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浅谈GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用雷忠全

发表时间：2020/10/23 来源：《基层建设》2020年第19期作者：雷忠全

[导读] 摘要：伴随我国先进技术的不断涌现，许多新型化的技术被普遍地运用到了工程测绘环节之中，推动了项目工程的迅速发展。

        广西瑞丰建设工程有限责任公司广西南宁 530012
        摘要：伴随我国先进技术的不断涌现，许多新型化的技术被普遍地运用到了工程测绘环节之中，推动了项目工程的迅速发展。GPS测绘技术属于工程测绘技术之中较为关键的部分，其不单单涉及到项目测绘技术的长远性发展，同时也对工程项目的迅速发展产生了突出性的效用。在道路桥梁工程测绘期间，GPS测绘技术被普遍地运用，可以帮助提升测绘数据的精准程度，相对于过往的测绘技术，GPS测绘技术获得了明显地提高，发展的前景可观。
        关键词：GPS技术、道路桥梁、工程测量、应用
        一．GPS相关技术的工作原理
        GPS对位置的描述非常精确，之所以能准确确定具体位置，就是采用了距离交会法进行的。要想实现远距离定位，则需要有一个地面的接收装置，确保待测物象能够稳定接收GPS所传输出来的信号，一般情况下，是在被测地安放GPS信号接收器，通过接收器收集信号源。GPS卫星能够持续不断发射定位信息，所以，接收器就能够随时随地的对发送出来的信息进行接收，保证了及时定位。为了支撑GPS技术，需要同时使用三颗定位卫星发送的信号才能完成，这样就可以借助相关处理程序最终确定该时间段内物象的具体位置，GPS接收器与接受GPS卫星之间的距离分别是ANS、BNS、CNS，这样就能够快速计算，得到互相之间距离的大小，被接收卫星相对于地球位置也需告知GPS接收器，实际上是向GPS接收器传送了一个立体的三维坐标，这个主要与接收卫星星历有直接关联。地面固定坐标系统和空间固定坐标系统是GPS测绘中最多见的两种坐标格式，不同的坐标有不同的用途，在实际应用过程中，需要区别对待，发挥出两个坐标的功能，所以说，两种坐标系统在使用的时候，是不能混用在一起的，根据地面实测物象的情况，合理选择使用两种坐标格式，确保坐标相互转化，全面确定物象位置情况，大大提升了测量数据的质量，保证了最终的结果更加精确。
        二．GPS技术应用到现代桥梁测量中的优势
        1.GPS技术可以节省人力物力
        在传统的工程测量工作中，一个小工程至少需要2~5人进行完成，而且在大型的测量实景中甚至需要更多人来完成，这就导致在工作中需要消耗大量的人力物力来进行测量数据的工作，带来不必要的消耗，但是在GPS测量技术中，只需要利用卫星定位系统，以及在固定位置放置数据接收器就可以接收到准确的数据三维信息，利用GPS测量系统能够更加准确，高效的获得科学准确的测量数据，这项技术在工程测量中的应用不仅可以减少人员的损耗，还可以提高工作效率以以及提高数据的准确性和精准性，从而促进测量工程的进一步开展。
        2.GPS测量技术操作简单
        在进行GPS测量工作时，测绘人员只需要将GPS的观测器放置与固定位置，并且在一旁监视仪器的工作状态即可，不需要复杂的操作过程，利用简单的操作步骤进行工程测量提高工程开展效率，GPS测量技术中尤其动态定位，观测时间通常只需要短短几秒钟，大大提高了工作效率，节省了人力物力的损耗，操作起来十分简便，可以减轻测量工作的劳动强度，而且GPS技术可以全天候的进行工作，在任何时间任何地点都可以进行准确的测绘工作，扩大了工作范围，极大的提升了工作效率。
        3.GPS技术应用到工程测量中工作效率高
        GPS技术对测量的数据具有存储功能，通过计算机连接和绘图软件可以直接将测量的数据结构生成平面图和断面图，从而大大减小了绘图的工作量，提高了工作效率。实践表明，GPS应用在道桥工程测量中可大大提高工作效率，简化传统的测量程序，从而大大的缩短了测量时间。利用GPS控制网进行选点其灵活度高，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，利用GPS技术其优越性更加明显。

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        三．GPS技术在道路桥梁工程中的应用
        1.GPS静态定位技术
        GPS静态定位技术主要是使用2台卫星接收器来接收卫星信号，将收到的信号利用计算机进行处理。将该项技术应用到道路桥梁工程测量中，能够大大提升测量的准确度与可靠性。相比传统的测量方法，GPS静态定位技术受到的外部影响较少，并且测量所花费的时间也较少，这对桥梁工程而言，能够大大降低测量所花费的成本，避免测量过程中因为测量手段不佳造成的资源浪费情况。
        2.GPS实时动态差分定位测量
        GPS实时动态定位是一种非常精确的测量方式，测量的原理是将GPS信号接受器放置在桥梁中已知的位置上，然后对接收到的信号进行测量与分析，得出桥梁施工区域的动态参数。在桥梁的具体施工过程中，采取GPS动态定位与传统测量相结合的方法，能够解决传统测量中对大跨度桥梁测量不准确的情况，利用GPS技术得出精确的信息。并且，动态定位测量的方式还可以对桥梁建设所在地的水下地形进行测量，最大程度的实现测量的精准化、自动化与数字化。
        3.GPS高程拟合计算
        对于GPS高程拟合计算，主要是指通过GPS定位系统，对各个空间点的高差进行准确计算和分析，然后利用平差，将GPS空间点的大地高度测量出来，随后对各空间点高程的差异值进行计算，既而通过相关计算公式对各空间点的正常高度进行计算。但是现阶段，由于各个空间点的大地高度和高程异常值法难以获取，所以很难保证GPS高程测量获取的测量数据，控制点精准度，在道路桥梁工程测量中发挥的作用较为显著。现阶段，水准点已经得知，测量数据通过曲面拟合解析内插方式，对各个空间点的高程度进行计算，结合相关实验可以了解到，如果道路桥梁建设的地势较为平坦，可以对GPS高程拟合计算进行运用，确保良好的实施成效。在道路桥梁建设初期阶段中，GPS高程拟合计算方法获得了广泛的应用，但是由于GPS高程度测量的理论和方法较不深入，所以高程精度测量的研究有待提升。
        4.GPS变形监测技术
        变形监测技术主要应用于监测大桥、高层建筑等建筑物及构筑物的地基沉降、位移及其整体的倾斜状况等。变形监测工作的特点是被监测建筑物的尺寸比较大，监测环境复杂且对监测技术的要求比较高。传统常规的监测技术是应用水准测量的方法，监测地基的沉降情况。传统技术是应用小角度测量方法。投点法及视准线法监测地基的沉降位移和及整体的倾斜状况。当今GPS技术也可应用在变形监测领域，通常我们通过建立高兴度的GPS监测网，得到毫米级季度的嘴对平面位移与相对竖直监测数据，然后通过利用全站仪进行监测对比。实践表明GPS技术可以完全取代高精度的边交网控制测量，且精度相对较高。因此利用GPS控制网更加方便快捷。
        5.GPS工程控制网技术
        道路工程控制网是道路工程建设、管理和维护的基础，其精度要求与道路工程项目的性质及规模关系密切。常规的方法多采用边角控制网进行布设。而利用GPS定位的方法建立道路工程控制网，具有点位选择限制少，作业时问短，工程费用低及成果精度高等特点。且GPS定位方法可用于建立道路工程首级控制网，及变形监测控制网、工程勘探、道路施工控制网及隧道等地下工程控制网的布设等等。为保证工程的精度GPS定位方法通常采用载波相位静态差分技术。
        结语：
        综上所述，从目前发展形势来看，GPS测绘技术已经在许多的行业领域中发挥了非常重要的作用。因此在实际应用的过程中要提升GPS技术水平，不断地对GPS技术进行改进，确保道路桥梁工程测量工作质量的全面提升。道路桥梁工程测量中应用GPS技术进行测量时，无论是对于工程进度还是工程质量都具有极为重要的意义。尤其是其在高程测量中的准确性、可靠性，更能提升工程测量效率，减少了测量误差源。
        参考文献：
        [1]石显祥关于工程测绘中GPS测绘技术的应用探析[J].江西建材2015（10）：239
        [2]李荡浅谈现代测绘技术在道路桥梁工程中的应用[J].价值工程2018（24）：252-253