GPS技术在公路桥梁测量中的应用

李兵

山东省滕州市学院路枣庄科技职业学院山东滕州277599

摘要：GPS技术被应用到公路控制网设置、公路桥梁边线中线放样、公路桥梁横断面测量、山区杂草灌木地区测量等领域，有利于提高公路桥梁测量效率，提高测量的质量，减轻测量人员的工作强度。

关键词：GPS技术；公路桥梁施工；控制测量

GPS是全球定位系统的简称，是一种新型的定位系统，借助于卫星来实行定位，GPS技术的应用十分广泛。现今，已经应用到了公路桥梁测量领域，通过GPS技术的应用，公路桥梁测量的结果准确性得到了有效的提高。

一、GPS技术概述

全球定位系统（GPS），又称全球卫星定位系统，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。系统由美国国防部研制和维护，可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。全球定位系统进入实用网阶段之后就逐渐向各个领域进行使用，并进行了相应的实用开发研究。GPS测量技术的特点主要包括：

1.精确定位。GPS测量精度与全站仪测量精度相同，为5mm+1ppm。远距离测量是GPS测量技术的的优势，也就是说距离越远，其具有越高的精度。

2.操作简便。GPS测量技术具有较高的自动化水平，便于操作。操作人员仅需要安装开关仪器、量取仪器高度及监视仪器工作状态，其他工作都可以由GPS接收机自动完成。GPS有多种快速定位模式，快速静态相对定位可以在1-2分钟内得到距离基准站15-25km范围内的流动站坐标信息，如果是RTK（实时动态定位技术）测量，几秒钟就可得出符合观测精度的数据信息。GPS接收的数据通过自带的数据处理软件计算，技术人员只需简单按键操作就能轻松得到想要的信息，快速简便。

3.随着科学技术水平的不断提升，现阶段GPS测量技术也得到了极大的发展。数据信号接收机类型也趋向于简便化，在路桥施工具体测量中，数据信号接收机体积的缩小，便于测量人员使用。在测量前，应对仪器工作情况进行检测，确保能够正常运行。实现仪器观测的自动化，可以对三维坐标进行自动计算，并达到良好的数据处理效果。

4.GPS不仅能得到高精度的平面坐标，而且能得到不低于四等水准测量的高精度高程数据，更重要是，它所测量数据的精度受距离的影响非常小。实践证明，一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm；在50km以内的基线上，GPS相对定位精度可达1ppm；在100-500km的基线上可达到0.1ppm。

5.覆盖广泛，无须通视。GPS静态定位可以在公路建设中轻松覆盖100km范围，RTK技术也能覆盖25km区域，而且测站间无须通视，克服了传统测量技术受视距影响的缺点，使选点更加灵活，提高了作业效率。

二、GPS技术的应用现状及特点分析

随着科技的不断发展，GPS技术开始广泛应用到航空航天、陆地、海洋各个领域，逐渐成为了各个行业日常工作中不可或缺的重要技术，GPS技术精确性较高，测定目标所需时间较短，各观测站间无需通视，可以使定位的地理三维坐标更准确更立体化，当前GPS技术在消费者市场发展势头良好，前景广阔，该技术已成为现代社会的重要信息来源和国家基础设施。GPS技术特点主要是：

1.GPS技术具有实时定位功能。通过GPS技术可以对用户所在位置进行实时的定位，使用子午卫星系统需要经过一段时间之后才能获得定位的结果，而使用GPS技术可以对实时的定位结果进行观测，具有很强的时效性。

2.GPS技术不会受到时间和地点的限制。GPS卫星能够对全球进行覆盖，也就是说，在地球上的任何时间和地点，我们都能够接收到至少4个卫星信号，所以，其可以随时随地进行授时、定位等服务。

3.GPS技术不用进行通视操作。在常规的测量中，需要进行点对点的通视操作，之后才可以进行正常的测量，而使用GPS技术进行测量则可以省略这一环节，只要在各个测量点能够对卫星信号进行接收就可以进行实时定位，这在很大程度上缩短了测量的工作时间，提高了测量的工作效率，同时也促进了测量的准度和精度。

三、GPS技术在公路桥梁施工控制测量中的应用

1.公路桥梁施工中会遇到各种路段情况，比如在一些江面河面架构起来的桥梁，其相应的施工量较大，范围相对较广、长度较长等，在这样的情况下，传统的测量和标记的工作难度较高，而GPS技术利用自身跨度大的特点，可以使得这一工作变得简单方便；并且在跨海大桥的出现，GPS技术在控制测量中方面的优势就更加突出，更具实际情况，选择动态定位法或静态定位法，可以在不受外界环境干扰的情况下完成控制测量，使得观测和测量的时间变短，进而提升测量作业的工作质量和效率。

2.在施工控制测量中的应用，在实际的公路桥梁施工过程中，采用GPS技术，很明显地提高了施工建设的质量，并且最终的完成效果通常都非常令人满意；为了使得GPS技术在桥梁建筑中起到更加良好的效果，需要加深施工工人对GPS技术的了解，明确GPS技术的施工原来和技巧，只有最基层的人员在熟练掌握理论知识的基础上，才能在施工中更好的完成质量的把控，从而可以更好地将GPS技术应用于施工控制测量中，以达到更好的施工效果。首先在水中墩交会定位，在传统的定位测量上，经常使用前方交会技术来完成水中墩的定位测量，当遇到一些大型的桥梁建筑时，这样的测量技术在施工中有着较大的难度。将GPS技术运用其中，可以很好的降低工作难度，使用ＲTK动态定位技术，需要先在水中墩定位的时候，在基准站安装GPS定位接收机，可以持续地对所需的卫星进行观测，然后根据实际情况，将观测到的数据通过相应的传输设备，反应至定位船上进行动态观测，最后将数据传输至接收机上。这是一种较为先进的动态的定位测量技术，以载波相位观测测量技术为依据的实时差分GPS定位技术，在工作运行状态下，可以实时的获取某点的三维坐标，并且较高的精准度使得定位测量工作具有更好的质量。随着社会的发展，人们在桥梁建筑等方面的审美有着越来越高的要求，所以在相应的施工过程中，测量工作也会变得更加复杂，对工作质量和精准度都有了更高一层的要求。现阶段大型斜拉桥越来越多，随之而来的就是施工技术方面的问题，由于桥梁在外观上的设计、变化与传统意义上的桥梁有着诸多方面的不同，所以对施工方面的要求也就越来越高，如何控制塔柱的斜率是一个较为重要的技术问题，在整个建设施工过程中起着非常重要的作用。GPS技术在施工测量中的应用，一定程度上减少了施工中相关的客观因素的制约，使施工进度加快，整个工程进度完成的更加顺利；有效提升了桥梁建设的工程水平，同时也满足了社会对桥梁的质量要求。

3.高程控制测量。GPS技术在高程控制测量中的应用，可以有效的将点与点之间的大地高度之差，通过高精度的计算方式而获得，进而将其转换成为利于施工的合理高度，同时要去施工人员对大地水准面的异常现象有一定的观察力和判断力，以保证施工可以更加顺利的完成。在转换的过程中，通常采用的方式为GPS水准法，其运行计算原理为：将同名点中的相应高度和GPS中的大地高，经过相应的数学计算方式计算，从而获得最终的转换关系。高程控制测量在公路桥梁施工控制测量中非常重要的组成部分，GPS技术的使用，可以更加精准的获得更加科学的高差数据，根据工程施工的实际情况，进行合理的运行和转换。在这一施工环节中，需要加强其对于大地水准面的判定能力，需要在保证水准面的正常，才能顺利的完成建设；换言之，要求工作人员在进行控制测量时，合理且准确的使用相应的数学模型并取得正高和大地高，从而保证高程控制测量的质量。

GPS定位技术应用于桥梁施工测量是桥梁测量工程的一项重要进步，并且已经逐渐成为了公路铁路桥梁建设中建立控制网的主要手段，是工程勘测手段和作业方法的重大变革，极大地提高了测量的精度和效率，有着广阔的应用前景。

参考文献

［1］吴迪坤.GPS桥梁施工平面控制网的设计与实践.2016.

［2］王俊鹏．GPS在高速公路工程施工测量中的应用．2015.