道路橋梁工程測量中GPS技術的應用

劉 振

(湖南高速鐵路職業技術學院，湖南衡陽 421002)

在道路橋梁工程測量的過程中，應用GPS技術能夠提供更加精準的三維坐標，從而促進測量精確度的有效提升，為道路橋梁工程建設提供更好的指導。GPS技術還能提升工程測量的自動化程度，對于測量效率提升非常有效，從而達到節約測量時間的作用。基于此，本文對道路橋梁工程測量中GPS技術的應用進行了探討。

1 GPS測量原理概述

GPS技術的應用需要相應的設備進行輔助，包括GPS衛星星座、信號接收機以及相應的地面監控系統等。在利用GPS技術開展測量工作時，GPS接受裝置需要對無線電傳輸時間進行測量，并根據相應傳播速度來計算傳輸距離，最后才能確定最合適的測量位置。在道路橋梁工程測量中應用GPS技術，通過將衛星作為動態空間當中的已知點，依據距離交會原理來測算出接收機的具體三維坐標。衛星不斷向接收機發送星歷參數以及相關的時間信息，地面監控系統則是負責計算接收機的相應三維數據。根據定位方式的差別，GPS測量包括單點、差分這兩種定位方式，單點定位通常只能偽距進行觀測量，經常被應用到導航定位當中，而差分定位則是需要利用兩臺以上的接收機進行偽距或相位觀測量，能夠比較準確的確定觀測點之間的相對位置，經常被應用到工程測量當中。

根據定位接收機所處運動狀態的差別，可以將其劃分為靜態和動態兩種定位方式，靜態定位就是接收機在各個流動站上均處于靜止狀態，觀測時進行GPS捕獲以及跟蹤的過程是不變的，在同一時間接收基準站觀測數據和相關衛星數據。利用接收機能夠比較準確的測算GPS信號的具體傳播時間，利用衛星在軌位置可以及時解算出用戶站的三維坐標。動態定位就是接收機對運動物體的相應運行軌跡進行測定，測量前要首先進行初始化，在某一控制點進行一定時間的靜止觀測，之后流動站會依據設置好的采樣間隔進行自動觀測，同時對基準站的相關數據進行同步觀測，最后確定出相關采樣點的具體空間位置。

2 道路橋梁工程測量中GPS技術的應用優勢

測量精度高、測量效率高、操作成本低是GPS靜態定位技術相對于傳統的三角測量法最顯著的三個優點，因此該技術被廣泛應用于各種工程測量中。當GPS測量方式采用靜態相對定位方式時，會根據項目實際要求、衛星可見性預報表、自然環境狀況以及交通現狀等制定觀測計劃。觀測工作都要按照已制定的觀測計劃設定好的時間進行操作。GPS觀測按照表1進行。

GPS動態定位技術能夠將定位誤差控制到1 m以內，在很多工程測量控制作業中都采用這種方法，同時還可以結合回聲測探技術，將作業橋梁區域內水域下的地形地貌、地質特性、水流情況高效率的繪測出來，這比交會定位技術作業的成本更低、效率更高。

3 道路橋梁工程測量中GPS技術的具體應用

3.1 工程情況介紹

本次涉及到的橋梁工程測量長度為7 206 m，橋梁的主塔高度以及長度是 206 m，380 m，主孔的跨度距離是988 m。該橋梁工程的施工范圍內的地形地勢及其他自然條件都比較復雜，并且經常出現持續時間比較久的大風天氣，因此該工程的橋梁測量作業無法使用常規的邊角測量技術進行，但是可以采用GPS技術來實現測量。

3.2 選點布網

在GPS網構建過程中，選點是至關重要的一個環節，影響著整個布網。但GPS測量技術對點與點之間的互通并不要求，所以選點的時候只需要根據工程的實際情況自由選擇即可。GPS測量技術的使用使得對傳算點、過渡點等的測量作業減少，大大縮短了測量工作時間。但在選點時一定要保證選擇點必須滿足作業的需要，同時選擇點要確保接收設備的安裝與操作可以順利進行。

3.3 外業觀測

根據工程實際要求設定了24個點以及36座觀測墩。根據項目精度要求，制定嚴密的測量計劃，投入使用了6臺雙頻 GPS接收機提高測量精度，精度能夠達到5+1×10－6mm，這可以最大限度的確保此次對工程采集數據的真實有效，而且設置一定的觀測條件，數據采集每隔15 s進行一次，并將采集到的數據進行處理分析(數據采集保證有效衛星數量在6顆以上，衛星截止高度要不小于15°)，表2即為此次采集的數據。

表2 外業數據檢核結果

3.4 數據平差計算

利用坐標系建立三維無約束平差對測量所得數據進行分析計算，最后計算出基線改正數值小于3倍標準差，說明此次外業觀測質量較好。

3.5 精度指標的分析

首先利用跟蹤點作為GPS網的固定點應用基線解算結果進行坐標傳遞，然后通過對基線的計算來確定最終的結果以及坐標。經過平差分析計算后，最后得到點位誤差僅為±0.64 cm。

4 結語

在道路橋梁工程測量過程中，應用GPS技術具有諸多優勢，不僅能夠顯著提升測量準確度，而且還能有效減少外部因素對測量工作的影響，提升測量效率，節省測量工作時間。因此應當將其廣泛應用到道路橋梁工程測量工作中，尤其是測繪網控制等工作中，確保相關測量工作的效果，為后續道路橋梁工程施工的開展奠定良好的基礎條件。