基于公路橋梁施工控制測量中GPS的應用

文/陳小浩 中設設計集團股份有限公司 江蘇南京 210000

GPS 是一個包含太空衛星、地面監視系統和GPS 接收器的系統，功能多樣且易于使用，這在中國是最受歡迎的導航系統。另外，GPS系統還可以向用戶提供時間數據，由于GPS 精度高，可以消除地理條件的局限性，可以更好地解決現有技術必須考慮地理差異而進行多次變換的問題，也解決了測量誤差的問題，反映了GPS 系統在生活以及工程中的廣泛應用[1]。

1、GPS 技術的技術特征

GPS 技術提供了許多用于控制測量的技術功能。通常，可以區分以下七種類型：第一個特征是極高的定位精度。傳輸傳統的紅外設備，與大型紅外設備相比，其測量精度遠高于紅外設備，且傳輸的距離可以達到更遠。第二個特征是可以為坐標提供可用于測量高度的三維元素。第三個特點是它可以全天候工作，而不會發生氣候變化。第四個特點是對站點的要求很小，不需要互聯互通;第五個特點是觀察速度快，觀察時間通常只有半個小時左右;第六個特點是操作簡單，直到選擇點的定位和天線的對準完成為止。諸如監控和數據處理之類的其他步驟可以由電子設備自動執行，第七功能是功能的全方位性，并且除了跟蹤和導航外，還可以實現諸如測量時間和速度的功能，這對于傳達道路建設的各個方面都是有著積極影響的[2]。

2、基于GPS 系統在公路橋梁施工控制測量中的具體應用

2.1 GPS 系統可實現對公路橋梁高程控制測量

GPS 高度測量（一種使用全球定位系統（GPS）直接測量點的海拔或間接確定地面點的正常高度的方法，使用GPS 直接測量技術間接確定地面點的正常高度。在本節中標記所有GPS 點，選擇測量范圍內滿足高度調整要求的GPS 點數量，并使用測量水位和計算所有GPS高度的方法測量正常高度基于高度調整的級別或表面調整方法，與正常高度的偏差允許您確定暴露區域中其他GPS 點的正常高度。在測量和管理公路橋梁的施工時，GPS 接收有關高度差的高精度科學數據，并相應地處理結構的實際要求數據使之與路橋施工的控制測量所需的正高度差更加一致。應該注意的是，該水平是正常的，并避免由于異常引起副作用。

2.2 GPS 技術在公路橋梁施工控制測量的應用

由于測量精度高，因此可以將GPS 系統的GPS 誤差控制在1 毫米以內，這可能導致需要極高精度的項目的控制測量。當使用GPS 系統進行測量時，其應用原理是基于邊長限制，方位角和差異將系統中的控制網絡與測量控制網絡有效連接起來，從而可以滿足極高的精度要求。因此，可以有效地避免由于偏斜現象的存在而導致的由結構控制的測量引起的障礙。基于GPS 系統，建筑系統可以細分為一系列控制子網絡，這些網絡逐漸減少了軸線之間的連接，因此技術測量不僅可以達到極高的精度，而且可以為人員建立快速的測量奠定堅實的基礎。

2.3 GPS 系統實現對公路橋梁放樣測量中的應用

公路橋梁施工過程中重要的步驟是放樣測量。公路橋梁的建造使用GPS 技術，橋梁位置的測量可以在GPS 測量技術的基礎上進行。由于其高精度，可以保證正確的標記，定位以避免施工錯誤。例如，在構建施工管理網絡時，土木工程師可以設置GPS 參考站和橋梁管理網絡中心，并對兩個工作站進行適當的調整，以測量任務并確保橋梁坐標正確。因此，可以說GPS 技術的使用避免了在施工過程中發生錯誤，提高了施工和施工過程中的測量精度，并確保了施工工作的完成。

2.4 應用GPS 系統實現對公路橋梁進行施工測量中應注意的問題

（1）對于GPS 接收器，不同型號的穩定性和信號的接收有很大不同。為避免在實際結構測量中出現較大誤差，選擇可靠的GPS 接收器尤為重要。（2）還需要使用科學的方法來執行校準測量工作的復雜過程，以便可以執行性能測試，從而可以有效地提高GPS 技術的測量水平。（3）為了提高對路橋的測量控制的準確性，交通部門還應提高檢查員的培訓水平，以不斷提高人員的專業能力，最后，最好對路橋進行控制，從而打下堅實的基礎。

3、GPS 技術應用于公路控制測量的工程實例

在此，僅以實際的道路工程為例來說明GPS 控制測量能效的實際應用。公路建設區覆蓋了普通山區的30%和高山地形的70%，總長度約為170 公里。植被茂密，能見度較差，用常規的控制測量方法很難測量。為此，將GPS 技術用于控制測量：選擇了278 個一級GPS 點和82 個四階GPS 點。有了8 個GPS 接收器，所有測量和控制工作都可以在一個月內完成，最終測量的準確性非常高。以第一層的GPS 點為例，對兩個網絡的設置的計算表明，網絡中最薄弱的點的誤差僅為0.45 cm，最薄弱的鄰近點的相對誤差也僅為0.54 cm，相對誤差頁面長度只有17,000。這完全符合第一級GPS 網絡的技術要求。在計算平面坐標的同時，可以使用全站儀測量實際頁面長度，并比較并排的相關數據，可以滿足高速公路建設的設計要求。從以上示例可以看出，公路設計中使用的GPS 測量不僅測量精度高，而且工作效率高，從而顯著提高了工程系統設計的實際質量。

結語：

利用GPS 技術來改善道路的監測和測量工作是多方面的，因此一方面不可能研究和開發進一步的應用，有必要分析具體的應用機制，掌握GPS 技術在公路管理測量中的所有優化因素，全面完善優化功能，以確保GPS 技術不會出現異常發展。僅在一個因素上對技術使用進行優化，這在一定程度上可能會使得未來發展中的GPS 技術僅在道路管理測量中顯示出對因素進行優化的效果，這不利于技術使用的全面改進，我們應該全方位，多層次的對此問題進行深入考慮。因此，應考慮開發高速公路控制檢查的要求，逐步進行相關應用的研究和開發，從而更好地將GPS 技術應用到工程測量中來。