会效益。

来源：哈尔滨科协学会e家