桥梁测绘过程中GPS技术的应用分析

发表时间:2021/6/17   来源:《科学与技术》2021年第29卷6期   作者:胡兴
[导读] 在社会经济、科技高速发展背景下,公路桥梁跨度、桥墩高度也随之不断提升,面对的施工条件也越来越复杂
        胡兴
        江苏镇江路桥工程有限公司 212000

        摘要:在社会经济、科技高速发展背景下,公路桥梁跨度、桥墩高度也随之不断提升,面对的施工条件也越来越复杂,在精度、架设速度上也提出了新的要求,因此,对工程测量技术与测绘技术的应用也提出了新的要求,桥梁工程规模大、耗时长,采用常规的测量手段无法较好地进行桥梁测绘工作,因而必须采用GPS技术进行桥梁测绘作业,解决常规水准测量无法解决的施工测量难题,确保桥梁工程的顺利开展。

        关键词:公路桥梁;测绘;GPS技术;应用

1.GPS测绘技术的应用特点
        1.1提升工程测绘的测量速度
        随着科技和信息技术的不断进步,促使GPS测绘技术也不断发展、不断更新和不断完善,与此同时,其相应的软件水平也得到不断地提升,一般而言,以往的测绘技术完成测量工作耗时比较长久,同时需要投入大量的人力和物力。但是自从在工程测绘领域应用了GPS技术后,技术人员十几分钟甚至几分钟就可以高效地完成测量任务。例如,进行静态测量定位时,对于二十千米之内的极限测量,GPS技术只需要短短的十几分钟,一般在十五分钟到二十分钟就能够很快完成。再例如,在进行动态测量的过程中,相关测量部门只需要短短几分钟时间就能够快速启动完成数字化,进而完成测量定位工作。因此,为了节省时间,提高效率,有一部分测绘工程开始采用GPS技术,通过采用该技术,可以在其内部构建起一个既能监控各个细微环节又能进行全面监控的网络,进而有效地提高了测绘的效率。
        1.2操作便捷简单
        随着科技与信息技术的不断发展和不断进步,GPS接收机也在逐步改进与完善,并且其自动化的程度越来越高,为技术人员的操作带来了极大的便利。在具体测量时,只需要在测量的范围内,安装好仪器,接通电缆,然后对相关数据进行记录,就能够使GPS完成其测量的工作。测量完毕,相关工作人员只要关闭电源,收好仪器设备,就能够顺利完成数据的采集。
        1.3节省人力物力
        能够为桥梁测绘部门节省大量的财力、物力和人力。相较于传统的测绘技术,全球定位系统测量效率更高、测量结果的精度也更高。在桥梁测绘作业中,在复杂地形的情况下,传统的测量技术缺乏一定的抗干扰性,并且测量得出的可靠性也比较差。而采用GPS技术,仅仅需要进行单个操作站的设置就能够实现对1500m范围内的地区进行测量作业,有效地减少了监测站的数量和测绘人员的数量;
        1.4降低误差
        采用GPS测绘技术实现了观测、处理高度自动化,高度自动化能够有效地减少人为测量的误差,提高测量结果的精度。采用传统的测量技术很容易导致测量误差的出现,测量误差的出现就必然会引起桥梁工程大返工,而GPS测绘技术能够有效解决这一问题,可以通过建立3~4人为1个单位的流动站,每一个放样点仅仅需要停留0.5s就能够完成中线测量的5~10km。

2.GPS技术在桥梁测绘工程中的应用
        2.1选择和检验GPS仪器
        不同型号的GPS仪器,其精度和性能水平具有差异性。目前可供桥梁测绘的GPS仪器,有五种级别:一是AA级别,属于双频/全波长,观测量至少为L1、L2,同步观测接收机数量≥5;二是A级别,属于双频/全波长,观测量至少为L1、L2,同步观测接收机数量≥4;三是B级别,属于双频,观测量至少为L1、L2,同步观测接收机数量≥4;四是C级别,属于双频或单频,观测量至少为L1,同步观测接收机数量≥3;五是D、E级,属于双频或单频,观测量至少为L1,同步观测接收机数量≥2。在选择合适的GPS仪器之后,需要检验仪器的性能和可靠性,主要有一般检视、通电检验、试测检验几种方式,其中一般检视,主要检查GPS仪器型号是否准确、配件是否齐全、部件是否松动等;通电检验,主要检查仪器信号灯、按键、显示系统等是否正常;试验检验,主要检查接收机内噪声水平、天线相位中心稳定、接收机不同侧程精度指标。


        2.2桥梁变形监测的应用
        ①垂直位移监测
        现阶段在进行桥梁垂直位移监测时普遍用到的方法是精密水准测量、静力水准测量、三角高程测量以及GPS测量。
        ②精密水准测量
        精密水准测量与其他测量方法相比,具有测量精度高、数据可靠的优势,但是存在劳动强度大的缺陷,在试剂观测的过程中局限性比较大。
        ③静力水准测量
        静力水准测量时利用连通器测量出两点之间的相对变形量的方法。这种方法具有精度高、速度快的特点,在桥梁工程测量中应用比较普遍。但是在测量存在较大高差的两点时,不适合采用此种方法,并且静力水准测量只能测量到两点之间的相对变量,具有一定的局限性。
        ④三角高程测量
        电磁波测距技术的发展大大提高了三角高程测量的精准度,使测量精度可以到二等水准测量精度标准,对于桥梁的变形测量更加适用。在采用三角高程测量实施高精度或者是特殊高程测量时,要进行详细地设计和论证。三角高程测量在进行较远距离测量时,其测量的精度会相应降低。
        ⑤GPS高程测量
        运用GPS高程测量时的精准度要略丢平面测量的精准度。在进行桥梁监测时通常采用静态模式测量,获取的观测结果能达到士10mm。然而动态模式测量与之相比,其测量精度比较低,一般只能达到35mm左右。现阶段,GPS高程测量手段在进行桥梁变形监测中发挥了重要的作用,并取得了一定的成绩,积累了丰富的经验。
        ⑥桥梁水平位移的监测
        在进行桥梁水平位移监测时,要根据具体的情况选择不同的观测方法,应充分考虑到桥梁线型的不同等因素,合理选择监测方法。一般情况下,在进行直线型桥梁监测时会采用测角法和基准线法。在实施曲线形桥梁监测工程时,往往会选择导线法、交会法以及GPS测量法。
        2.3测绘控制网的应用
        测绘控制网作为桥梁工程施工过程中的基础工作之一,桥梁测绘工作的质量会受到测绘控制网的准确性的影响。在测绘控制网中,我们通常把对精准度要求比较高的称为一级控制网,一级控制网是测绘的参照点。因此,这种高精度控制网的坐标位置不可以有任何偏差。在传统的测绘控制网构建中,通常采用边角法,也就是利用测绘仪器来控制导线,进而确定各个坐标位置,最后构成绘制控制网。但这种方法比较适用于小范围的测绘工作,如果把它运用到大规模的测绘工作中,在测绘仪器控制导线过程中就会容易出现偏差,导致坐标位置不准确,使最终构成的测绘控制网达不到标准,使其应用能力降低。但是科学合理地运用GPS技术在很大程度上可以弥补边角法的缺陷。因为GPS技术通常具备载波相位静态差分技术,而这种技术可以将精度精确至毫米,其精准度极高,使之成为具有超高科学含量的测绘技术之一。利用GPS技术可以精准的定位坐标点,然后在此基础上测绘实施控制网构建工作,可以有效提升测绘控制网的精准能力。因此,将GPS技术科学地运用到测绘控制网构建中,不仅可以弥补传统方法的缺陷,还可以提高测绘控制网的应用性。

结 语:
        综上所述,GPS精密定位技术具有全天候、高精度、实时性等多种优势,已在我国桥梁测绘工作中得到广泛的应用,并且取得了非常好的测绘效果,充分地证明了GPS定位技术的测量优越性。今后,随着科技的不断发展,GPS技术也将会得到进一步的发展,其应用范围也会更加广泛,取得的测量结果也会更加精确,将为我国经济建设、国防建设的发展和科学技术的进步发挥更大的作用。

参考文献:
[1]孟祥妹,赵振东.GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用[J].科技创新与应用,2014,4(6):239.
[2]李海燕.桥梁测绘过程中GPS技术的应用分析[J].科技创新与应用,2015(08):99-100.
[3]熊伟.探讨GPS技术在桥梁测绘工程方面的应用[J].城市地理,2016(07):132-133.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: