GPS 在公路橋梁施工控制測(cè)量中的應(yīng)用

任洪軍

（中交二公局第三工程有限公司，西安710016）

1 引言

GPS 系統(tǒng)是我國(guó)當(dāng)前工程項(xiàng)目中出現(xiàn)最多的具有導(dǎo)航性質(zhì)的系統(tǒng)，可以為使用者提供空間、時(shí)間以及地理資料，具有較高的精確度和準(zhǔn)確性，可以有效解決當(dāng)前測(cè)量技術(shù)在工程施工測(cè)量過程中存在的不足，提高數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

GPS 技術(shù)具有適用性和全能性的特征，涉及地面監(jiān)控系統(tǒng)以及空間衛(wèi)星系統(tǒng)，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的收集和分析。因此，需要加強(qiáng)對(duì)GPS 技術(shù)在公路橋梁施工控制測(cè)量中的應(yīng)用研究。

2 GPS 技術(shù)概述

GPS 技術(shù)是工程測(cè)量技術(shù)中應(yīng)用最為頻繁的技術(shù)之一,GPS 測(cè)量系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理軟件、GPS 接收機(jī)等組合而成, 歸屬于終端設(shè)備中的一部分,通過捕捉與處理衛(wèi)星截止角實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位。GPS 技術(shù)具備全天候服務(wù)以及準(zhǔn)確度高等優(yōu)勢(shì),將其合理應(yīng)用在公路橋梁工程中,能夠有效提高測(cè)量效率[1]。

2.1 GPS 技術(shù)原理

GPS 技術(shù)運(yùn)行的基礎(chǔ)是衛(wèi)星系統(tǒng)，通過無線導(dǎo)航可以實(shí)現(xiàn)全球定位，是一種現(xiàn)代化的發(fā)展技術(shù)，GPS 技術(shù)可以打破原有時(shí)間與空間的限制，為用戶提供立體、全面的空間信息內(nèi)容，它具有全能性、適用性以及系統(tǒng)性的特征，在公路橋梁施工控制測(cè)量中的應(yīng)用可以將數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理軟件相結(jié)合，獲取更加精確的數(shù)據(jù)內(nèi)容，為施工提供有效的數(shù)據(jù)參考，提高施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，保證數(shù)據(jù)測(cè)量的穩(wěn)定性和精確性，減少測(cè)量活動(dòng)需要消耗的物力和人力資源。GPS 設(shè)備相對(duì)來說體積較小，成本較低，便于安放，在使用過程中對(duì)周圍環(huán)境因素的要求不高，能夠通過簡(jiǎn)單的操作獲得精準(zhǔn)的地理位置信息。因此，在公路橋梁施工控制測(cè)量過程中有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

2.2 GPS 的技術(shù)特點(diǎn)

在公路橋梁施工控制測(cè)量過程中，GPS 的應(yīng)用有著顯著的優(yōu)勢(shì)。首先，GPS 技術(shù)的應(yīng)用可以顯著提高工程整體的測(cè)量精度和測(cè)量效率，在500km 以內(nèi)的基準(zhǔn)線上可以將平均精度控制在2cm 以內(nèi)，而且測(cè)量質(zhì)量與測(cè)量距離關(guān)系不大，通過后續(xù)的結(jié)算可以獲得厘米級(jí)的精度。同時(shí)，GPS 技術(shù)成本較低，應(yīng)用靈活，并不需要專門設(shè)置測(cè)量站以及測(cè)量坐標(biāo)進(jìn)行通信。GPS 技術(shù)的費(fèi)用也較低，廣泛應(yīng)用于橋梁工程變形監(jiān)測(cè)以及平面監(jiān)測(cè)過程中。其次，GPS 技術(shù)在公路橋梁施工控制測(cè)量中需要的測(cè)量時(shí)間較短，在2min 之內(nèi)可以完成快速靜態(tài)定位。另外，GPS 技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)全天候的測(cè)量，打破時(shí)間和空間的限制，能夠在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間、任何的地域環(huán)境開展測(cè)繪工作。應(yīng)用GPS 技術(shù)可以提高選點(diǎn)工作的便捷性，不受山體等障礙物的限制，該技術(shù)的應(yīng)用也可以促進(jìn)工作的自動(dòng)化和智能化，功能十分強(qiáng)大，在各種環(huán)節(jié)和領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值。

3 GPS 在公路橋梁施工控制測(cè)量中的應(yīng)用

眾所周知，GPS 技術(shù)在公路橋梁施工控制測(cè)量的過程之中應(yīng)用較為廣泛，為了能夠?qū)ζ溆懈由钊氲牧私?，本文?duì)GPS 換算平面點(diǎn)位、GPS 技術(shù)在公路橋梁施工中測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)以及GPS-RTK 技術(shù)在測(cè)量放樣中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

3.1 利用GPS 換算平面點(diǎn)位

進(jìn)行公路橋梁施工時(shí)，如果受到通視條件限制時(shí)，往往會(huì)考慮使用GPS 技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，并且應(yīng)用GPS 技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的后期數(shù)據(jù)處理過程較為簡(jiǎn)便，不論以國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)還是某地區(qū)的坐標(biāo)系統(tǒng)為基準(zhǔn)，GPS 測(cè)量只需將坐標(biāo)系統(tǒng)換算參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確，并且僅一次計(jì)算即可。除此之外，GPS 技術(shù)的點(diǎn)位關(guān)系換算相對(duì)于全站儀等其他測(cè)試技術(shù)具有效率高、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，能夠減少資源浪費(fèi)。

3.2 GPS 技術(shù)在公路橋梁施工測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)中的應(yīng)用

GPS 技術(shù)在公路橋梁施工中一直應(yīng)用較為廣泛，在具體的應(yīng)用過程中，因?yàn)槭┕^(qū)域狹長(zhǎng)的特點(diǎn)導(dǎo)致測(cè)量控制網(wǎng)往往呈帶狀分布，這樣會(huì)增加橫向測(cè)量誤差，為了減少測(cè)量誤差，需要使用GPS 控制網(wǎng)，布設(shè)至少3 個(gè)均勻分布的高等級(jí)控制點(diǎn)，如果道路較長(zhǎng)，則需要加密布置聯(lián)測(cè)點(diǎn)。除此之外，布設(shè)GPS 控制網(wǎng)時(shí)，必須綜合考慮布設(shè)目的、精度要求、衛(wèi)星數(shù)量等內(nèi)容，從而保證測(cè)量精度。

3.3 GPS-RTK 技術(shù)在測(cè)量放樣中的應(yīng)用

GPS-RTK 技術(shù)是一種新的GPS 測(cè)量方法，主要基于載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分法進(jìn)行分析，在GPS 測(cè)量技術(shù)中有著十分重要的應(yīng)用，并且具有里程碑式的意義。在施工控制測(cè)量技術(shù)相對(duì)比較成熟的前提下，GPS-RTK 技術(shù)對(duì)測(cè)量條件的要求不高，將工程設(shè)計(jì)方案的數(shù)據(jù)信息上傳到相關(guān)軟件系統(tǒng)中，可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接GPS 控制器，從而可以上傳放樣數(shù)據(jù)。通過對(duì)GPS 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的計(jì)算，可以應(yīng)用GPS-RTK 技術(shù)進(jìn)行測(cè)量放樣，直接、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地獲取厘米級(jí)的測(cè)量精度，可以提高測(cè)量效率，縮短測(cè)量時(shí)間，將平面與高程的誤差控制在5cm 之內(nèi)[2]。

4 GPS 技術(shù)測(cè)量的優(yōu)越性

GPS 技術(shù)也可以全天候地對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)量，有效避免地質(zhì)條件、氣象條件等不良因素對(duì)測(cè)量造成的影響和干擾，GPS 在公路橋梁施工控制中的應(yīng)用還可以加快施工進(jìn)度，做好施工過程中的環(huán)境保護(hù)，提高整體施工的生態(tài)效益和環(huán)境效益。GPS 技術(shù)在橋梁施工控制中的應(yīng)用還可以提高整體的測(cè)量精度，結(jié)合工程階段的測(cè)量工作保證GPS 測(cè)量的持續(xù)性，保證測(cè)量結(jié)果和測(cè)量效率。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，GPS 技術(shù)在公路橋梁施工控制測(cè)量中的有效應(yīng)用可以為公路橋梁的建設(shè)提供有效的數(shù)據(jù)支持，對(duì)未來公路橋梁的建設(shè)創(chuàng)造良好的技術(shù)條件。在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上加強(qiáng)GPS 技術(shù)在公路橋梁施工控制測(cè)量中的應(yīng)用，可以促進(jìn)GPS技術(shù)獲得更好的進(jìn)步和研發(fā)，使其在工程施工中發(fā)揮更大的作用，促進(jìn)我國(guó)公路橋梁施工項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展。