张婷婷 袁绍庆

摘 要：随着GPS定位技术的快速发展， 它也为高速公路和桥梁控制测量提供了更先进、更有效的测量手段。目前的GPS相对定位测量技术可以应用于桥梁控制测量工作的高度， 不仅能极大地促进GPS技术过程的发展， 同时对公路桥梁建设和控制措施的发展具有重要意义。本文根据笔者工作实践，对进行了分析和探讨。

关键词：GPS；路桥工程；测量；应用；趋势

1 引言

近年来， 路桥工程施工技术以及测量的方法已经越来越高级， 而且在建造路桥的地点的地理位置非常复杂， 测量数据也需要非常精准， 因此传统的测量技术和定位技术已经基本不能满足路桥建设的需求。而GPS定位的发展为路桥工程测量提供了更加精准高效的测量方式。

2 在路桥工程测量中GPS表现出的特点

目前GPS卫星定位系统能够覆盖地球， 地球上任意一处位置、任意一个时间段都能同时观测到至少四颗卫星， 如此看来， GPS的定位系统就不会受到时间地点的限制而且在定位和定时的服务中也是非常精准的。

GPS定位服务系统不会受到气候的制约， 因此， 即使环境非常恶劣GPS也能高效准确的完成它的定位服务任务。

而实时定位这个功能主要用于需要导航业务的用户， 因此使用GPS定位会比使用子午卫星定位更加高效， 因为子午卫星定位需要等待一段时间才可以， 但是GPS实时定位这个功能可是随时过去结果， 与子午线定位系统相比具有实时性。

通常， 点对点测量要通视才能正常进行， 但是GPS在点对点测试时不用通视， 只要这两个点能够收到信号就能进行定位， 节省时间， 简单也易操作， 而且准确度很高。因为GPS的优势在导航领域和测量领域地位都很高， 因此也带动了社会效益的发展， 因为它在导航和测量这一方面都比普通、传统的测量方法要快， 而精确度也会很高。

3 GPS技术在道路桥梁施工过程中的测量优势

GPS的控制网不仅对边长有着严格规定， 而且对网形也有限制。在专业的工程测量规范中已经明确指出， 在GPS三角网技术定位的三角形中， 内角一定要大于30°， 如果在测量的时候受到了地形的限制， 这个内角也一定要保证大于25°。不过在实际中， 在进行工程测量时会受到很大的地理环境的影响， 三角网的三角形内角角度根本达不到规范的要求， 这样就必须考虑使用GPS定位和测量的功能而不再使用以往常规的定位和测量的方法。现在已有的GPS定位系统已经具有全天等候以及直接的待定点的三维坐标这些优势， 这样它在路桥施工测量时也就能够发挥它自身的优势。2.2 GPS定位精度高。通用双频GPS接收机的基本分辨率5mm+1ppm， 精度为5mm±5ppm， 和GPS定位精度相当于红外精度。此外， GPS的操作不受环境和距离的限制， 非常适合地形复杂和局部关键工程领域。它已被证明， 相对定位精度可达12×10-6在基线小于50km上， 并且可以在100～500公里的基线达到10-6～10-7。

GPS定位技术可以实时提供三维坐标。在GPS测量中， 可以准确地确定观测站的地面高程， 观测站的平面位置是准确的。这种技术非常适用于线路、桥梁和隧道。可用于实时测量、中桩测量、点测量等。GPS接收器相对稳定， 可以在任何地方和所有天气下工作。在运行中测量方便， 有利于及时控制网络布局。GPS定位测量系统可自动记录数据、自动调整计算、跟踪和观测等， 全部由仪器自动完成。操作简单， 大大提高了工作质量和效果。

4 GPS技术在公路桥梁工程测量时的应用

4.1 利用GPS换算平面点位的关系

一般我们如果受到通视条件限制那么就是因为全站仪测量， 但是有时会因为一些人为因素产生计算错误。使用坐标转换系统GPS就能够直接确定点位坐标。GPS在测量施工时的参考标准为：不管是以一个国家坐标系统还是以一个地方独立坐标系统， GPS测量只要将坐标系统的换算参数计算好就可以， 而且只需要计算一次就可以为在整个的工期中进行服务。因此我们可以知道， GPS平面点位的关系换算与全站仪相比较工作效率更高， 一来可以节省时间， 二来对操作人员的要求也不是很高， 不需要特殊培训以及专业人才， 这就节省了大量人力投资的成本。

4.2 GPS中导线的测量

在施工过程中进行放样工作时， 如果想要用全站仪测量那么就需要好的通视效果， 要在施工过程中要提供GPS控制点之间的布设导线， 然后再把提供的布设导线进行导线测量和平差以后再进行放样工作。但是使用GPS测量只要提供一次控制点， 就能根据这次提供的控制点在WGS84左边系统进行转换参数得求解， 而且也不需要花费时间来布设导线， 但是得到的精准度却是相同的。在一般的导线测量工作中， 使用GPS可以节省布设导线的时间， 这样就很大程度的节约了成本。

4.3 桥位放样和断面的测量

在路桥测量工程中， 最关键的是精准运用GPS测量的桥段。因为我们知道， 一般GPS在累计测量功能的精准度这方面是很高的， 而且这个功能能够极大地满足道路桥梁施工时所要求的精准度。但是如果使用全站仪， 那么测量会受到上下角度的度数限制， 有时候会让一些放样工作变得更加繁复， 这样对比下来可以知道GPS的放样点位操作其实是更加简单方便的。那么我们在路桥施工的时候， 断面测量也十分重要。如果将全站仪测量技术使用到测量施工中的话， 在每一次测量结束后就需要再搬一次站点， 然后重新再定一次后视， 而GPS可以节省这些时间、人力。

4.4 高程控制测量

GPS的分布范围是非常广泛的， 而且可以使用GPS全方位的对一个地形进行测量， 而且它还可以在数据方面对这个地形的写偏差做出调整， 也就是根据地形改正的外部符合精度为±7mm， 曲面拟合法误差为±8mm， 所有的数值都必须在规定的范围之内。如果将GPS水准发高程与四等水准相比较， 最大的誤差为-36mm， 中误差为±9mm， 误差值为-2mm， 而这些数值GPS都达到了施工的精准度要求， 因此是可以在施工过程中使用的。

根据桥梁本身的特点， 桥梁施工控制网的范围一般较大。规模巨大， 海面辽阔， 潮汐影响， 中央航道没有控制点。如果传统方法不能保证结果的准确性， 就需要采用GPS定位技术的静态定位方法来测量桥梁控制网。这种测量方法是通过在每个移动站上对GPS接收机进行静态观测。在观测过程中， GPS接收机可以同时接收基站和卫星的同步观测数据， 对模糊度和用户站的三维坐标进行实时计算， 如果变化结果趋于稳定， 精度达到设计要求， 可以实时观察到目的地。一般应用于控制测量， 如控制网络加密；常规测量方法， 如全站仪的使用， 受客观因素的影响， 在自然条件下难以实现相对较差的地区， 如果采用RTK技术可以起到事半功倍的效果。

5 GPS在道路桥梁工程中的应用的趋势

静态的GPS定位技术伴随着我国线路勘测技术的发展在实际的施工过程中也得到了非常广泛的应用， 不仅从隧道外控制到特大桥梁施工过程的控制测量， 而且从首级的控制到一二级导线的控制等等都使用了静态GPS定位技术。如果我们想要用航空测量的定位来测量两个平面的位置、高度， 那么也就是就需要我们对每个对象都必须设4-6个控制点， 这样一来就会花费大量的物力财力；但是如果在这个作业当中我们采用GPS的航测成图的话， 就可以节省时间和金钱， 同时也可以利用GPS的三维空间坐标进行模型的建立。其次， RTK是实时载波相位测量的简称， 使用这种测量方式的优点是质量很高， 可以精确到厘米， 但是这个方法比较适用于采集野外的观测数据、横竖断面的测量等。如果将两者相结合， 那么我们就可以在各种环境中都可以测量， 这样也会很大程度上提高检测的质量和效率， 这也是是新的一代线路勘测系统发展趋势。

6 结语

综上所述， GPS在路桥测量中有很高的价值， 这相对于传统的测量技术更加精准， 耗时更短等优点， 为路桥的测量工作提供良好的技术支持。

参考文献：

[1] 刘业坤.基于工程实例的GPS控制测量思路研究[J].科技创新导报， 2010 （26）.