楊馳

（中鐵十八局集團(tuán)有限公司）

路橋測量中GPS的應(yīng)用分析

楊馳

（中鐵十八局集團(tuán)有限公司）

隨著我國全面建設(shè)工作的不斷推進(jìn)，路橋施工的需求也在不斷凸顯，各種施工技術(shù)水平的提高對路橋測量工作提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。GPS技術(shù)目前在我國路橋測量中屬于應(yīng)用性最強(qiáng)、應(yīng)用范圍最廣的一種關(guān)鍵性技術(shù)，擔(dān)任著大部分路橋測量工作的任務(wù)。路橋工程關(guān)系著國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、更關(guān)乎國家的興盛，因此需要不斷提高GPS技術(shù)的應(yīng)用水平以保證測量工作對路橋施工的全面支持。本文首先就GPS技術(shù)進(jìn)行了基本介紹，并分析了其在路橋測量中的應(yīng)用原理，最后對GPS技術(shù)在路橋測量工作中的具體應(yīng)用及發(fā)展前景進(jìn)行了全面分析。

路橋施工；測量；GPS技術(shù)；應(yīng)用；前景

隨著國際信息技術(shù)水平不斷進(jìn)步，基于衛(wèi)星定位的GPS技術(shù)得到了快速的發(fā)展。受信息化影響，GPS技術(shù)水平及應(yīng)用領(lǐng)域仍然在不斷開拓，其基本技術(shù)的應(yīng)用與現(xiàn)代信息技術(shù)的結(jié)合程度也不斷加深。GPS技術(shù)測量功能是其主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，隨著傳統(tǒng)測量應(yīng)用的技術(shù)不斷變革。在新的技術(shù)背景下，GPS在路橋測量中的應(yīng)用也得到了不斷的推廣及變革。只有針對其技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展有深入認(rèn)識，才能使其在路橋測量工作中的作用不斷強(qiáng)化，促進(jìn)路橋測量工作提升進(jìn)步。

1　GPS技術(shù)簡介

1.1GPS技術(shù)概念

GPS技術(shù)是在衛(wèi)星定位技術(shù)的基礎(chǔ)上，將無線電技術(shù)與多個(gè)太空衛(wèi)星定位結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對某個(gè)地理位置的精確定位。由于GPS技術(shù)基于24個(gè)太空衛(wèi)星以環(huán)地球網(wǎng)的形式分布在地球附近的空間，而且其均勻分布能夠完全覆蓋住地球上的所有地理位置所以實(shí)現(xiàn)了全球定位，GPS即全球定位系統(tǒng)。

1.2GPS技術(shù)特點(diǎn)

GPS技術(shù)的數(shù)據(jù)接收方式為無線電接收，因此只要擁有信號接收設(shè)備就能夠在地球上的任意位置接收到衛(wèi)星傳輸信號，實(shí)現(xiàn)精確的地理定位。GPS技術(shù)的諸多技術(shù)因素決定了其技術(shù)特點(diǎn)明顯。

（1）GPS技術(shù)的可操作性極強(qiáng)，不受時(shí)間、空間、環(huán)境、天氣、氣候的限制，又可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位，保證用戶能夠及時(shí)準(zhǔn)確地掌握個(gè)人的位置信息。

（2）GPS技術(shù)在路橋測量應(yīng)用中省略了通視操作環(huán)節(jié)，使測量工作難度大大降低。

（3）GPS技術(shù)具有極高的精準(zhǔn)度。由于經(jīng)過合理設(shè)計(jì)均勻分布的24顆衛(wèi)星能夠在地球上任意地點(diǎn)將至少四個(gè)衛(wèi)星的定位數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶端，所以定位精準(zhǔn)度極高。

（4）測量效率高。無線電傳輸速度極快，能夠使用戶信息及時(shí)接收和回傳。

1.3GPS技術(shù)在路橋測量中的應(yīng)用原理

路橋施工所涉及的測量工作主要是針對與施工相關(guān)的各種長度參數(shù)，例如橋梁的長度、寬度、高度等。這些長度參數(shù)決定著整個(gè)工程的最基本施工標(biāo)準(zhǔn)及要求，因此只有精準(zhǔn)度極高的測量技術(shù)才能滿足路橋施工的要求。GPS技術(shù)在路橋測量中以發(fā)揮其長度的精準(zhǔn)控制功能為主，除了對基本長度參數(shù)的測量、設(shè)計(jì)控制之外，還是項(xiàng)目施工過程中誤差監(jiān)測的主要依據(jù)與控制手段。

2　GPS技術(shù)在路橋測量中的應(yīng)用途徑

2.1加密國家控制點(diǎn)中的GPS應(yīng)用

GPS技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)會由于所處區(qū)域的差別而涉及不同級別的國家級加密控制點(diǎn)，對這些區(qū)域的精準(zhǔn)控制是完成路橋工程施工任務(wù)的重要依據(jù)。在具體的路橋測量時(shí)，除了依賴GPS技術(shù)，同時(shí)也需要在國家測繪系統(tǒng)中進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的輸入，并且根據(jù)不同的測量環(huán)境及路段分析各個(gè)控制點(diǎn)的情況。由于同一個(gè)路橋項(xiàng)目所涉及的不同控制點(diǎn)所屬系統(tǒng)不同的，尤其是國家級控制點(diǎn)中采取加密處理的情況，在路橋測量工作中出現(xiàn)的幾率也是較大的。因此整個(gè)測量工作的控制也具有一定難度。一般對有加密國家級控制點(diǎn)的施工路段實(shí)施GPS測量時(shí)，首先沿線設(shè)置對點(diǎn)，并保證每個(gè)對點(diǎn)間距符合1km標(biāo)準(zhǔn)。然后根據(jù)GPS測量結(jié)果計(jì)算出道路測量控制網(wǎng)，使每一個(gè)測量項(xiàng)目能夠高效完成。

2.2特大橋項(xiàng)目測量中的GPS應(yīng)用

特大橋項(xiàng)目是路橋施工中主要的項(xiàng)目類型之一，一般特大橋項(xiàng)目都具有相似的特點(diǎn)，即對空間測量的精準(zhǔn)度要求極高，而GPS技術(shù)的特點(diǎn)也正應(yīng)了這種測量要求。一般特大橋測量時(shí)需要先考慮設(shè)計(jì)和施工因素，只有能夠滿足設(shè)計(jì)與施工要求的方案才能實(shí)施測量。

以某個(gè)跨河公路特大橋?yàn)槔?，由于跨河的橋梁設(shè)計(jì)需要考慮橋梁的平面高度、施工、格位設(shè)計(jì)等基本因素，所以GPS測量也要首先確定出具體的實(shí)施方案?？绾犹卮髽騁PS測量要設(shè)計(jì)四邊形布網(wǎng)，為測量提供最主要的參照依據(jù)。然后選擇聯(lián)合測量方法對四邊形布網(wǎng)中的各個(gè)測量點(diǎn)實(shí)施準(zhǔn)確測量。最后確定與特大橋施工相關(guān)的各個(gè)數(shù)據(jù)。

2.3路橋平面測量中的GPS技術(shù)應(yīng)用

路橋施工項(xiàng)目最為常見的地形條件是地面形態(tài)起伏變化較大、水平面高差較高等情況。由于施工要求的道路在短距離內(nèi)主要呈平面性特點(diǎn)，因此在面對復(fù)雜的地形條件時(shí)，施工項(xiàng)目的平面測量工作是最為常見的測量需求，而且傳統(tǒng)測量方法無法滿足測量要求的普遍情況。GPS技術(shù)在這時(shí)就發(fā)揮了其空間測量特點(diǎn)，不受任何空間條件與自然條件的限制，能夠快速準(zhǔn)確的獲取測量地點(diǎn)的三維坐標(biāo)，即經(jīng)度、緯度、水平高度這三項(xiàng)參數(shù)。有了這三項(xiàng)精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，測量結(jié)果就能夠滿足項(xiàng)目的平面測量要求。具體的測量方法較容易實(shí)現(xiàn)，首先對整個(gè)GPS技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行測量點(diǎn)確認(rèn)，根據(jù)具體的項(xiàng)目規(guī)劃選擇合理的測量點(diǎn)布置方案。然后在不同的測量點(diǎn)安置GPS設(shè)備并實(shí)施分時(shí)段測量和實(shí)時(shí)測量。最后綜合所有測量結(jié)果對整個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，以更好地控制項(xiàng)目設(shè)計(jì)或施工中的偏差。

2.4路橋線路斷面測量中的GPS技術(shù)應(yīng)用

斷面測量對于大多路橋項(xiàng)目的施工來說都是必要條件，GPS技術(shù)在斷面測量中發(fā)揮著無可替代的作用。無論是項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖紙繪制，還是項(xiàng)目施工過程的施工參數(shù)控制，都離不開精準(zhǔn)度高的GPS測量數(shù)據(jù)。一般情況下，當(dāng)路橋項(xiàng)目的施工方案確定并投入施工后，整個(gè)項(xiàng)目就受圖紙的約束，只有符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)才能滿足最基本的項(xiàng)目要求。

例如設(shè)計(jì)圖紙中對公路中心線有明確的地理坐標(biāo)規(guī)定，同時(shí)中心線也是整個(gè)項(xiàng)目施工的最重要參照物，施工的道路橫、縱斷面、樁點(diǎn)等都要以中心線為參照符合施工設(shè)計(jì)的要求，施工過程中由于橫、縱斷面和樁點(diǎn)無法利用傳統(tǒng)測量方法進(jìn)行測量，因此就只有通過GPS技術(shù)獲得各個(gè)參數(shù)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，并以此實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目施工的控制。一般在這一功能實(shí)現(xiàn)過程中基本上都會以實(shí)時(shí)測量的方法對整個(gè)工程施工進(jìn)行跟進(jìn)測量，保持施工全程都在可控制范圍內(nèi)進(jìn)行。

3　GPS技術(shù)在路橋測量中的應(yīng)用前景

靜態(tài)GPS技術(shù)是當(dāng)前路橋測量中應(yīng)用最為常見的技術(shù)方法，基本上能夠滿足大部分路橋項(xiàng)目的基礎(chǔ)測量、設(shè)計(jì)、施工控制等要求。GPS靜態(tài)技術(shù)即通過設(shè)置GPS測量點(diǎn)的方法確定出某一個(gè)測量點(diǎn)的坐標(biāo)，再運(yùn)用計(jì)算方法得出該工程設(shè)計(jì)或施工相關(guān)的各種參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)。這種技術(shù)已經(jīng)基本趨于成熟，在未來仍然有著更新的發(fā)展方向，例如對GPS測量站點(diǎn)的靈活性設(shè)計(jì)等。

除了已經(jīng)相對成熟的靜態(tài)GPS技術(shù)之外，動態(tài)GPS技術(shù)是近年來我國定位技術(shù)研發(fā)的主要方向。對路橋測量而言，動態(tài)GPS技術(shù)有更大的可開發(fā)空間，通過動態(tài)測量能夠減少路橋測量計(jì)算環(huán)節(jié)，使測量效率再度提高，同時(shí)動態(tài)GPS技術(shù)在未來還將與測繪系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)測量與繪制雙重功能。除此之外，動態(tài)GPS技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與進(jìn)一步發(fā)展還能夠?qū)崿F(xiàn)與常規(guī)全站儀的有機(jī)結(jié)合，使GPS測量在任何情況下都可高效實(shí)現(xiàn)，而且由于減少了中間的轉(zhuǎn)站數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)，能夠使測量效率及質(zhì)量得到有效提升。

4　結(jié)束語

隨著我國路橋施工項(xiàng)目不斷增加，各種技術(shù)要求也在不斷提高，不僅要求具有較高的工作精確度，還需要滿足高效性要求。GPS技術(shù)以其極高的精準(zhǔn)度與高效測量的特點(diǎn)，在路橋測量中得到普遍應(yīng)用。未來我國GPS技術(shù)在靜態(tài)GPS與動態(tài)GPS技術(shù)兩個(gè)方面將會加大研發(fā)力度，以更好地為路橋測量應(yīng)用提供更高效的工作支持，促進(jìn)我國路橋事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

[1]張曙光.探析GPS技術(shù)在路橋測量中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015，01：60.

[2]任占貝.淺析路橋施工中GPS測量技術(shù)的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，06：118.

[3]姚華濱，陳賢貞.GPS技術(shù)在路橋工程測量中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?014，12：153.

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1673-0038（2015）40-0273-02

2015-9-20

楊馳（1985-），男，助理工程師，大專，主要從事測量工作。