橋梁測繪過程中GPS技術的應用分析

李海燕

摘 要：考慮到某些橋梁地理位置的特殊，而且工程量大，對測繪工作提出精密性極高的要求。為確保橋梁測繪過程中GPS技術的有效應用，文章將在了解橋梁GPS測繪基本要求的基礎上，深入研討GPS控制網施測的具體方法。

關鍵詞：橋梁；測繪；GPS

1 橋梁測繪過程中GPS技術的應用要求

精準度是GPS技術在橋梁測繪工程中應用成效的衡量標準，在應用GPS技術時，至少需要滿足以下幾個方面的基本要求：

（1）起算數據連續和兼容要求。橋梁測繪的地面坐標系，是以GPS的測量成果為轉換基準，形成測繪坐標體系的起算數據，其中起算數據和GPS測量數據的相對應，建立在相關資料連續性的基礎上，同時GPS測量所得的起算點之間，要滿足互相兼容的要求，每個兼容起算點，數量至少為3個。

（2）GPS控制網點位精度的均勻要求。起算點的分布范圍，通常集中在控制網附近，由于橋梁測繪面積較廣，因此很有可能出現起算點集中在一側的情況，對此，我們需要通過控制網點位精度均勻性的控制，除了保持新坐標和老坐標的一致性，還需要檢驗控制網測繪成果是否和既定標準相吻合。

（3）激光測距邊兩端點高差的相仿要求。在布置GPS控制網期間，需要借助精度水平比較高的激光測距儀器，測繪起算的邊長，每次可同時滿足3-5條的起算測距邊需求，但要嚴格控制側邊距兩端點之間的高差，不得出現太過明顯的懸殊。

2 橋梁測繪過程中GPS技術的應用方法

基于以上的GPS技術應用基本要求，在實際測繪工作中，需要選擇和檢驗GPS儀器，然后實施控制網外業和處理測繪數據。具體的技術應用方法如下：

2.1 選擇和檢驗GPS儀器

不同型號的GPS儀器，其精度和性能水平具有差異性。目前可供橋梁測繪的的GPS儀器，有五種級別：一是AA級別，屬于雙頻/全波長，觀測量至少為L1、L2，同步觀測接收機數量≥5；二是A級別，屬于雙頻/全波長，觀測量至少為L1、L2，同步觀測接收機數量≥4；三是B級別，屬于雙頻，觀測量至少為L1、L2，同步觀測接收機數量≥4；四是C級別，屬于雙頻或單頻，觀測量至少為L1，同步觀測接收機數量≥3；五是D、E級，屬于雙頻或單頻，觀測量至少為L1，同步觀測接收機數量≥2。在選擇合適的GPS儀器之后，需要檢驗儀器的性能和可靠性，主要有一般檢視、通電檢驗、試測檢驗幾種方式，其中一般檢視，主要檢查GPS儀器型號是否準確、配件是否齊全、部件是否松動等；通電檢驗，主要檢查儀器信號燈、按鍵、顯示系統等是否正常；試驗檢驗，主要檢查接收機內噪聲水平、天線相位中心穩定、接收機不同側程精度指標。

2.2 控制網外業實施

外業實施分為兩個步驟：一是選點埋石，根據橋梁測繪區域的網形結構，設置具有中心標志的標石，作為標定點位，其中所選擇的標石，必須穩定和堅固，并且不會影響橋梁的正常施工，如果條件允許，可建設強制對中的觀測墩；二是選取測繪作業模式，有靜態相對定位、快速相對靜態定位兩種類型，其中靜態相對定位模式，至少需要2臺GPS接收機，形成用于外業檢核的閉合環；快速靜態定位模式，是在橋梁測繪區域內，設置固定的基準站，在站內設置1臺跟蹤全部可見衛星的GPS接收機，另外在各個流動站中，利用1臺GPS接收機，同步滿足橋梁測繪時的工程測量、碎部測量、地籍測量等基本要求。

2.3 觀測數據處理

在外業實施之后，所形成的觀測數據，要依次完成基線結算、外業檢核，方可得以妥善處理。其中基線結算相對簡單，主要借助相位觀測值雙差分技術，在外業實施后即刻完成計算檢核。而觀測成果的外業檢核，需要將測繪所得的全部數據，完整傳輸至計算機內，一方面剔除同個時間段的觀測值數據，但剔除率不能超過10%，另一方面是同步觀測環閉合差，將GPS接收機測繪所得的基線向量，按照規定構成同步環閉合差。在處理觀測數據的過程中，橋梁的測角網可能由于縱向的誤差影響，影響待定點的有效控制，另外邊角網的精度大于三角網，使得側邊和測角精度不匹配，對此作者建議采用獨立觀測環閉合差的控制方法，根據GPS控制網坐標差的分量總和，同時根據測繪理論值的誤差點，在相同的GPS控制網上，進行多個時段的多頻次測繪，可有效提高側邊和測角的精度水平。除此之外，橋梁的垂直位移、水平位移、撓度等，均需要基于橋梁結構耐久性、安全性、承載力等基本要求，分別完成橋梁墩臺、平面位移、橋塔變形等測繪，方可為橋梁壽命水平的提高，提供科學合理的測繪依據。

3 結束語

綜上所述，橋梁測繪工程中應用GPS技術，必須同步滿足“起算數據連續和兼容”、“GPS控制網點位精度均勻性”、“激光測距邊兩端點高差相仿”等基本要求，文章通過研究，提出了“選擇和檢驗GPS儀器”、“控制網外業實施”、“觀測數據處理”幾個方面的GPS技術應用方法，但考慮到不同橋梁測繪工程要求和條件的差異性，以上技術在實際測繪工作中，要結合實際測繪工作的主客觀情況，予以靈活地參考借鑒。

參考文獻

[1]段玉美.GPS技術在橋梁測量中的應用分析[J].科技與生活，2013（4）：30-31.

[2]翟長治，岳東杰，岳順.大型橋梁GPS監測數據的奇異譜分析[J].勘察科學技術，2014（4）：20-23.

[3]曹詩榮.橋梁變形觀測中GPS數據處理方法的研究[J].測繪通報，2011（5）：65-66.