探析GPS技術(shù)在路橋測量中的應(yīng)用

張曙光

摘 要：在公路橋梁工程建設(shè)的傳統(tǒng)施工中，有些施工地段特別是無法進(jìn)行直接視野的施工地段，其地形是非常復(fù)雜的，無法進(jìn)行測量儀器的適當(dāng)安置，嚴(yán)重阻礙了公路橋梁工程建設(shè)施工的進(jìn)度和質(zhì)量，對其施工的順利進(jìn)行產(chǎn)生不良影響，為此，需要在公路橋梁工程建設(shè)施工過程中進(jìn)行GPS技術(shù)的應(yīng)用，通過此技術(shù)對施工地段進(jìn)行精準(zhǔn)的測量與定位，以便確保公路橋梁工程的完整性，對傳統(tǒng)施工過程存在的問題進(jìn)行有效的解決，促進(jìn)我國公路橋梁施工技術(shù)及其施工發(fā)展的不斷提高與進(jìn)步。為此，該文將對GPS技術(shù)在公路橋梁測量中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析，希望能夠為相關(guān)人員提供一些參考與建議。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù) 路橋測量 應(yīng)用研究

中圖分類號：U446 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（a）-0060-01

20世紀(jì)40年代興起的科技革命的核心內(nèi)容是以全新的信息技術(shù)為主，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對人類生產(chǎn)力的發(fā)展過程提供決定性推動作用。其中應(yīng)用最為普遍的就是GPS技術(shù)，其主要是由現(xiàn)代化的空間和電子技術(shù)的相互結(jié)合發(fā)展而來，這對于傳統(tǒng)的導(dǎo)航定位技術(shù)來說，是一場重大的突破和變革。近幾年里，GPS技術(shù)不斷的被應(yīng)用到公路橋梁工程建設(shè)的測量當(dāng)中，在很大程度上提高了我國公路橋梁的質(zhì)量，促進(jìn)了我國道路交通的發(fā)展。

1 有關(guān)GPS技術(shù)的簡單概述

GPS，也可被稱為全球定位系統(tǒng)，它是一種由美國國防部為了進(jìn)行軍事導(dǎo)航定位而將美國陸、海、空三軍聯(lián)合在一起建立起來的無線電的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，其開始研究于1973年，而真正形成一項全面系統(tǒng)的衛(wèi)星組網(wǎng)則是在1993年。GPS主要是由24個衛(wèi)星組成，每個衛(wèi)星分別分布于相隔角度為60°的6個軌道平面，它們具有2.7萬km的軌道長半軸，55 °的軌道傾角，2萬 km的衛(wèi)星高度以及718 min的衛(wèi)星運行周期，以上軌道參數(shù)可以使整個衛(wèi)星信號將40%的地表面積覆蓋住，進(jìn)而使我們無論在地球的什么時間、什么地點都能夠?qū)χ辽?個衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)定位進(jìn)行接收。

2 GPS技術(shù)所具有的特點

（1）GPS技術(shù)不會受到時間和地點的限制。GPS衛(wèi)星能夠?qū)θ蜻M(jìn)行覆蓋，也就是說，在地球上的任何時間和地點，我們都能夠接收到至少4個衛(wèi)星信號，所以，其可以隨時隨地進(jìn)行授時、定位等服務(wù)。

（2）GPS技術(shù)不會受到天氣的限制。GPS在任何天氣狀況下都能正常進(jìn)行定位服務(wù)，即使在惡劣的天氣環(huán)境下，用戶也能夠利用GPS技術(shù)進(jìn)行正常的工作。

（3）GPS技術(shù)具有實時定位功能。通過GPS技術(shù)可以對用戶所在位置進(jìn)行實時的定位。使用子午衛(wèi)星系統(tǒng)需要經(jīng)過一段時間之后才能獲得定位的結(jié)果，而使用GPS技術(shù)可以對實時的定位結(jié)果進(jìn)行觀測，具有很強的時效性。

（4）GPS技術(shù)不用進(jìn)行通視操作。在常規(guī)的測量中，需要進(jìn)行點對點的通視操作，之后才可以進(jìn)行正常的測量，而使用GPS技術(shù)進(jìn)行測量則可以省略這一環(huán)節(jié)，只要在各個測量點能夠?qū)πl(wèi)星信號進(jìn)行接收就可以進(jìn)行實時定位，這在很大程度上縮短了測量的工作時間，提高了測量的工作效率，同時也促進(jìn)了測量的準(zhǔn)度和精度。

3 GPS技術(shù)在路橋測量中的具體應(yīng)用

在公路橋梁測量中應(yīng)用GPS技術(shù)，可以對以往因工程粗差所造成的返工問題進(jìn)行有效的減少或是消除，大大的促進(jìn)了勘測的精度和效率的提高。同時，也在很大程度上促進(jìn)了作業(yè)效率的提高。在每一個放樣點只需要進(jìn)行1～2 s的停留，采用流動站小組的方式來進(jìn)行作業(yè)，3～4人構(gòu)成的每一個小組可以完成5～10 km的中線測量。而且在對中線進(jìn)行放樣作業(yè)時，還可以同時進(jìn)行中樁的抄平作業(yè)。

3.1 GPS技術(shù)在加密國家控制點中的應(yīng)用

甲市某段公路是省道主干線的二級公路，總長約有50 km，所經(jīng)地區(qū)多為低山丘陵，具有兩車道的路線設(shè)計。此段公路的平面控制點一共有7個，并且其所具有的系統(tǒng)是各不相同的，在進(jìn)行實地尋找之后，有4個是完好的，3個是已經(jīng)被破壞的，其中有2個屬于國家二等點。在4個完好的控制點中，有1個國家測繪局系統(tǒng)的一等點，1個三等點；2個城市測量系統(tǒng)點。

為了對此段公路的測量質(zhì)量進(jìn)行提高，可以利用國家測繪系統(tǒng)對其進(jìn)行加密處理，具體過程為：在公路沿線每隔10 km就設(shè)置一個對點，此對點的間距為1 km，并確保其具有良好的通視。此段公路一共可以進(jìn)行5對GPS加密點的布設(shè)，其精度要求能夠滿足四等控制網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。此四等控制網(wǎng)的設(shè)置只用了4 d的時間，與常規(guī)測量手段相比，其工作效率至少增加了4倍。

3.2 GPS技術(shù)在特大橋控制測量中的應(yīng)用

B市的某公路大橋是連接河兩岸的公路特大橋。為了促進(jìn)大橋設(shè)計與施工的效率和質(zhì)量，在三等平面控制測量的過程中，可以采用GPS技術(shù)來進(jìn)行，這是對橋位進(jìn)行測量的一個首選方案。將布網(wǎng)設(shè)計成為雙大地四邊形。與河面相垂直的長度大約在1200 m，與河面平行的長度大約在600 m。可以通過聯(lián)測的方式對雙大地四邊形和兩個國家二等以上的大地點進(jìn)行測量。

4 GPS技術(shù)在路橋測量中應(yīng)用的發(fā)展趨勢

4.1 靜態(tài)GPS技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

在未來的線路勘測中，GPS的靜態(tài)定位技術(shù)將會在廣泛范圍的基礎(chǔ)上逐漸取代傳統(tǒng)的常規(guī)測量方法。在應(yīng)用理論以及作業(yè)規(guī)范的不斷深化與完善，靜態(tài)定位技術(shù)可以為公路橋梁工程的測量工作提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。在對工程進(jìn)行測量的過程中，GPS技術(shù)具有對遠(yuǎn)距離的已知點進(jìn)行聯(lián)測、不需要點對點的直接通視等方面的優(yōu)點，全站儀定位系統(tǒng)具有靈活、機動、高精度以及施工方便等特點，這些都可以為工程控制網(wǎng)的建立提供良好的服務(wù)，并以此來對其進(jìn)行快速、優(yōu)質(zhì)的布設(shè)，這就使得GPS技術(shù)在公路橋梁工程應(yīng)用中成為一個重要的研究課題。

4.2 動態(tài)GPS技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

我國現(xiàn)階段沒有將動態(tài)的GPS技術(shù)應(yīng)用到線路勘測中，但是，這一定是我國未來GPS技術(shù)發(fā)展的一個主要方向，其主要具有兩個方面的未來發(fā)展趨勢：第一，利用GPS技術(shù)輔助建立航測成圖及其模型，GPS技術(shù)的使用可以對攝影中心三維空間的坐標(biāo)進(jìn)行測定，在提高測量精度的同時還可以大大的促進(jìn)工作效率的提高。第二，將RTK技術(shù)與常規(guī)全站儀結(jié)合在一起，可以對各種場合進(jìn)行測量，減少客觀因素的影響作用，對觀測速度和質(zhì)量都有一定程度的提高。

5 結(jié)語

綜上所述，在我國社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，公路橋梁工程建設(shè)項目也在不斷的增多，這就要求我們對其施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制與管理。將GPS技術(shù)應(yīng)用到公路橋梁的測量當(dāng)中，可以對其測量數(shù)據(jù)的精度進(jìn)行有效的提高，減少或是消除施工誤差的出現(xiàn)，促進(jìn)公路橋梁施工質(zhì)量及其施工發(fā)展的不斷進(jìn)步與提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 周本辰.應(yīng)用GPS技術(shù)的隧道平面控制測量技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011（12）：72-73.

[2] 張本平.GPS和全站儀在農(nóng)村公路改建勘測中應(yīng)用[J].價值工程，2011（17）： 299-300.

[3] 呂彩忠，李煒，廖小輝.GPS測量在公路控制網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012（2）：24.

[4] 李蘭香.路橋工程施工項目成本控制措施分析[J].科技信息，2010（16）.

[5] 方順賢.GPS技術(shù)在公路工程控制測量中的應(yīng)用思路探討[J].科技資訊，2011（9）：20-21.