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道路桥梁工程测量中GPS技术的应用黄贺

发表时间：2020/9/25 来源：《基层建设》2020年第17期作者：黄贺

[导读] 摘要：随着经济的发展和社会的进步，GPS技术集成了互联网技术、GSM技术（全球数字化移动通讯技术）以及GIS技术（地理信息管理技术）的优势，不仅可以对道路桥梁施工过程实施监控，而且能辅助道桥工程设计师布设测量网，监控道路桥梁混凝土内部结构是否存在缺陷。

        中国建筑第八工程局有限公司华北分公司天津市 300450
        摘要：随着经济的发展和社会的进步，GPS技术集成了互联网技术、GSM技术（全球数字化移动通讯技术）以及GIS技术（地理信息管理技术）的优势，不仅可以对道路桥梁施工过程实施监控，而且能辅助道桥工程设计师布设测量网，监控道路桥梁混凝土内部结构是否存在缺陷。文章将系统论述了GPS技术在道路桥梁工程测量中精心布置测量网，路桥工程测量中的GPS技术应用的方案介绍。
        关键词：道路桥梁；工程测量；GPS技术；应用
        引言
        随着时代的进步与现代定位系统的完善，建筑领域在国家经济发展的作用下迎来了迅速发展的契机，而工程测量是其中最关键的基本工作，怎样在工程测量中合理使用GPS技术，是工程建筑者需要深入思考的问题。其中，GPS是一种具备定位功能的新型科技，受到了广泛关注，在工程测量方面GPS技术的使用可以明显提高测量的精准度与稳定性，而且针对测量行业的发展有一定的推动意义。此外，精确的测量工作可以为工程建设带来重要的信息支撑。
        1GPS技术的基本定义
        GPS技术是全球定位系统的简称，该技术主要是运用卫星设备进行定位。目前，GPS技术用于定位的支撑卫星不只一颗，通常是三到六颗。这些卫星均位于同步轨道，通常在地球赤道上方35900km的位置，操作频率是4000MHz，地面向卫星上传输为6000MHz。而且，这些卫星的分布基本都会遵循轨道规律，通常是在不同平面轨道上运行，从而全方位监测不同的定点。如果某一GPS技术系统有6颗卫星，其中，就有3颗卫星用于接收信号，另外3颗用来定位。对于道路桥梁工程测量工作来讲，应用GPS技术有两大优势。①GPS技术有良好的适用性，能够针对道桥工程的具体施工模块准确测量并获取相关数据，辅助工程管理人员构建完善的控制网，准确定位工程实施区域和细节，提高施工自动化水平。即使施工环境异常复杂，也能够穿透重重障碍，做好测量工作，并将测量误差控制到最低。而且，GPS技术不会受到外在天气的干扰，无论遇到暴风、阴霾或者雨雪天气，依然能够准确测量重要数据，判断工程质量是否符合标准要求。无论在白天还是夜晚，GPS技术都不会因为时间、空间、光线和能见度的变化而影响测量结果。②测量效率极高。在施工初期，道桥工程师能够借助GPS技术对施工环境、地质结构、水文条件进行全面测量，从而设计精确的施工图纸，绘制完善的施工模型，处理好细节问题。当代GPS技术与计算机网络技术结合紧密，因而，测量效率极高，能够迅速获取数据，并通过程序进行翻译，加工并生成最详细的数据信息，节省更多施工成本。
        2道路桥梁工程测量中GPS技术的应用
        2.1测定作业水准点
        工程测量过程，通常设计单位均是采用传统的测量办法，没有通过实地勘察与科学计量。在操作区域内，在0.1-0.5km范围内设置水准点，造成实际测绘的水准距离很长，不能保障其精度，制约施工工作的开展。针对GPS技术的应用，在测量过程借助GPS接收机，接收卫星传送的信息，并测定临时水准点，确保在工程测量过程可以对其加以协调，还可以提升工程测量的稳定性。GPS技术用于大型公路项目测量中，能够经过对卫星图片的分析与调查，仔细探究路基高度，然后按照工程地段的具体发展状况，基于200m的路段设立水准点。
        2.2GPS技术在公路桥梁施工中的平面测量
        公路桥梁的施工环境通常都比较恶劣，许多地形都是很厚的软土层等，这些都给施工带来了一定的难度，在施工的平面测量时就要保证测量数据的精准系数非常高。这时运用GPS技术来进行平面测量，就可以先在GPS施工控制网络中对于整体的地形进行分析，找出其中高低不同的分布点，迅速筛选出较高的点位，并且对于各个位置的施工情况进行监控和测量，得出详细的观测数据再进行测算，根据测算结果与设计图进行核对，检查是否存在问题。
        2.3测绘控制网
        测绘控制网是工程施工的一项基础内容，测绘数据的准确性将会直接影响工程最终质量。精度要求较高的控制网被称为一级控制网，而一级控制网就是工程测绘工作的参照点，定位数据要求很高。

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对于一级测绘网的构建，过去主要使用边角法，即使用测绘仪器对三角网或导线进行控制，然后确认坐标位置，构建出综合性的测绘控制网。这种方式只适用于小范围测绘，无法应用于大范围测绘工程中，原因是其容易产生偏差，数据精度无法满足技术要求。此时可以利用GPS技术，对边角法进行补充。GPS技术能够实现对点的精确控制，提高整个测绘网的精确度，进一步解决传统测量方法存在的问题，增强控制网的实用性和精确性。
        2.4应用GPS技术进行横纵断面测量
        在道路工程及桥梁工程的施工过程中，施工单位还可以应用GPS技术来进行线路横纵断面的测量。测量人员在实际测量时应首先利用GPS技术来准确测放道路中线位置，然后就可以通过GPS的动态定位技术结合绘图软件等来结合中线桩点坐标，进行所有桩点纵向断面和路线横断面的测绘了。与传统测量技术相比，利用GPS测量技术测量道路、桥梁的横纵断面能够提高数据采集的时效性、全面性和准确性，并且极大的减轻了测量人员外业测量工作的强度，减少了人为因素对测量结果的影响，还有效降低了测量成本，因此在道路、桥梁工程施工中得到了越来越广泛的应用。
        2.5地形测图阶段的应用
        因为RTK技术具备更高的测量精度，所以，RTK技术同样能够应用到地形测图、地籍与控制测量等相关测量方面。地形测图主要由全站仪对地物碎部点与地形做出有效采集，通过测图软件进行制图。具体标准主要为测站点同地物与地貌碎部点之间需要保持通视，且需2-3人共同完成操作。通过应用RTK技术，测图过程中，一名人员事先位于基准站架设仪器，另一名人员携带仪器至各碎部点进行立杆，同时将特征编码记录数据输入至电子手薄，取3s当作记录单元。信息数据记录阶段，要求测量人员立点应保证精准，保持中杆稳定，并绘制草图，便于内业整图加以参考。定位精度充分满足标准时，对区域范围地形以及地物点位进行测量时，测量完成需将信息数据传输至电脑，通过专业绘图软件完成地形图的绘制工作。
        2.6动态GPS系统相对定位
        GPS系统按照某一参照事物的加速度、速度、部位、时间等参数，及时测绘运动物体数据，GPS实时动态定位测绘原理是指把GPS接收器安置于移动物体上，实时测绘GPS信息接收器天线部位。相较于静态GPS系统相对定位，其借助固定某个接收机为参考物，其余的接收机处于运动状态，而其是流动站。对两站间的信号间距展开计量，可以把握每个流动站的坐标和位移，目前通常通过即时和滞后两种办法处理GPS动态测绘获得的差分信息。就即时处理信息而言，使获得测绘数据后由基准站传送到流动站，在比较处理后形成信息链，实时传输测绘信息。就滞后处理信息而言，获得测绘信息后无需及时传送，一般是后续处理信息。目前在国外发达国家道路测量项目中，动态GPS相对定位方法使用较多，也获得了显著成果。但是，我国在该方面尚不完善，继续进一步完善和改进。
        3GPS技术在工程测量中的发展前景
        信息技术改变了人们的生产方式和生活方式，广泛应用于诸多行业，激发了市场活力和需求，各行业既迎来发展机遇，又面临巨大的挑战，路桥工程即使如此。随着社会需求的增加，我国路桥建设迅速推进。要想满足社会需求，同时保证工程施工质量和效率，企业就必须进行技术革新，而GPS技术的开发与应用为路桥测量指明了新的发展方向。传统工程测量技术精确度低，适用性差，易受外界环境影响。与传统工程测量技术相比，GPS技术具有明显的优势，可以全方位进行数据采集，不受空间与时间的影响，适应性强。
        结语
        随着我国经济的快速发展，建设了大量的公路和桥梁，随着这些工程的等级越来越高，对于公路桥梁的全面勘测、设计、施工及管理都提出了越来越高的要求。施工测量作为工程测量中的一项分支，其相应的技术方法也随着科技的发展在不断改进中，GPS技术在其中也发挥出重要的作用，其测量内容广泛、测量精度高的特点让桥梁工程技术有了跨越性的发展，随着现代路桥建设的发展，GPS技术的重要性也将会越来越突出。
        参考文献：
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        [2]陈国琛，孙世成.铁路桥梁薄壁空心高墩施工技术[J].科学与财富场，2011（7）：351-352.
        [3]陈振伟.GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用分析[J].黑龙江科技信息，2016（7）：271.