关于GPS技术在道桥工程测量中应用的探讨

刘炜杰

【摘要】GPS作为一项重要的测量技术，在道桥工程测量中发挥着不可比擬的优势。GPS（全球定位系统）是美国研制的卫星导航系统，是在现代科学发展中随之兴起的一种先进的导航定位技术。在道桥施工中应用GPS技术可对其进行精确的定位。可以有效的提高道路桥梁施工过程中的测量数据，减少施工中出现的误差。本文简述了GPS测量原理、、GPS工程测量技术的特点GPS的优越性，对GPS技术在道路桥梁施工控制测量中的应用进行了探讨分析，以供参考。

【关键词】GPS技术；道桥工程；测量；应用

一、GPS技术测量原理

GPS系统主要是采用高轨测距，其基本观测为观测站至GPS卫星之间的距离，主要采用两种方式来获取距离观测量，即伪距测量和载波相位测量。伪距测量是指测量GPS卫星所发射的测距码信号到达用户接收器所用的传播时间，其测量定位速度非常快；而载波相位测量是测量有载波多普勒频移的GPS卫星载波信号和接收器所产生的参考载波信号之间的相位差，其测量定位精度很高。GPS定位则是通过4颗或以上的卫星同时进行伪距或相位测量，从而推算出接收机的三维位置。

二、GPS工程测量技术的特点

（1）、操作简便。GPS测量的自动化程度很高，目前GPS接收机已趋小型化和操作傻瓜化，观测人员只需将天线对中、整平，量取天线高，打开电源即可进行自动观测，利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其他观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。

（2）、精确定位。一般而言，红外仪的测量精度为5mm+5ppm左右，而GPS的测量精度已经能够达到红外仪水平。但GPS的优越性主要体现在远距离测量方面，距离越远，精度越高。例如，在基线小于50km时，精度在12*10-6左右，但当基线在100m-500m之间时，精度能够达到10-6-10-7。

（3）、提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

（4）、自动化。随着GPS技术的不断发展，现如今这种技术已经让数据信号接收机越来越小，设备不断改进、优化，已经能够方便测量人员携带。仪器观测能够实现自动化，只需要采用相关软件就能够达到对数据的处理效果，自动计算出三维坐标。

三、GPS技术的优越性

GPS在不同工程领域中能够得到广泛应用的主要原因是由于其具有很强的优越性。首先GPS的应用可以合理提升定位精度，通过大量实践证明，在GPS的应用过程中载波相位测量的可以进行极高的工程精密定位，并且可以在观测过程中将平面位置误差减少到lmm以下，同时其整体观测时间较短。例如目前在许多工程中GPS的运用可以促使静态相对定位工作在20min之内得以完成，并且快速静态定位可以在2min之内完成、实时动态定位每站观测1一2s就可完成，从而很好的促进了需要快速进行工程的有效进行。除此之外，GPS的应用可以促使测站间无需通视，这也是GPS技术优于常规测量方式的最大优点之一，并且可以极大程度地减少测量作业所需消耗的时间与费用，同时也能促使选点工作变得更加灵活，操作更加简便。另外GPS的应用可以有效提升相关工作的自动化程度。例如在进行某些工程观测时，测量人员通过GPS技术的应用可以使得野外测量工作变得更加便捷，同时能够更好地进行全球全天候测量，这一优越性也是GPS技术得以广泛应用的重要原因之一。

四、GPS技术在道路桥梁施工控制测量中的应用

GPS技术因为精准度在道路桥梁施工控制测量中发挥了重要的作用，提高了道路桥梁的施工技术，促进了道路桥梁施工的发展。下面根据某地一个高架桥的道路桥梁施工案例，对GPS技术在道路桥梁施工控制测量中的应用进行分析。

1、GPS技术在道路桥梁施工中的放样测量.GPS技术的应用过程中，还有一项重要的作用就是利用RTK—GPS测量技术，实现对桥位的放样测量。在实际的道路桥梁施工过程中，应用GPS技术进行放样测量，可以对施工位置进行准确的标记，减少施工中出现的误差。例如，在桥梁施工控制网络中心的控制点中建立GPS参考站，设置2台操作站进行放样测量，在控制器中对桥位的坐标进行对比和调整，保证施工桥位的正确性。利用这种方法，在实际的道路桥梁施工过程中，有效的减少了施工的误差，提高了施工的精准性，保证了施工的质量。因此，这种方法在道路桥梁施工中得到了广泛的应用。

2、GPS技术在道路桥梁施工中的平面测量.通常的高架桥道路桥梁施工过程中，地形条件主要是地势起伏、高差大，对实际的施工造成了一定的影响。在进行施工的平面测量的时候，对测量数据的精准度要求就比较高。应用GPS技术，实现对施工的平面测量，需要先在GPS施工控制网络中，找出施工地形中不同的相对较高的分布点。这样有利于对施工的情况，进行实时的监控和测量。例如，施工部门可以先选取施工控制点，利用先进的设备对这些控制点进行观测，得出数据后进行实际测算，保证测量的数据处于误差范围内。

3、GPS技术在道路桥梁施工中的线道横断面与纵断面测量。在道桥工程中，确定道路中线后，通过利用中线桩点坐标和绘图软件来给出道线横断面及各桩点的纵断面。由于所有使用的数据都是利用实时动态GPS技术在测绘地形图时所采集而来，所以勿需再去现场测量横、纵断面，从而大大提高了工作效率，减少外业工作量。此外，如果还需要对现场断面进行测量，也可以采用动态GPS进行定位测量。在此项测量过程中，GPS测量技术与传统测量方法相比较，其效率、精度、实用和经济等各方面都具有很明显的优势。

4、GPS技术在道路桥梁施工中的高程控制测量.在道路桥梁施工过程中，应用GPS技术进行测量，主要是因为GPS具有较强的高度差优势，可以在不能直接进行人工测量的时候，利用高度差进行测量。而且，应用GPS技术测量出的数据，精准度比较高，测量方法也比较简单，节约了大量的道路桥梁施工中的测量资源。GPS的分布比较广泛，可以对施工的实际地形进行全方位的测量，及时的对出现的误差作出调整，可以保证施工质量。例如，在本次高架桥施工过程中，因为地相方面的原因，不适合直接进行测量。因此，需要应用GPS技术进行高程控制测量。根据地形的影响，可以把地形改正的曲面拟合法误差设置为±8mm，设置外部的符合精度为±7mm，确保所有的测量数值误差都处于规定的范围内，可以提高测量的精度，保证施工的质量。

结束语

GPS测量技术具有精确度高、速度快、节省人力成本等各方面优势，其技术已普遍应用于我国道路桥梁测量，大大降低了人力、物力和财力，从而有效的促进我国道桥行业的健康发展。

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