GPS 定位技術在橋梁施工測量中的應用

文／南昌市公路勘察設計院 毛佳駿 萬燁葭

關鍵字:GPS 定位；橋梁施工；測量

1 GPS 定位技術的構成以及特點分析

1.1 GPS 定位技術的基本組成

結合圖1 可知，GPS 定位系統都由以下幾部分構成：①空間部分；②用戶部分；③地面控制部分。GPS 技術借助自帶的測距碼，可以對一些既定的目標進行定點測量，然后還可以通過發射載波測量就那些相對測距。在進行定點測量的過程中，由于測距碼可以隨著距離位置的不斷變化進行測量，由此可以大幅提高測量距離的精確度。在利用載波進行測距的過程中，可以借助衛星系統發射的數據信息迅速地分析出坐標，從而實現對物體的精準定位。就GPS 定位系統的空間部分而言，其由對地的24 顆工作衛星構成，這些衛星以55°傾角圍繞地球進行自轉，由于空間部分的存在，可以保證在地球上任何位置獲取到定位數據信號和導航電文等基礎類數據。就用戶部分而言，主要包括計算設備、數據處理軟件以及GPS 接收機，地面上的用戶可以利用GPS 接收機獲取到GPS 信號，從而利用衛星導航信號進行定位。就地面控制部分而言，主要由主控制站、監測站以及注入站構成，監測站的主要功能為監測并跟蹤衛星傳輸的信號，主控站則對這類衛星信號進行處理，注入站主要負責對信息數據的收集和存儲。

1.2 GPS 定位技術的特點

和普通的定位技術相比，借助GPS 定位技術，可以在全球任何區域內接收到相應的定位信號，同時，隨著技術的不斷發展，GPS 定位技術的應用領域也在不斷拓寬，其定位精度也在不斷攀升。有數據表明，當前較為流行的GPS-RTK 技術就可以在幾分鐘內進行精確定位，且定位距離可以精確到厘米。鑒于此，可以將GPS 定位技術應用于橋梁檢測之中，將該機應用于橋梁施工測量過程中一方面可以大幅提高施工效率，另一方面也可以減少施工過程中出現的誤差，進而整體提高工程質量。

圖1 GPS 定位技術的構成

2 GPS 定位技術在橋梁施工測量中應用的具體方法

2.1 施工前的準備工作

將GPS 定位技術應用于橋梁施工檢測過程中，為了確保檢測精確度，首先要做好準備工作。結合實際的橋梁檢測施工案例可知，具體的準備工作包含如下內容：第一，先對施工區域整體的環境進行勘察，然后借助GPS 技術收集相關的數據和資料。為了提高橋梁施工質量，需要先對橋梁施工地周圍的環境進行檢測，如對橋梁施工區域的天氣、水文、植被覆蓋率等情況進行分析。第二，選擇適合工程施工的GPS 信號接收機，當前，在工程施工領域使用的GPS 信號接收機多為雙頻接收機，該信號接收機不僅可以搜集到施工范圍20 公里以內的信號，同時其信號接收質量也相對較高。

2.2 施工過程中的外業測量工作

利用GPS 定位技術進行橋梁施工檢測的過程中，一定要做好施工外業測量工作。

例如在進行外業選點的過程中，一定要注意周圍施工環境對選點的影響。勘測人員所選擇的外業測量點一定要和橋梁施工段中的某一點形成通視，且通視范圍內不能出現傾角高于15°的遮蔽物體。同時，選點區域也要盡量必考高壓電線以及無線電發射源，以免高壓信號對GPS 信號產生干擾。同時，施工勘測人員還在選點區域內埋設相應的標志設施，以便為后期的施工測量工作創造有利基礎。

3 GPS 定位技術在橋梁施工測量中的應用

3.1 GPS 定位技術在首級施工網中的應用

在針對普通的橋梁進行施工測量的過程中，分別需要進行以下工作：①做好控制網的布設工作；②提高測量質量；③對測量結果進行校驗和核對；④做好結構物的放樣工作。在普通的橋梁施工檢測過程中，一般都會使用三角網或者全站儀來進行檢測，采用這樣的測量方式雖然可以獲得一定的檢測樣本的，但是卻存在檢測結果不準確、檢測效率低下等問題。鑒于此，可以利用先進的GPS 技術進行橋梁施工檢測。

例如在實際的橋梁施工建設過程中，為了確保主軸線放樣結果的精確度，一定要建立符合實際施工情況的施工首級控制網。和傳統的施工控制網相比，使用GPS 定位技術的首級控制網不僅可以提高測量速度，同時也大幅提升的布網的靈活性。施工技術人員只需要利用地面接收設備既可以迅速獲取到相對的距離信號。同時，隨著GPS 技術的不斷發展，還可以實現對測量放樣數據的自動化處理，從而大幅減弱了人工處理過程中產生的誤差。總的來說，將GPS 定位技術應用橋梁施工檢測過程中的首級網絡控制過程中，一方面可以迅速幫助施工人員獲取到放樣坐標，另一方面施工人員可以根據提供的坐標對橋梁施工建設進行修改和指導，從而為后期的提高橋梁整網精確性創造有利基礎。

3.2 GPS 定位技術在橋梁施工加密網中的應用

橋梁作為我國基礎交通設施中的重要構成部分，其對施工精度有著非常嚴苛的要求，為了進一步提高橋梁工程的建設精度，在實際的橋梁施工過程中，還要利用施工加密網金絲狐對橋梁的承臺、塔柱、纜索等部分結構進行精確度測量。在利用施工加密網進行測量的過程中，施工人員一定要確保加密網內的點和橋梁的三條獨立基線向連接，只有點位位置和結構合理，才能獲取較為準確的橋梁測量放樣測量結果。當前，隨著技術的不斷發展，很多橋梁工程施工單位在布設施工加密網的過程中，都或多或少的應用到了GPS 地位內技術。

例如應用GPS 定位技術進行施工加密網測量時，施工人員無須再對加密網內的點進行篩選，可以利用GPS 定位技術來測量加密網內的點和獨立基線的相對精確距離，并將獲取的數據應用到后期的施工過程中。當前，該技術已經被應用于很多大型的橋梁施工檢測過程中，并取得了良好的施工效果。

3.3 GPS 定位技術在橋梁基礎施工中的應用

橋梁基礎施工作為橋梁施工過程中基礎內容，不僅起到承上啟下的作用，同時也在橋梁后期的施工驗收中扮演著相對重要的角色。在普通的橋梁基礎施工策略過程中，施工工人往往會使用前方交會法對橋梁墩基進行測量，但是由于一部分橋梁的位置處于高山之中，采用前方交會法不僅需要耗費大量的人力物力，同時也難以獲取較為準確的放樣結果。

鑒于此，可以將GPS 定位技術應用于橋梁基礎施工測量放樣過程中，施工人員只需要在放樣地點放置一臺信號接收機即可，然后通過數據搜集就可以獲得定位點的坐標，進而為后期的施工提供參考和借鑒。通過對比表1 的常規測量結果和GPS定位測量技術可知，GPS 定位技術具有很強的實用性和優越性，可以被廣泛應用于各種類型的橋梁施工工程測量中。

表1 常規測量結果和GPS 定位測量技術對比分析表

4 總結

綜上所述，隨著我國GPS 定位技術的不斷發展，該技術的應用領域也在不

斷拓寬，當前，在橋梁施工測量過程中，GPS 定位技術具有舉足輕重的作用，和普通的測量技術相比，該技術一方面可以顯著提高施工質量，另一方面可以提高施工速度，對橋梁施工建設工程的發展具有非常重要的作用和影響。