道路桥梁工程测量中的GPS技术应用

董昊锦

在时代的发展过程中，科技发挥着重要的作用。科技不仅改善了人们的生活状态，同时也改变了人们的工作方式。其中GPS技术也就是全球定位系统成为了科技作用下人类社会的一项必不可少技术。该技术最早是上个世纪美国军方研制的定位系统，依靠卫星完成定位导航。GPS有着连续性、实时性、全天候、全能性、全球性的定位作用，抗干扰与保密性强是其从同类产品中脱颖而出的重要原因。目前GPS技术凭借效果好、操作简单的特征被应用在导航、海洋测量、道路工程测量、测绘技术领域并取得了喜人的成绩。从实践中不难看出该技术的灵活性优势可以有效缩短工期、降低成本，有着比较突出的价值和作用。

结合实践使用不难发现，GPS技术的优势非常突出，利用卫星导航能够实现无死角全方位定位。精准的定位功能对测绘工作来说具有重要的帮助。正因如此在多年的发展中，GPS技术渐渐走进了工程行业，尤其是道路桥梁的测绘工作。在该技术的进一步发展和推广过程中，路桥项目的效率和质量得到了有效保障。GPS技术不仅提高了工程作业效率，同时在缩短施工时间中也发挥了重要的作用。

一、GPS概述

1.发展历程

所谓的GPS实际上就是Global Positioning System的缩写。该技术最早在上个世纪的七十年代出现。最初设计的初衷是为了应对美国军方的使用要求。随后在不断实践中人们发现该技术能够获得精准的三维地理位置定位，在测速、导航等民用工程需求中同样能够发挥巨大的价值。正因如此该技术才渐渐走向世界，成为了人们生活中的一向常见技术。该技术在民间的应用带给了测绘业革命性的改变，成为了现代测量中最重要的一项技术。

2.技术优势

GPS在测量中的应用有着众多优势，第一点范围广。在测量过程中因为GPS技术使用了卫星技术，所以能够准确测量三维坐标。从三维坐标中为人们提供时间、速度等信息。正因如此GPS技术成功的在水下测绘、海洋测绘、控制测量、工程测量、大地测量中得到了广泛使用。第二点该技术有着精准的定位能力。据实验资料显示目前GPS技术定位精度能够被控制在米级范围，精准的定位能够为大尺度网点测量控制提供足够的帮助。第三点该技术测量速度快，不论是动态定位还是静态定位，该技术只需要使用几秒时间就能够完成观测。极短的测量时间大幅提高了测量效率。第四点该技术操作简单。在使用这项技术的时候，操作者只需要观察监视器状态即可，一切测量工作都是自动化进行的。有效减少了劳动强度。第五点该技术能够全天候工作。不同于其他测量技术的事该技术可以在任何地点、任何时间测量，不受时间、空间局限，有效提高了测量时间和测量范围。

二、路桥工程测量中的GPS技术应用

近些年在GPS技术的不断完善和发展过程中，工程测量实现了翻天覆地的变化。事实上GPS技术不仅改变了工程测量手段与方法，同时也提高了工程测量的精度、效率与速度。该技术凭借众多优势，如今正渐渐成为取代传统测绘技术的重要方法。该技术能够用于路桥工程中的高程、测距、测角测量定位。此外和传统技术不同的是，这项技术定位范围甚至能够从陆地扩展到海洋与宇宙。定位方法不再是仅仅只有静态定位，动态定位同样能够得到满足。该技术不仅改变了人们的定位方法，同时也改变了人们的工作理念。

1.测绘控制

在路桥工程作业中测绘控制网是最基本的工作项目。从某些方面来说测绘控制网准确与否对测绘本身质量的影响非常突出。需强调的是控制网精度实际上并不统一，在不同情况下不同控制网往往需要应对不同类型的工程。控制网精度要求相对来说要高一些的被称为一级控制网，这种控制网是测绘参照点。因此这种有着较高精度要求的控制网坐标通常不允许出现任何偏差。在传统工程中，边角法是控制网最常见的技术方法。这种技术应用测绘仪器完成导线控制。当然从实践经验中不难得出，传统控制网仅仅只能作用于小型测绘项目。可是在现代路桥中很少出现小规模测绘要求。也就是说时代的发展让传统控制网方法渐渐退出了历史舞台。边角法测绘因无法满足工程需要，正遭到时代的淘汰，无法应用在现代工程测绘当中。和传统方法相比较，GPS技术有效改善了这一问题。GPS技术除了在小范围测绘中表现非常突出，同时在大范围测绘中也有着出众的效果，强大的性能保障了其应用范围。GPS控制网主要有三点优势包括成本低、精度高、受限小。工程测绘应用GPS技术时一般会搭配载波相位静态差分技术。这种技术能够进一步提高技术精度，精度甚至能够到达毫米，有着极高的科技含量与科技价值。和传统测量技术相比GPS技术还能有效解决地面观测中心和用户端之间的通视问题，赋予测绘工作便捷、灵活的优势。提高测绘精度的同时实现了测绘工作费用的有效控制。

2.变形检测

以笔者的实践经验来看，大型工程中GPS技术还能够满足变形监测的要求。因大型工程最大的特点便是质量要求高、周围环境相对复杂，有着较大的体积。因此变形监测通常是大型工程管理最大的难点与问题。当然这些问题也成为了阻碍变形监测工作有效性最突出的问题。大型工程变形监测内容主要包括建筑物倾斜、地基沉降与变形等内容。大型工程作业必须做好这些内容的监视与管理，这是保障大型工程最重要的项目。地基的变形与沉降最常用监控方法为水准测量。对于建筑物的倾斜度则一般应用三角测量方式。相较于上述两种方法，GPS技术变形监测优势非常突出，不仅便捷同时非常简单。举例来说大型工程变形监测只需要在建筑的内部与外部分别设置GPS接收端，随后启动监控设备就能够实时监测与了解建筑的内外部变形状况。另外远程监控、传输技术同样也可以作用于建筑物信息的传输与获取，进一步帮助了工作人员掌握大型项目的变形情况。

3.图根测量

测量图根的过程中GPS定位测量同样是一项非常重要的技术。这一技术充分利用了GPS设备完成卫星信号的接受。通常情况下能够接收4颗以及更多的卫星信号。利用这些卫星信号计算接收机与卫星之间的距离，随后通过分析卫星坐标系掌握接收机坐标系，得出接收机位置与距离，完成GPS定位测量。测量图根时，需要应用多台接收设备，一般为4台或是更多。应用双参考站测量图根。测量同一时间段的卫星观测数量应超过4颗，于15S为一次间隔时间完成卫星数据的接收与传送。观测卫星的高度角应超过16°，POOP则≥5。除此之外观测线模糊倍率也要超过1.5，在测量过程中工作人员应当每隔15分钟进行一次流动站观测，保障图根参数精准度。

4.高程拟合

即利用GPS定位得到测量部位高度、精度差异，随后根据这一差异确定与得知测量区域高差，计算空间点差值。利用特殊的公式掌握高度值。目前桥梁高程与大地高异常通常很难计算。GPS高程无法取得高精度数据。应用GPS测量大地高程时，必须做好测量点选择保障控制点精度。目前应用GPS确认桥梁建设区水准点采取的是应用曲面拟合方式计算空间点高程。根据实验得知使用这种技术在平坦区域能够获得良好的效果，常作用于前期施工测量以及施工过程和力度判断。不过因这项技术实践与理论仍旧不够成熟，因此需要进一步的研究和完善。

三、路桥工程测量中的GPS技术价值

1.用途广

GPS技术在多年发展的过程中成功渗透到了众多的国民经济建设领域，该技术能作用于路桥建设、工程施工、地壳板块监测、大地测量领域。当然工程测量、工程检测网等同样也是该技术的应用途径。工程施工自动控制与变形监测都是该技术的重点研究方向。

2.受外界因素影响少

因该技术的原理为应用卫星定位，所以能够不受时间、空间限制完成连续观测。即便是在夜间与天气不佳的情况下，同样能够得到精准的数据。这项技术的优势是光学测量所不具备的。

3.定位准确

使用这项技术测量时精度要远超传统测量方法，在短距离、中距离中的测量精度甚至能够到达毫米级。另外构筑物、大型建筑变形监测如果借助特殊观测手段并做好模型数据处理甚至能够将精度控制在亚毫米级。

4.效率高

该技术能够存储测量数据。利用绘图软件与计算机将数据转化为断面图、平面图。不仅减少了工作量，同时也有效提升了工作效率。以实践经验来看，该技术能够有效提高测量效率。在简化测量程序的同时缩短测量时间。该技术有着不受网型、通视限制的优势、灵活的布网方法提高了测量工作有效性。在通视困难、地形复杂区域该技术能够体现出极为突出的优势。

四、结语

通过本文的叙述不难看出GPS技术能够有效优化路桥工程质量，提高路桥工程检测效果。在帮助建立施工控制网的同时，提供给路桥工程精准的数据帮助。凭借着强大的定位能力，提高了测量技术质量。与传统测量方式不同的是，GPS技术的更为准确、更有效率、用途更为广泛。不过从实践中也不难得出，虽然其本身优势众多，但许多细节上的问题仍需要不断处理。有关部门应当根据实际条件改善和优化问题。在时代不断发展的过程中，GPS技术在路桥工程中将能够发挥更大的作用。