何勤軍

摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，道路橋梁工程的建設(shè)也是如火如荼，工程測量是路橋工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，通過GPS技術(shù)的應用有助于測量水平的提升，提供準確的數(shù)據(jù)，為路橋工程的建設(shè)提供保障。

關(guān)鍵詞：道路橋梁；工程測量；GPS技術(shù)

1GPS測量的特點

1.1不受時間、地點限制

GPS使用不會受到時間和地點限制，它可以在全球任何一個位置、任何時間進行觀測，所以，全天24h，海陸空任何地點都可以隨時進行定位。

1.2不受天氣限制

GPS使用不會受到天氣任何限制，冰雹天氣、雨雪天氣、大霧天氣等，這些天氣GPS定位服務(wù)依然可以正常進行，保證使用者在惡劣天氣下能夠順利地完成定位、測量、監(jiān)測等工作。

1.3實時定位

GPS定位結(jié)果是實時的，以往衛(wèi)星系統(tǒng)對定位結(jié)果獲得，是要測幾個時間段時間之后，才能得知，而GPS是利用實時數(shù)據(jù)獲得實時定位，所以，GPS具有實時性，對于使用導航用戶而言，方便、快捷和準確。

1.4無須通視

在傳統(tǒng)測量方式中，兩個點之間，只有通視才能測量，而GPS在測量時，它最大優(yōu)勢在于兩點之間測量不再需要通視，只要測量點能夠接收到衛(wèi)星信號，便可以對此測量點進行定位，從而進行測量，所以，GPS給測量工作帶來了很大便利，減少了成本費用，同時測量精確度非常高。

1.5降低了測量難度

GPS接收機在不斷更新和完善，所以，GPS自動化測量技術(shù)也逐漸提高，正在慢慢趨向于“傻瓜式”操作。對于一些較為復雜地形和在較為惡劣環(huán)境下，應用GPS測量技術(shù)，只要工作人員將儀器安裝好，連好電纜線，監(jiān)測其工作狀態(tài)，而接下來測量工作均由GPS自動完成，并記錄結(jié)果，在測量結(jié)束時，僅僅是將電源切斷，接收機收好，測量工作即可結(jié)束。與此同時，目前接收機功能越來越強大，體積反而越來越小，所以重量也相對較輕，其更容易被提取和放置，這也在一定程度上減輕了工作者勞動強度，提高了工作效率。

1.6定位精度高、速度快、經(jīng)濟效益高

與傳統(tǒng)方法比較，GPS精度較高、速度快、操作便捷、自動化程度高，這些優(yōu)點是任何測量方法都無法比擬，所以，GPS在國家經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展上做出了卓越貢獻，同時創(chuàng)造了較高經(jīng)濟效益。

2在路橋施工中GPS測量技術(shù)優(yōu)勢

GPS技術(shù)控制網(wǎng)邊長、網(wǎng)形都具有嚴格、明確規(guī)定，局限性較強。《工程測量規(guī)范》中明確要求GPS技術(shù)定位三角網(wǎng)中三角形內(nèi)角必須始終大于30°，在測量過程中，即使地形方面對測量工作造成了限制，該三角形內(nèi)角也必須大于25°。在實際測量工作中，受到地理環(huán)境因素影響，部分工程測量項目三角形網(wǎng)無法滿足這一要求。在這種情況下，GPS測量技術(shù)能夠取代常規(guī)定位、測量方法，較好解決這一困境。GPS技術(shù)目前已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候直接測量待測點三維坐標，能夠在路橋施工中發(fā)揮強大技術(shù)性優(yōu)勢。在路橋施工中利用GPS測量技術(shù)能夠有效避免工程因測量工作粗差出現(xiàn)返工。同時，GPS測量技術(shù)測量精度高，勘測效率高，能夠有效減少測量工作花費時間，從而促進工程進度。利用GPS測量技術(shù)進行測量，每個放樣點只需停留一兩秒時間，測量效率與常規(guī)測量相比明顯更高。在進行中線放樣時，還能同時進行中樁抄平，交叉作業(yè)，GPS技術(shù)有效提高了路橋施工測量效率。GPS測量技術(shù)在路橋施工中不僅能夠應用到路橋測量平、縱、橫、監(jiān)理，還能用于施工放樣、竣工測量、養(yǎng)護測量等多個方面。與全站儀相比，GPS測量技術(shù)具有明顯優(yōu)勢。全站儀就是全站型電子速測儀，它是一種三維坐標測量系統(tǒng)，能夠自動顯示測量結(jié)果，還能與外圍設(shè)備交換信息。全站儀主要組成單元包括電子測角、電子測距、電子計算、數(shù)據(jù)存儲。全站儀能夠?qū)崿F(xiàn)測量、處理過程電子一體化，其測量基本原理是測角、測距。全站儀一大缺陷是受通視條件限制，為此，利用其進行路橋施工測量，多采用偏距支距法進行放樣。利用全站儀進行路橋施工測量，則會存在極坐標與直角坐標互換問題。同時，不斷搬站也會導致極坐標定向方向發(fā)生變化，換算參數(shù)發(fā)生變化。為此，利用全站儀進行測量，外業(yè)工作人員需要十分熟悉換算公式和方法。GPS測量則能夠直接獲取待測點坐標，利用坐標系統(tǒng)進行互相轉(zhuǎn)換。利用GPS進行測量，只需要求得國家坐標系統(tǒng)和地方坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)即可。與全站儀相比，GPS具有許多優(yōu)勢，如無需通視，測量精度高，測量速度快，測量方式簡單，花費少，抗干擾，靈活性強等等。

3 GPS技術(shù)應用

3.1基準站設(shè)置

基準站設(shè)置應選擇在周圍地形空曠帶，周邊無高大建筑物，盡量避開高壓線、無線電站、變壓器等有線、無線位置；地基要選擇在堅固牢靠平坦區(qū)域，必要時采用鋼筋混凝土或灰土對地基進行處理，防止大風吹動，影響GPS觀察數(shù)據(jù)?；鶞收驹O(shè)置包括方法很多，主要有：

1）任意點設(shè)定法，此方法設(shè)置比較簡單，通過已知點或未知點在測區(qū)內(nèi)任意設(shè)置基準站。優(yōu)點為基準站位置選擇空間比較大，在施工現(xiàn)場容易設(shè)置；缺點為在后續(xù)測量中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換比較復雜，為測量增加了工作量。

2）內(nèi)業(yè)解算坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)法，此方法主要是先在內(nèi)業(yè)做好準備工作，然后通過GPS強大功能計算出轉(zhuǎn)換參數(shù)，便可進行下階段施工。優(yōu)點為操作比較簡單，不需要實地聯(lián)測進行匹配便可進行操作；缺點為：基準站距離流動站較遠時或周圍具有高建筑、視野不開曠時，信號不夠穩(wěn)定，需要重新選擇地方。

3）已知點校正基準站法，此方法主要通過內(nèi)業(yè)及GPS計算出參數(shù)，對基準站進行校正。優(yōu)點為：方法比較簡單，應用靈活；缺點為：對基準站假設(shè)位置要求比較高，必須選擇在地勢比較空曠，視野良好信號好地方。通過各方法對比，選擇適合測量工作，基準站設(shè)置是下階段GPS測量準備工作。

3.2靜態(tài)測量技術(shù)應用研究

（1）勘察路線和選擇GPS地址。工作者應當根據(jù)工程實際情況做好測量工作，通過勘察結(jié)果明確線路方向并合理進行沿線選擇，可以利用GPS等現(xiàn)代信息技術(shù)進行附近路線勘察監(jiān)測，明確具體位置，并且利用該技術(shù)對具體位置進行準確地確定。

（2）設(shè)計科學合理GPS站點控制網(wǎng)。以道路坡度、地形等情況為基礎(chǔ)對道路建設(shè)具體路線進行確定，利用衛(wèi)星、現(xiàn)代科技信息技術(shù)提高定位精準度，從而全面提高設(shè)計可靠性及可行性。

（3）選擇合適GPS站點和埋石。加強GPS站點設(shè)置及管控，合理進行位置選擇，以相關(guān)參數(shù)、技術(shù)要求、工程需要為基礎(chǔ)加強對站點擴展及聯(lián)系。

（4）安裝測量儀器進行觀測。根據(jù)國家標準規(guī)定及工程標準要求確定衛(wèi)星數(shù)量以及設(shè)置方式是否滿足要求。開展外業(yè)觀察工作中應當保證監(jiān)測時間在半小時以上，設(shè)置不低于四個觀測衛(wèi)星。

（5）處理觀測數(shù)據(jù)。完成觀測工作后在計算機中輸入GPS觀測所得結(jié)果數(shù)據(jù)并且對數(shù)據(jù)進行高質(zhì)量分析處理，并且保存。

（6）將GPS控制網(wǎng)加密。首先要將第一級GPS控制網(wǎng)進行加密處理，然后要以GPS點位起點和重點合理分段并且設(shè)置導線。

（7）用計算機計算出此條線路導線坐標和平差。

3.3RTK技術(shù)應用

（1）靜態(tài)定位

測量中需要坐哈靜態(tài)定位，將GPS接收器設(shè)置在各個測量站點，保證接收器工作正常。接收器觀測數(shù)據(jù)需要在測量過程中和接收衛(wèi)星、基站保持同步，進而計算側(cè)向所得數(shù)據(jù)、位置并且進行校對。測量工作中如果結(jié)果、精度達到規(guī)定要求那么可以停止測量。在加密控制網(wǎng)絡(luò)中開展靜態(tài)定位測量，測量方式如果為原始測量那么很多外界因素會影響到測量準確性，很多測量工作無法在惡劣條件區(qū)域開展，此時為了避免出現(xiàn)測量問題需要利用GPS測量技術(shù)從而保證測量結(jié)果準確且可靠，提高測量精準度。

（2）動態(tài)定位

完成測量工作后需要觀察處理結(jié)果然后再開展安裝工作，進而實現(xiàn)自動觀察效果。為確保采樣點位置準確應當保證觀察結(jié)果同步于基站數(shù)據(jù)。當前采用GPS測量激素能夠得到較為準確測量結(jié)果，其可以達到cm級別精準度，可見其準確度非常高。將動態(tài)定位技術(shù)應用于路橋工程施工中能夠完成繪制地形圖、測量橫截面，能夠?qū)χ袠哆M行高效測量。

（3）大型地形圖繪圖

利用全站儀、經(jīng)緯儀測量破碎部分，可以結(jié)合小平面映射。最后在地形圖繪制中可以采用大比例。傳統(tǒng)測試站應當能夠在工作站、斷點觀察范圍。這種方式具有大強度勞動、長時間、較慢速度特點，不過采用GPS技術(shù)對人員和儀器設(shè)備要求較低，斷點范圍坐標能夠在幾分鐘內(nèi)確定。將要素代碼輸入其中然后快速映射到繪圖軟件中。

（4）道路選擇和中線鉚接

以規(guī)章制度為基礎(chǔ)開展勘測設(shè)計工作。應用RTK技術(shù)能夠提高中線勘測準確度，提高中線選擇科學性。流動站中以RTK作為接收器能夠?qū)⒁欢ň嚯x數(shù)據(jù)收集同時參考控制點。對重要設(shè)備材料進行準確定位并且在接收器中輸入相關(guān)數(shù)據(jù)利用繪圖軟件繪制選擇線。對現(xiàn)場破碎部件進行放樣校準。

4GPS在路橋工程中應用發(fā)展趨勢

雖然當前我國路橋工程建設(shè)中，已經(jīng)開始應用GPS技術(shù)進行路橋施工測量，但是由于我國對于該項技術(shù)應用時間較短，所以，GPS技術(shù)在路橋工程測量中應用還有很大發(fā)展空間。在未來測量作業(yè)環(huán)節(jié)，通過對GPS技術(shù)不斷完善與優(yōu)化，可以使其發(fā)揮出更大作用。

4.2靜態(tài)GPS定位應用趨勢

在未來路橋工程建設(shè)過程中，GPS靜態(tài)定位技術(shù)很可能成為測量作業(yè)環(huán)節(jié)主要技術(shù)，從隧道外測量監(jiān)控到大型橋梁施工測量控制，從首級控制到一二級導線控制等，GPS技術(shù)應用將更加廣泛，同時，在勘測環(huán)節(jié)操作規(guī)范也將不斷被完善。除此之外，路橋工程部門還可以在工程后期維護工作用，應用靜態(tài)GPS定位技術(shù)。通過靜態(tài)GPS定位技術(shù)可實現(xiàn)遠距離已知觀測點聯(lián)測，便于對路橋工程在使用過程中發(fā)生沉降進行觀測，同時為路橋工程加固與養(yǎng)護提供可參考依據(jù)。

4.2動態(tài)GPS定位應用趨勢

從當前應用現(xiàn)狀來看，動態(tài)GPS定位技術(shù)還有應用于路橋工程線路勘測環(huán)節(jié)，但是隨著對該項技術(shù)研究不斷深入，在未來路橋工程測量環(huán)節(jié)，動態(tài)GPS定位應用將會為路橋建設(shè)提供一定便利。未來對于動態(tài)GPS定位發(fā)展趨勢包括以下方面：首先，RTK（RealTimeKinematic）技術(shù)即實時載波相位測量技術(shù)，與全站儀融合應用。在工程測量環(huán)節(jié)，RTK技術(shù)應用可以使測量精度保持在厘米水平。同時，該技術(shù)還可在野外數(shù)據(jù)采集和線測設(shè)等方面發(fā)揮作用。在路橋工程中應用GPS-RTK技術(shù)，就可以詳細了橋隧工程使用情況，并且可以為工程維護計劃制定提供必相關(guān)數(shù)據(jù)。其次，在未來測量作業(yè)中，可以通過GPS技術(shù)對航測成圖進行輔助，并以此為基礎(chǔ)建立工程三維模型，航測成圖需要準確測算出路橋工程中4～6個控制點平面位置與高程信息，這對于路橋工程放樣測試和高程控制測試意義重大。除此之外，在航測成圖過程中應用動態(tài)GPS技術(shù)可以對攝影空間內(nèi)三維坐標進行精確測定，這樣可以使工程建模準確度更高，從而提升路橋工程勘測作業(yè)整體工作效率。

5結(jié)語

在路橋工程建設(shè)中GPS技術(shù)在未來將得到更加有效應用，動態(tài)與靜態(tài)GPS定位技術(shù)都在實際應用中都需要根據(jù)工程具體情況進行優(yōu)化，未來全球定位技術(shù)本身也會得到快速發(fā)展，隨之而來就是其相應技術(shù)在具體應用中效果優(yōu)化，在路橋工程建設(shè)中應用當前這些先進數(shù)字化測量技術(shù)是路橋工程建設(shè)與管理效果提升重要路徑，也是我國交通事業(yè)發(fā)展助推力量。

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（作者單位：北京建達道橋咨詢有限公司）