GPS在路桥设计与监测中的应用研究

GPS在路桥设计与监测中的应用研究

王晓平1孙波2

1.威海市公路勘察设计院山东威海264200；

2.威海市公路管理局直属分局山东威海264200

摘要：在我国交通建设快速发展之下，路桥是我国交通网当中非常重要的一个组成部分，它的建设以及质量的水平必须要满足我国社会经济发展的需求。随着我国路桥工程的逐渐增多，路桥的设计以及监测的工作成为了其中的重点，所以在设计当中必须要非常的合理，在监测的工作当中要十分的准确，这样的话，就对相关的技术有了非常高的要求，那么GPS技术的使用，在路桥建设的过程当中提供了很大的便利，它的合理性以及精确性都比较高，所以在各个方面中都有了良好的发展。

关键词：GPS；路桥设计；监测；应用

引言

路桥工程作为我国交通建设的重要组成部分，在交通建设快速发展的现今，其质量受到政府和社会的广泛关注。路桥质量的好坏很大程度上取决于设计的精准度和合理性，而设计的好坏又取决于测量的准确性!测量工作会收到很多因素的阻碍，例如地形地势，管线工程，建筑人流车流等。GPS能为我们提供精确的三维坐标，不受上述不良因素影响，不仅精确而且快速，相比于传统的测量技术，大大的缩短了测量工期，提高了设计效率，有利于路桥工程的发展，值得推广应用。

1GPS简介

GPS是一种无线电导航系统，观测对象是人造卫星，共24颗均匀的分布在6个轨道，能够实现24小时、全方位接收信号。地面控制站包括三部分，卫星传递回地面的信号由监控站接受，信号在主控站进行分析计算，需要修正的将得出的改正参数，将各种数据通过注入站注入到卫星中。用户手中的设备直接接受卫星发出的信号，完成导航定位。

2GPS技术在路桥设计中的优势

通视困难往往是影响常规测量的重要因素，若遇到茂密的森林、灌木等地区，根本无法实现在300m范围内的控制，所以无法实现常规测量!若以砍伐来实现通视，不仅作业量大，更对生态环境造成了一定的损害。对于特大隧道以及桥梁的测量要求是等级在四等以上，若使用常规测量方法，就要增加测回数，这样会增加测量时间，既费时间，又费人力，这不仅延长了工期，还提高了人工成本。而且往往隧道所在地地形复杂，尚存在无法通视的问题。由于GPS是全方位、24小时对全球进行监控，所以测量技术不受时间和地点的限制，能够在任何时间任何地点随时进行定位测量。测量站点之间不需要通视，只要站点上方开阔，不存在信号干扰，能够接受卫星信号，就可以进行测量，也未测量站的选址提供了方便。使用GPS技术进行测量时不需要考虑天气的影响，几乎任何天气下都可以正常运行。测量所需要的时间短，定位准确度高，测量的距离却长，GPS技术的优势就越突出，且GPS可以提供三维坐标，不仅实现平面的测量且能精确测定高程，具备以上优势的同时，GPS的操作更简便、功能更强大、应用更广泛、接收器体积小便于携带，利用此项技术避免了大量砍伐树木，节省了人力成本、时间成本，提高了设计精准度，大大缩短了工期，可以同时收获经济效益、社会效益和生态效益，所以GPS技术值得推广应用。

3GPS技术在路桥设计中的应用

3.1GPS静态相对定位的应用

在未来，对于线路的勘测，GPS静态定位技术因其自身的优势所应用的领域将会越来越广，很可能成为主要测量方法，从隧道外测量监控到大型桥梁的施工测量控制，从首级控制到一二级导线的控制等，其有关的应用和理论上的研究将不断深入，与之相关的实际操作规范将建立并不断加以完善，静态GPS定位应用到路桥的工程建设维护中，能够更好地服务于其控制和测量的工作。GPS能够更科学地对远距离已知点进行联测，并且能够直接进行通视，在进行短距离测量时速度极快，且动态感较强，测量精度高，使路桥隧道等工程的施工更加方便顺利。

3.2GPS动态相对定位的应用

对于动态GPS的应用趋势主要有以下两方面：（1）RTK技术与常规全站仪进行结合。RTK技术在测量的精度上非常高，可以精确到厘米，而且实时性非常强，其全称是RealTimeKinematic，即实时载波相位测量。采用RTK技术，会使观测的数据质量更高，其应用的广泛也较广，如野外数据的采集、线测设。在路桥工程建设维护中，如果将RTK技术与GPS技术相结合，就能够对桥隧破坏的程度了解得更详细，能够缩短路桥维护的时间，提高路桥工程的整体质量，而这种勘测系统将会是线路勘测技术上的一次革新，这将是一种全新的线路勘测系统。（2）采用GPS辅助的航测成图和建立模型目前对航测成图来讲，每对像对需要的控制点至少4-6个，路桥平面位置和高程的测量需要大量的人力物力和时间，但GPS辅助航测成图，测量员可借助GPS，精确地测出摄影中心的三维空间坐标，试验表明，这种测量技术，不需要太多的地面控制点就能达到像片控制的目的，从而提高工程质量和工作效率。

3.3GPS定位的应用

GPS定位是以载波相位测量的动态相对定位为基础而研制的一种定位的方法，这种方法在各种工程测量当中有着十分广泛的应用。因为快速确定整周未知数方法的不断发展，已经成为一种精度比较高的、实时的动态相对定位技术的测量系统，它所使用的方法是载波相位动态实时差分的方法，这种方法对于传统的GPS技术来说有了新的进步和突破，如果基准站是在为多个用户服务的状况下，GPS接收机的采样概率与用户接收机中最高的一样，其中的精确度相对来说也非常的高，从而有效的确保了数据的真实可靠性，同时也大大的提高了工作的效率。

4GPS技术在路桥监测中的应用

（1）监测的精确度比较高.它在任何环境当中的适应能力在一定程度上比较的强，在路桥监测的工作当中，GPS技术具有一定的环保性能，同时因为它的环境适应能力比较强，所以在一些地势地形比较复杂、自然环境比较恶劣的情况当中，它依然可以发挥自身特有的优势在路桥监测的工作当中发挥着十分重要的作用。（2）在路桥检测工作当中GPS技术监测的工作效率相对来说比较高，同时具有非常强的自动化。在GPS工作的同时，它可以对地面控制系统的数据进行记录、分析以及计算，在很大的程度上节约了人工的工作成本，大大的提高了路桥监测工作的工作效率。（3）GPS中的GPS-RTK定位技术可以在路线勘察的时候可以实时的确定其所在位置的空间三维坐标，对其直接进行相关数据的测量，使路桥监测工作在一定程度上得到了简化，在很大的程度上提高了路桥监测工作的工作效率和工作的质量。

结束语

总之，路桥工程建设是交通运输工程建设的重要组成部分，人民的日常出行、我国经济的发展，都离不开道路及桥梁。在实践中要不断摸索GPS技术应用过程中可以完善和改进的方面进行优化，扩展其适用范围，简化操作，使其更加自动化实用化以更好地为交通建设路桥工程的发展服务。

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