GPS 定位技术在桥梁施工测量中的应用

2021-05-20南昌市公路勘察设计院毛佳骏万烨葭

交通建设与管理 2021年1期

文／南昌市公路勘察设计院毛佳骏万烨葭

关键字:GPS 定位；桥梁施工；测量

1 GPS 定位技术的构成以及特点分析

1.1 GPS 定位技术的基本组成

结合图1 可知，GPS 定位系统都由以下几部分构成：①空间部分；②用户部分；③地面控制部分。GPS 技术借助自带的测距码，可以对一些既定的目标进行定点测量，然后还可以通过发射载波测量就那些相对测距。在进行定点测量的过程中，由于测距码可以随着距离位置的不断变化进行测量，由此可以大幅提高测量距离的精确度。在利用载波进行测距的过程中，可以借助卫星系统发射的数据信息迅速地分析出坐标，从而实现对物体的精准定位。就GPS 定位系统的空间部分而言，其由对地的24 颗工作卫星构成，这些卫星以55°倾角围绕地球进行自转，由于空间部分的存在，可以保证在地球上任何位置获取到定位数据信号和导航电文等基础类数据。就用户部分而言，主要包括计算设备、数据处理软件以及GPS 接收机，地面上的用户可以利用GPS 接收机获取到GPS 信号，从而利用卫星导航信号进行定位。就地面控制部分而言，主要由主控制站、监测站以及注入站构成，监测站的主要功能为监测并跟踪卫星传输的信号，主控站则对这类卫星信号进行处理，注入站主要负责对信息数据的收集和存储。

1.2 GPS 定位技术的特点

和普通的定位技术相比，借助GPS 定位技术，可以在全球任何区域内接收到相应的定位信号，同时，随着技术的不断发展，GPS 定位技术的应用领域也在不断拓宽，其定位精度也在不断攀升。有数据表明，当前较为流行的GPS-RTK 技术就可以在几分钟内进行精确定位，且定位距离可以精确到厘米。鉴于此，可以将GPS 定位技术应用于桥梁检测之中，将该机应用于桥梁施工测量过程中一方面可以大幅提高施工效率，另一方面也可以减少施工过程中出现的误差，进而整体提高工程质量。

图1 GPS 定位技术的构成

2 GPS 定位技术在桥梁施工测量中应用的具体方法

2.1 施工前的准备工作

将GPS 定位技术应用于桥梁施工检测过程中，为了确保检测精确度，首先要做好准备工作。结合实际的桥梁检测施工案例可知，具体的准备工作包含如下内容：第一，先对施工区域整体的环境进行勘察，然后借助GPS 技术收集相关的数据和资料。为了提高桥梁施工质量，需要先对桥梁施工地周围的环境进行检测，如对桥梁施工区域的天气、水文、植被覆盖率等情况进行分析。第二，选择适合工程施工的GPS 信号接收机，当前，在工程施工领域使用的GPS 信号接收机多为双频接收机，该信号接收机不仅可以搜集到施工范围20 公里以内的信号，同时其信号接收质量也相对较高。

2.2 施工过程中的外业测量工作

利用GPS 定位技术进行桥梁施工检测的过程中，一定要做好施工外业测量工作。

例如在进行外业选点的过程中，一定要注意周围施工环境对选点的影响。勘测人员所选择的外业测量点一定要和桥梁施工段中的某一点形成通视，且通视范围内不能出现倾角高于15°的遮蔽物体。同时，选点区域也要尽量必考高压电线以及无线电发射源，以免高压信号对GPS 信号产生干扰。同时，施工勘测人员还在选点区域内埋设相应的标志设施，以便为后期的施工测量工作创造有利基础。

3 GPS 定位技术在桥梁施工测量中的应用

3.1 GPS 定位技术在首级施工网中的应用

在针对普通的桥梁进行施工测量的过程中，分别需要进行以下工作：①做好控制网的布设工作；②提高测量质量；③对测量结果进行校验和核对；④做好结构物的放样工作。在普通的桥梁施工检测过程中，一般都会使用三角网或者全站仪来进行检测，采用这样的测量方式虽然可以获得一定的检测样本的，但是却存在检测结果不准确、检测效率低下等问题。鉴于此，可以利用先进的GPS 技术进行桥梁施工检测。

例如在实际的桥梁施工建设过程中，为了确保主轴线放样结果的精确度，一定要建立符合实际施工情况的施工首级控制网。和传统的施工控制网相比，使用GPS 定位技术的首级控制网不仅可以提高测量速度，同时也大幅提升的布网的灵活性。施工技术人员只需要利用地面接收设备既可以迅速获取到相对的距离信号。同时，随着GPS 技术的不断发展，还可以实现对测量放样数据的自动化处理，从而大幅减弱了人工处理过程中产生的误差。总的来说，将GPS 定位技术应用桥梁施工检测过程中的首级网络控制过程中，一方面可以迅速帮助施工人员获取到放样坐标，另一方面施工人员可以根据提供的坐标对桥梁施工建设进行修改和指导，从而为后期的提高桥梁整网精确性创造有利基础。

3.2 GPS 定位技术在桥梁施工加密网中的应用

桥梁作为我国基础交通设施中的重要构成部分，其对施工精度有着非常严苛的要求，为了进一步提高桥梁工程的建设精度，在实际的桥梁施工过程中，还要利用施工加密网金丝狐对桥梁的承台、塔柱、缆索等部分结构进行精确度测量。在利用施工加密网进行测量的过程中，施工人员一定要确保加密网内的点和桥梁的三条独立基线向连接，只有点位位置和结构合理，才能获取较为准确的桥梁测量放样测量结果。当前，随着技术的不断发展，很多桥梁工程施工单位在布设施工加密网的过程中，都或多或少的应用到了GPS 地位内技术。

例如应用GPS 定位技术进行施工加密网测量时，施工人员无须再对加密网内的点进行筛选，可以利用GPS 定位技术来测量加密网内的点和独立基线的相对精确距离，并将获取的数据应用到后期的施工过程中。当前，该技术已经被应用于很多大型的桥梁施工检测过程中，并取得了良好的施工效果。

3.3 GPS 定位技术在桥梁基础施工中的应用

桥梁基础施工作为桥梁施工过程中基础内容，不仅起到承上启下的作用，同时也在桥梁后期的施工验收中扮演着相对重要的角色。在普通的桥梁基础施工策略过程中，施工工人往往会使用前方交会法对桥梁墩基进行测量，但是由于一部分桥梁的位置处于高山之中，采用前方交会法不仅需要耗费大量的人力物力，同时也难以获取较为准确的放样结果。

鉴于此，可以将GPS 定位技术应用于桥梁基础施工测量放样过程中，施工人员只需要在放样地点放置一台信号接收机即可，然后通过数据搜集就可以获得定位点的坐标，进而为后期的施工提供参考和借鉴。通过对比表1 的常规测量结果和GPS定位测量技术可知，GPS 定位技术具有很强的实用性和优越性，可以被广泛应用于各种类型的桥梁施工工程测量中。