GPS在路桥设计中的应用

徐放

摘 要：因为GPS在静态相对定位中具有精度高、全天候、无需通视等优势，路桥在投入使用后，通过GPS对其变形状态予以监测，可以为运营管理企业提供可靠的监测参数。

关键词：GPS；路桥设计；应用

通过GPS对工程变形予以实时监测，此方法能够处理变形体问题，因阳光、风力以及外界因素作用，在某一阶段，它们之间存在的相关性是相对的，较之参考基准点则为绝对位移。文章将以GPS在路桥设计中的应用作为切入点，在此基础上予以深入的探究，相关内容如下所述。

1 全球定位系统基本概念

全球定位系统通常简称GPS，又称全球卫星定位系统，此系统是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。其能偶为地球表面绝大部分地区提供准确的定位、测速以及高精度的时间指标。全球定位系统通过美国国防部研制并予以维护，能够满足位于全球任何地方以及近地空间的军事用户连续精确的确定三维区域、三维运动以及时间的需要。全球定位系统涵盖太空中的二十四颗全球定位系统卫星；地面上一个主控站、三个参数注入站与五个监测站及作为用户端的全球定位系统接收设备。最少只需其中三颗卫星，就可以第一时间迅速确定用户端在地球上所处的方位与海拔高度；所能收联接到的卫星数越多，解码所得的位置就越精准。

GPS即全球定位系统，此系统通常通过空间星座、地面控制以及用户端等部分构成。空间星座部分主要是由二十四（21+3）颗卫星所构建，二十一工作卫星，另外三个备用卫星所构建全球定位系统星座。二十四颗卫星平均分布在六个轨道，平均每个轨道有四颗。依附于时间及地点的差异，通常至少有4个能够被看到，多的时候高达十一个。全球定位系统信号导航定位，要计算点的纵横及高程，至少四个全球定位系统定位卫星可用。因为地理及环境因素问题，在和别区域可能无法测出精准的坐标，此时间即“间隙段”。此差距段无法影响多数全球定位系统。3个备用卫星，依附于指示，若需要的情况下可以更换存在异常的卫星，因此深化工作有效性及稳定性。地面监控通过分布在地球各区域的六个地面站所构建，涵盖了卫星监测站、主控站以及备用主控站等。地面监控主要任务为搜集从卫星传输的信息，同时计算卫星星历、相对距离，同时可以体现大气相关参数。用户设备即全球定位系统接收设施，是特制的无线电接收设备。设备的功能是接收卫星导航所产生的信号，同时对接收的卫星信号予以处理，因此获取相应参数，以明确区域。依附于差异化用户所需的功能，要匹配相应的全球定位系统接收机。性能构架、大小以及造价也存在较大的差异。举例说明，航海合航空所喜择取的导航型接收设备，要具备与存储量相互通讯的功能，由于内部存有电子导航图等信息；测地用的接收机需要具备一定的精度，同时可以及时搜集并存储参数；而军用的接收设备，要设置解码系统，若用于地面部队则需要较强的机动性。

2 全球定位系统在桥梁设计中的应用

全球定位系统大多用于路桥的控制测量环节，能够构建较好的网形，可以深化定位的精准度，而且对以往检测的支点也具有较高的稳定性。首先通过传统测量举措构建高精度的边角网，在此基础上通过全球定位系统对此边角网予以检测，全球定位系统的检测网的精度为毫米。

2.1 全球定位系统静态相对定位在桥梁设计中的应用

全球定位系统静态相对定位的常规举措即，把一台全球定位系统接收设备放置于已知坐標点；再通过另一台全球定位系统接收设备放置于未知坐标点，此过程要确保相关接收设备的稳定性，同步连续观测相同的全球定位系统卫星星座，用以获取未知点相对于已知点的坐标差，因此通过已知点，推算未知点坐标。因为予以连续观测，因此可以获取很多观测参数，因此定位精度较高。全球定位系统静态相对定位是一类相对经典的精密定位方法，起初仅用于桥梁工程平面控制网的测量。较之常规的测量模式，其特点为效率高、精度高，所以，全球定位系统被广泛应用于路桥工程的平面控制测量及变形监测。

2.2 全球定位系统动态相对定位在桥梁设计中的应用

全球定位系统动态相对定位，是把一台全球定位系统接收设备装置在已知坐标的观测点，同时观测相同的卫星；前端接收设备将瞬时观测量合通过基准站已知坐标求得的相应结果予以对比，进而计算出瞬时校正参数，在此基础上通过此瞬时校正参数调整流动接收设备的瞬时观测参数，因此获取流动站相对于前端站的瞬时位置。全球定位系统动态相对定位精度为厘米。在路桥工程环节，全球定位系统动态相对定位技术和数字回声测深技术，能够及时的完成内江湖泊水下地形图测绘，同时满足内部和外业测量自动化的相关需求。相关资料显示，同时全球定位系统技术较之常规定位技术，能够有效减少成本并可以深化工作有效性。

2.3 全球定位系统RTK定位在桥梁设计中的应用

全球定位系统RTK定位是根据载波相位测量的动态相对定位举措。伴随快速确定整周未知数方法的进步，已发展成为一种实时的、高精度的动态相对定位技术测量机制。全球定位系统RTK择取了载波相位动态实时差分的机制，是现阶段全球定位系统技术的一种新突破，它的出现为桥梁设计工程带来了新的动力，能够在一定程度上深化外业作业有效性。

结束语

全球定位系统作为最为前沿的卫星导航及定位系统，不但有着在全球性全人候连续的精密三维导航和定位能力，同时还有着十分有益的抗干扰性与保密性，其定位技术的全自动化与所达到的高精度以及具有的潜力吸引了桥梁设计工作者的极大兴趣。伴随全球定位系统测量理沦及设备的持续发展，促使全球定位系统测量技术逐渐成熟，测量功能更加为全面，应用面更广，操作更为便捷，使全球定位系统测量更实用化和自动化，在国内的路桥设计中使用全球定位系统，可以有效降低设计投资，弥补了一般测量举措所存在的问题，进而深化了设计精度与设计有效性。

参考文献

[1]王其北.王薇薇.解析内插法在GPS高程拟合中的应用与分析[J].中国新技术新产品，2013，14.

[2]宋录彬.全球卫星定位系统（GPS）在高速公路测量中的应用[J].内蒙古公路与运输，2016，01.

[3]方荣新.高采样率GPS数据非差精密处理方法及其在地震学中的应用研究[D].武汉大学，2015.

[4]李春华.基于网络GPS和精华大地水准面的区域实时三维定位理论与应用[D].西南交通大学，2013.

[5]吴迪军，周瑞祥，田道明.GPS技术在特大型跨海桥梁施工中的应用[J].工程勘察，2015，04.

[6]高帅和.分布式GPS/SINS超紧组合架构下的信号处理和信息融合技术研究[D].哈尔滨工程大学，2012.