路桥工程测量中GPS的应用现状与发展趋势分析

路桥工程测量中GPS的应用现状与发展趋势分析

李庆伍

中铁十九局集团第二工程有限公司辽宁辽阳111000

摘要：随着社会不断进步，GPS技术持续发展，GPS已被广泛应用到路桥工程测量过程中，极大地提高了路桥施工整体质量，提高路桥工程建设效益。结合工程案例，客观分析了路桥工程测量中GPS应用现状，探讨了其发展趋势与具体应用。

关键词：路桥工程测量；GPS测量技术；应用现状；发展趋势；分析

引言

在新形势下，随着城市现代化建设步伐日渐加快，公路桥梁施工技术、施工测量工艺日渐先进。由于大桥建设周围地理环境复杂化，传统的定位与测量技术已无法满足新时期路桥建设的客观要求。同时，施工速度快、精准度高是GPS测量技术的显著特征，为桥隧控制测量作业提供了更加“先进、高效”的测量手段，极大地提高了桥隧维护工程测量准确率，有利于桥隧工程整体质量。

1工程案例

以某地区某路桥工程为例，属于三跨预应力混凝土连续刚构桥，箱梁宽度17m，底板宽度10m，跨度93m+158m+198m，箱梁宽为15m，已投入到使用中，但某段落路桥应用一段时间后出现裂缝等质量问题，GPS技术被应用到其桥隧维护工程测量中。

2路桥工程测量中GPS的应用现状

GPS的全称为全球定位系统，步入实用组网阶段之后，逐渐被广泛应用到不同领域中，相关研究人员对其进行了实用开发研究。就我国而言，20世纪80年代末期，石油部门、国家测绘局等相继进口了GPS接收机，从不同角度入手开展了一系列的研究工作。20世纪90年代，我国科技进一步发展，卫星的数量日渐增多，GPS接收机价格下降，大部分单位都有能力购买GPS接收机，将其广泛应用于导航形变监测等方面，GPS的应用取得了较大的发展。

2.1静态GPS相对定位的应用

就静态相对定位来说，是指两台以上的接收机同步接收卫星信号，在卫星信号处理下，相关人员可以准确计算出对应两点在WGS-84地心坐标系的具体三维坐标差值，以其中一点坐标为基点，可以准确推算出对应一点坐标。静态GPS相对定位的精准度特别高，被广泛应用到不同方面，比如监测形变、测量大地具体情况、勘测线路中。当下，静态GPS相对定位主要用于线路精密控制网、桥隧精密控制网方面，可以准确测定出航测相片外部的具体控制点情况。在新形势下，高级道路工程建设项目日渐增多，工程建设规模不断扩大，路线勘测方面已被提出新的更高要求，但线路长、已知点少，传统的测量手段已无法应用到布网中，测量的精准度也不高，而GPS正好可以弥补传统测量技术存在的缺陷，在科学布网的同时，提高测量精准度。我国借助GPS技术，已逐渐构建起线路首级高精度控制网，被广泛应用到路桥维护过程中，以定位技术为基点，结合该地区桥隧各方面情况，构建首级控制网，借助常规方法，合理布设导线加密。经相关证实，在静态GPS相对定位作用下，几十公里内路桥工程绝对点的误差大约只有2cm，这是常规测量方法无法达到的精准度，还在一定程度上缩短了桥隧维护工程项目建设周期，降低了其维护成本。

2.2动态GPS相对定位的应用

和静态GPS相对定位相比，动态GPS相对定位有着本质上的区别，将一台GPS接收机合理安置在基准站，保持不动，而对应一台或者多台GPS接收机则处于动态状态。相关人员以基准站、流动站的信号差分为基点，准确计算出流动站不同时间段的位置参数，差分GPS动态测量信息数据处理有两种形式，即实时处理、后处理。实时处理是指相关人员必须借助发射设备、接收设备，将基准站的各类数据信息是及时传输到流动站中，而后处理并不需要进行各类数据的传输。

3路桥工程测量中GPS的发展趋势

3.1静态GPS定位的发展趋势

今后，在勘测线路过程中，静态定位技术的应用范围进一步扩大，常规测量方法被取代，隧道外控制到大型桥梁施工测控，首级控制到一、二级导线控制，其相关的应用理论研究更加深入，相关的作业规范不断被建立与完善，静态GPS定位能够更好地服务于线路、桥隧工程测量。在路桥工程测量过程中，GPS的应用可以科学联测远距离的已知点，可以直接进行通视，短距离测量速度特别快，较高的精准率，有利于桥隧施工顺利进行，测量人员要借助GPS多样化的优势，及时、快速布设高精度的综合网，而这已是新时期GPS重要的研究方向之一。就静态GPS相对定位来说，建立在动态差分定位基础上，在动态差分测量过程中，参考站只有一个，一系列基准数据的获取都离不开静态相对定位，在静态GPS相对定位作用下，相关人员可以构建以动态差分定位为中心的基准站网络，实现动态差分定位。

3.2动态GPS定位的发展趋势

当下，就我国而言，动态GPS技术很少被应用到线路勘测过程中，这是今后研究的重要方向，也就是说动态GPS技术应用到线路勘测后，线路勘测技术水平也会进一步提高。就动态GPS定位来说，其应用前景主要体现在这两个方面。一是RTK技术与常规全站仪相结合。RTK的测量精准度可以达到厘米级，实时性是其显著特征，全称为实时载波相位测量，即RealTimeKinematic。在RTK技术作用下，观测数据质量进一步提高，被广泛应用到不同方面，比如中线测设、野外观测数据的采集。在桥隧维护工程中，如果RTK与GPS相融合，可以更好地了解桥隧破损情况，缩短桥隧维护时间的同时，提高其维护整体质量，而这将会是一种全新的线路勘测系统。换句话说，在未来的发展道路上，RTK与常规全站仪相融合属于线路勘测技术发展方面的重中之重，可以为桥隧维护工程设计提供重要的参考数据，确保桥隧维护施工与竣工测量工作有序进行。二是优化利用GPS辅助航测成图以及构建科学的模型。对于航测成图来说，每对像对所需的控制点不止一个，为4~6个，桥隧平面位置以及高程的测量所花费的“时间、财力、物力”特别多。但在GPS辅助航测成图作用下，测量人员可以借助GPS，准确测定摄影中心的三维空间坐标，所需的地面控制点也不多，可以动态控制对应的图片，减少工作量的同时，提高了桥隧维护工作效率与质量。

4路桥工程施工中GPS技术的具体应用

在路桥工程施工中，GPS技术的应用非常多。在桥隧维护过程中，测量人员可以借助GPS技术，对施工位置进行合理化的标记，提高放样测量准确率。结合该地区桥隧维护施工现场具体情况，将GPS参考站合理设置在其控制网络中心控制点处，要设置2台操作站，以控制器为基点，对施工具体位置进行合理化地调整，减少施工偏差，避免维护施工中出现返工现象。在高程控制测量方面，测量人员可以借助GPS技术，动态测量无法进行人工测量的桥隧段，提高桥隧高程测量精准度，确保桥隧维护施工顺利进行。在线路横、纵断面测量方面，GPS技术的应用便于测量人员获取地形测绘中的一系列数据，减少外业定位测量方面的工作量，测量人员不需要到施工现场测量桥隧的横纵断面，降低了测量成本，工程维护施工也能如期进行。

5结语

总而言之，勘测和设计紧密相连，但我国线路勘测水平较低，“集成化、系统化”程度也不高，和世界先进水平有着较大的差距，还需要进一步提高，更好地满足路桥勘测设计方面的客观要求。但在路桥工程设计中，数据采集难度较大，GPS、航测等技术逐渐被应用到工程原始数据采集中，发挥着重要的作用。在路桥公路工程施工中，GPS技术被应用到不同方面，比如，测量高程与放样，桥隧施工企业必须多角度提高自身测量技术水平，提高桥隧工程整体质量，实现最大化的经济效益。

参考文献

[1]王宝乙.GPS在路桥工程测量中的应用现状及发展趋势研究[J].中国新技术新产品,2011,08:48.

[2]刘颖,李杰.GPS在路桥工程测量中的应用现状及发展趋势研究[J].黑龙江科技信息,2011,14:71