贾军伟
中铁二十二局集团第二工程有限公司 北京市石景山区 100041
摘要：GPS系统是我国目前工程项目中导航最多的系统，它能为用户提供空间、时间和地理信息，具有较高的精度和精度，能够有效地解决目前工程建设测量过程中测量技术的不足，提高数据的精度。GPS技术具有适用性和通用性的特点，包括地面监测系统和空间卫星系统，可以对数据进行系统的采集和分析。因此，有必要加强GPS技术在公路桥梁施工控制测量中的应用。
关键词：GPS；公路桥梁；施工控制测量；应用
随着科学技术的不断发展，应用于公路桥梁建设的技术越来越先进，有效地提高了公路桥梁建设的效率和质量。控制测量是公路建设的重要环节。提高控制测量的质量对提高公路桥梁建设质量具有重要作用。GPS技术具有定位精度高、观测时间短、测量方法简单等特点。GPS技术在公路桥梁建设中的应用，可以有效地提高公路施工控制测量的质量和效率。特别是在大型、长距离的公路桥梁建设项目中，与传统的测量技术相比，GPS技术更适合于公路工程建设，可以有效保证公路桥梁建设中测量数据的准确性，显著提高了公路桥梁建设的效率和质量。
1GPS测绘技术原理分析
狭义层面的GPS测绘定位技术专指于静态绝对GPS定位技术,也是GPS最常见的应用形式之一,所谓静态绝对定位技术主要是依赖于定位点(设备观测点)与通讯卫星之间的相对距离,以相对距离为前提,由于通讯卫星的实时坐标已知,根据二者之间的相对位置可以获取定位点的坐标值,以公路工程为例,若想获取定位点的三维坐标参数,必须保证定位点设备同时与4颗及以上的通讯卫星进行数据交换。以静态绝对GPS定位技术为例,当GPS处于定位点并保持静置状态时,静置的GPS设备能够先后接收多个卫星的通讯信息,在通讯条件良好且通讯卫星数量较多的前提下,能够获取充分多的观测值;通过工程实践研究发现,定位点坐标定位精度与观测值数量之间呈现显著的正相关关系,因此,较多数量的观测值能够获取精度更高的定位坐标值。由于观测点位固定,在观测实践中,缺乏必要的参照值,在GPS设备与卫星通讯的过程中,受到大气散射、卫星钟差等因素的干扰,容易产生观测误差,但因缺乏参照值,则无法通过同步观测的形式加以组合冲抵,产生的误差仅能够通过后续的观测模型校正予以纠正,综上,静态绝对GPS定位技术的观测误差较大。
与静态绝对GPS定位技术相类似的另一种静态GPS定位技术为静态相对GPS定位技术,与静态绝对GPS定位技术相比,误差更小、精度更高是静态相对GPS定位技术的显著优势,静态相对定位技术同时选用若干套GPS信号接收设备,并将其分布在不同的定位点,保证若干GPS信号接收设备的相对位置保持恒定,且均可以接收到卫星信息,能够获取不同观测点在相同坐标系内的相对位置,单个GPS信号接收形式与静态绝对GPS定位技术基本一致,上述提及的系统误差可通过相关观测点位坐标的不同组合实现相对定位,从而抵消系统误差影响,极大地提高了单独点位的定位精度。
2GPS的技术特点
在公路桥梁施工控制测量中，GPS的应用具有显著的优势。首先，GPS技术的应用可以显著提高工程的整体测量精度和效率。平均精度可控制在500km范围内基准线上2cm以内，测量质量与测量距离关系不大。厘米级精度可通过后续沉降获得。同时，GPS技术成本低，应用灵活，无需设置专门的测量站和坐标进行通信。GPS技术在桥梁平面变形监测中应用广泛，成本低廉。其次，GPS技术在公路桥梁施工控制测量中需要较短的测量时间，可以在2分钟内完成快速静态定位。此外，GPS技术还可以实现全天候测量，打破时间和空间的限制，可以在任何地点、任何时间、任何地理环境下开展测绘工作。GPS技术的应用可以提高选址的便利性，不受山岭等障碍物的限制。GPS技术的应用还可以促进工作的自动化和智能化，具有非常强大的功能，在各个环节和领域都具有重要的应用价值。
3GPS在公路桥梁施工控制测量中的应用
3.1利用GPS换算平面点位
进行公路桥梁施工时，如果受到通视条件限制时，往往会考虑使用GPS技术进行测量，并且应用GPS技术进行测量的后期数据处理过程较为简便，不论以国家坐标系统还是某地区的坐标系统为基准，GPS测量只需将坐标系统换算参数计算准确，并且仅一次计算即可。除此之外，GPS技术的点位关系换算相对于全站仪等其他测试技术具有效率高、操作简单等特点，能够减少资源浪费。
3.2高程测量应用
GPS测量主要以WGS-84坐标系当中的位势高度为基础,将大地水准面作为基准面来测量高程,因此两者之间,通常会存在一定的高程异常现象。为获得正常高程,就需要使用GPS测量一定的数量。在计算中要确定相应的点的高程,以实现对目标高程的有效测量。通过RTK技术可以保证参考点高程的高精度,这样流动站所测得的高程误差通常会小于5cm,且完全能够满足公路建设中地形测绘以及中桩测绘的需要。采用这一测量技术,可有效提升公路建设的工作效率,保障公路建设的经济效益与社会效益,对公路工程建设的发展有着很大的推动作用。
3.3公路地形测量
地形测量作为公路工程设计、图纸编制的重要内容。要根据公路建设标准以及测量精度确定比例尺。传统地形测量中多数都是采用大平板仪测图、经纬仪测记法测图。要求工作人员提前布设控制网,对高等控制点进行加密,进而勘测得出地物位置、地貌情况,最后绘图编制。传统方法要在野外长期工作,测量精度无法保证,还有可能对公路周边环境带来影响,业内工作十分繁琐,操作较为复杂。
GPS定位技术能够根据接收器自动计算生成测量控制点坐标,实现高效率高精度作业。高精度GPS定位技术通常设定几个基准控制点,即可得到地物点信息。同时,GPS定位由于是空中测量,因此不需要地物间测量通视。工作人员测量中,只需要手持移动接收器在碎部点等待几秒钟得出定位信息,输入地形地貌特征编码即可完成该点测绘。在完成一个区域地形测量之后,将所得出的数据信息传递到计算机控制中心中,绘图软件会自动根据所采集的信息完成图形编绘,地形测量效率大大提升。
3.4GPS技术在公路桥梁施工测量控制网布设中的应用
GPS技术在公路桥梁建设中得到了广泛的应用。在具体应用过程中，由于施工区域窄、长，测量控制网往往呈带状分布，会增加水平测量误差。为了减小测量误差，需要利用GPS控制网布置至少三个均匀分布的高层控制点。如果道路较长，需加密设置联合测点。另外，在建立GPS控制网时，必须综合考虑布设目的、精度要求、卫星数量等内容，确保测量精度。
3.5GPS自动化测绘技术在等级公路中线放样中的应用
通常情况下,GPS测绘设备具备一定的记忆和存储功能,为了提高GPS在路线放样中的应用普及程度和使用效率,建议推广应用GPS自动化测绘技术,实现公路中线的自动化放样,GPS设备内置计算程序,提前输入线路几何参数,通过设备自动计算中线上的任意点位坐标。此外,还能够实现人性化的数据处理功能,通过输入精度、误差等指标的期望值,能够满足不同桩点数量条件下的数据自动处理。GPS路线放样技术不受地形和通视距离的影响,放样精度高,放样效率能够得到保证,避免了因放样阶段延长引起的后续施工环节延误。
结论
公路建设控制测量中可以采用多种测量方式,不同的测量方式有不同的应用范围,因此,在应用过程中需要充分考虑不同测量方式的局限性,以提升测量效果。与大多数测量方式相比,GPS技术在公路建设控制测量中有更大的应用优势,可有效提升公路建设控制测量效率与质量。GPS技术在应用过程中也需要注意一些应用的关键要点,以更好地发挥GPS技术的优点,保证测量结果的准确有效,进而推动公路建设质量的进一步提升。
参考文献：
[1]广俊.GPS在公路工程控制测量中的应用[J].中国科技投资,2017(20):41.
[2]李发珍.公路工程控制测量中GPS的应用分析[J].长春师范大学学报,2017(6):94-96.
[3]张建锋.浅析GPS在公路工程控制测量中的应用[J].建筑工程技术与设计,2018(10):2395.