梁興元

摘 要：隨著設(shè)計(jì)科技的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)于我國公路測量領(lǐng)域正式引進(jìn)之后，從GPS技術(shù)相對靜態(tài)的定位系統(tǒng)一直發(fā)展到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的定位系統(tǒng)（GPS-RTK），從實(shí)際公路路線、大中型橋梁以及隧道建筑施工工程的控制測量，再到橋梁公路路線的中線三維進(jìn)行放樣測量，由此可見對于GPS技術(shù)的應(yīng)用可謂是方興未艾。文章中作者有針對性地分析和探討了當(dāng)前GPS技術(shù)于公路工程以及橋梁工程施工測量作業(yè)中的具體應(yīng)用，僅供同行參考。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；GPS-RTK系統(tǒng)；公路橋梁；精度測量

在橋梁和公路工程施工建設(shè)的各個(gè)階段均離不開施工和測量作業(yè)，那么其測量作業(yè)的精度以及速度又是影響著整個(gè)工程施工質(zhì)量以及進(jìn)度的關(guān)鍵之處，伴隨現(xiàn)代施工建筑中GPS技術(shù)的快速發(fā)展，其在橋梁公路與工程測量作業(yè)中的應(yīng)用能夠解決上述兩個(gè)關(guān)鍵性的問題，同時(shí)GPS技術(shù)也是公路外業(yè)測量作業(yè)的一項(xiàng)重大性技術(shù)革命。因此在文章中作者主要分析和介紹了GPS技術(shù)（換言之，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)）在現(xiàn)代公路工程測量作業(yè)中的特點(diǎn)及其具體應(yīng)用，希望能夠使其主要作用更加深入人心。

1 GPS技術(shù)概述

全球定位系統(tǒng)技術(shù)，也就是GPS技術(shù)（Global Positioning System）。GPS技術(shù)是當(dāng)前美國陸?？杖姽餐兄频男l(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，因此具有精確性、全球性、全天候、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性導(dǎo)航定位功能以及定時(shí)功能，因此GPS技術(shù)能夠?yàn)閷?shí)踐中的各類用戶提供非常精密的三維坐標(biāo)定位、速度定位以及時(shí)間定位技術(shù)。單點(diǎn)導(dǎo)航定位技術(shù)和相對測地定位技術(shù)是當(dāng)前GPS應(yīng)用過程中的兩個(gè)主要方面；對于實(shí)踐中常規(guī)測量作業(yè)而言，其相對于測地定位是較為主要的應(yīng)用形式。那么運(yùn)用GPS技術(shù)進(jìn)行定位的根本原理，也就是以GPS定位衛(wèi)星以及實(shí)際用戶接收機(jī)天線間的距離（或者是距離差）的觀測作為基礎(chǔ)，并且依據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時(shí)定位坐標(biāo)來最終確定出該用戶接收機(jī)天線所對應(yīng)的相關(guān)點(diǎn)位坐標(biāo)，那么也就是待定點(diǎn)的具體三維坐標(biāo)（x，y，z）。因此可以了解到，GPS技術(shù)定位的關(guān)鍵所在，也就是精確測定出相關(guān)用戶的接收機(jī)天線一直至GPS定位衛(wèi)星之間的實(shí)際距離。為了能夠滿足測量高精度的基本需要，當(dāng)前廣泛運(yùn)用的是GPS技術(shù)相對定位法。GPS技術(shù)相對定位，也就是若干臺接收機(jī)同步進(jìn)行跟蹤，那么跟蹤相同的GPS定位衛(wèi)星以最終能夠確定出各個(gè)接收機(jī)間實(shí)際位置的一種手段。在GPS技術(shù)的絕對定位功能應(yīng)用中，其測量結(jié)果通常會(huì)受到衛(wèi)星軌道的誤差、鐘差以及信號傳播等方面誤差產(chǎn)生的影響，但是上述誤差對于定位觀測量產(chǎn)生的影響具備一定的關(guān)聯(lián)性，所以，若是運(yùn)用這些觀測量到的不同線性組合進(jìn)行GPS技術(shù)相對定位，可以有效地消除或者是減弱這些誤差產(chǎn)生的影響，最終能夠顯著提高GPS技術(shù)定位的精度。

2 GPS技術(shù)在公路橋梁施工測量中的優(yōu)勢

對于GPS技術(shù)的控制網(wǎng)，不僅對其邊長方面具有相對嚴(yán)格的規(guī)定，同時(shí)對于網(wǎng)形也具有很大程度的限制。在實(shí)際《工程測量規(guī)范》中已經(jīng)寫明，在GPS技術(shù)定位的三角網(wǎng)中三角形，該三角形的內(nèi)角一定要始終大于30°，那么即使是在測量中受到了地形方面的限制，該三角形的內(nèi)角也必須要保證于大于25°的區(qū)間之內(nèi)。但是在實(shí)際上，有一些工程測量項(xiàng)目因?yàn)橹笆艿竭^比較大的地理環(huán)境因素影響，其三角形網(wǎng)形根本無法符合上述規(guī)范中的要求，因此就能夠考慮使用GPS技術(shù)全球定位系統(tǒng)來進(jìn)一步代替常規(guī)的定位和測量方法?，F(xiàn)階段GPS技術(shù)擁有著全天候及其直接測量待定點(diǎn)的三維坐標(biāo)等優(yōu)勢特性，因此其用于公路橋梁的建筑施工測量中，也就正好能夠發(fā)揮出其自身擁有的這些非常得天獨(dú)厚的技術(shù)性優(yōu)勢。

3 GPS定位系統(tǒng)在橋梁施工中的應(yīng)用

在目前的公路橋梁施工作業(yè)中，測量作業(yè)所擔(dān)負(fù)起的關(guān)鍵任務(wù)是對于控制網(wǎng)的精確布設(shè)、測量、檢核以及結(jié)構(gòu)物的放樣作業(yè)。在傳統(tǒng)的橋梁施工作業(yè)中，其施工測量控制網(wǎng)通常需要布設(shè)成三角網(wǎng)或者是導(dǎo)線網(wǎng)，因此運(yùn)用經(jīng)緯儀配合著測距儀或者是運(yùn)用全站儀進(jìn)行室外作業(yè)的數(shù)據(jù)采集，通常需要耗費(fèi)非常大量的人力與物力。

3.1 在控制測量中的應(yīng)用

因?yàn)楣泛蜆蛄鹤陨矸矫娴奶攸c(diǎn)，公路橋梁施工控制網(wǎng)邊長通常比較長，尤其是跨越一些大江大河時(shí)使用到的特大型公路和橋梁，其更是具有跨度非常大的主要特點(diǎn)，那么這個(gè)特點(diǎn)也就給相對傳統(tǒng)的測量方法增加了很大難度。伴隨跨海大橋的研發(fā)和出現(xiàn)，GPS技術(shù)更能夠體現(xiàn)其不可替代的優(yōu)越性，因此運(yùn)用GPS定位方法要比用傳統(tǒng)定位方法進(jìn)行測量作業(yè)更加具有優(yōu)勢。運(yùn)用GPS定位技術(shù)的靜態(tài)定位法，在進(jìn)行公路橋梁控制網(wǎng)的測量作業(yè)中，因?yàn)槠洳⒉皇艿酵饨绛h(huán)境的干擾，因此可以大大縮短了室外作業(yè)的觀測時(shí)間，最終顯著提高了工作效率。

3.2 在施工測量中的應(yīng)用

3.2.1 水中墩交會(huì)定位

依照相對傳統(tǒng)的施工技術(shù)手段，對于水中墩的定位測量通常需要采用前方交會(huì)技術(shù)進(jìn)行。但是對于一些有的大橋，其中一些橋址所處的江面比較開闊，因此這會(huì)無形中給交會(huì)測量帶來了比較大的困難。那么在這種情況之下，采用GPS動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（RTK技術(shù)）便能夠很好地發(fā)揮出了其不可估量的顯著優(yōu)勢。

在此基礎(chǔ)上，RTK（RealTimeKinematic）定位技術(shù)是現(xiàn)階段一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的測量與定位技術(shù)，其是以載波相位觀測量技術(shù)為依據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS定位技術(shù)。在公路與橋梁測量作業(yè)中采用上述方法，需要在水中墩定位之時(shí)于基準(zhǔn)站上安置好一臺GPS定位接收機(jī)，對于其所有能夠觀測到的GPS定位衛(wèi)星還需要進(jìn)行連續(xù)觀測，并且將其觀測到的數(shù)據(jù)最終通過無線電傳輸?shù)皆O(shè)備中，實(shí)時(shí)地發(fā)送到在定位船上進(jìn)行移動(dòng)觀測（1～3s），最終再傳至GPS接收機(jī)中，這樣也就可以實(shí)時(shí)得出了該點(diǎn)的三維定位坐標(biāo)，其精度可以達(dá)到2～5cm。

3.2.2 在塔柱施工中的應(yīng)用

伴隨當(dāng)前建筑工程中大型斜拉橋的逐漸出現(xiàn)，因?yàn)槠湓煨头矫娴拿烙^和輕巧更加能夠適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的需求，因此越來越多的斜拉橋建筑工程應(yīng)運(yùn)而生。但是伴隨而來的建筑施工難度也大大地增加了，這也是當(dāng)前一個(gè)亟待解決的問題?，F(xiàn)階段公路橋梁建筑施工技術(shù)日新月異，那么斜拉橋塔柱建筑的高度也正在不斷地增長，這時(shí)究竟怎樣控制好塔柱的斜率，也便成為了一個(gè)非常重要的問題。

3.3 GPS高程控制測量

GPS定位技術(shù)可以使用高精度來最終獲取點(diǎn)與點(diǎn)之間的大地高度之差。再一次將它們轉(zhuǎn)化成為適合于當(dāng)前施工測量作業(yè)的正高度差過程中，作業(yè)人員還需要重點(diǎn)注意大地水準(zhǔn)面的異常性更改現(xiàn)象。這類轉(zhuǎn)換由于其重力測量信息等方面因素的影響，一般都采取了GPS水準(zhǔn)法，運(yùn)用同名點(diǎn)中的相應(yīng)正高以及GPS大地高，通過一系列數(shù)學(xué)計(jì)算模型取得其相互之間的高度差轉(zhuǎn)換關(guān)系。

4 結(jié)束語

現(xiàn)如今，公路橋梁建設(shè)施工技術(shù)及其施工測量工藝已經(jīng)越來越先進(jìn)，由于大橋建設(shè)地點(diǎn)的附近地理環(huán)境又頗為復(fù)雜，因此相對傳統(tǒng)和經(jīng)典的定位與測量技術(shù)己經(jīng)較難真正滿足橋梁建設(shè)作業(yè)的需要。伴隨當(dāng)前GPS定位技術(shù)的迅猛發(fā)展，為公路和橋梁控制測量作業(yè)也提供了更加先進(jìn)而高效的測量手段。目前將GPS相對定位測量技術(shù)應(yīng)用在橋梁的高度控制測量作業(yè)中，不僅能夠極大的促進(jìn)了GPS技術(shù)自身的發(fā)展進(jìn)程，同時(shí)對于公路橋梁的施工作業(yè)和控制測量發(fā)展也具有很大的意義。

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