摘要:隨著橋梁和測繪行業(yè)的發(fā)展，越來越多的高新技術(shù)被應(yīng)用到橋梁測繪工程中，其中GPS技術(shù)的應(yīng)用不僅有效地提高了測繪效率，還能夠解決傳統(tǒng)測繪技術(shù)無法解決的問題。本文主要結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗，首先對GPS測繪技術(shù)進(jìn)行概述，然后對GPS技術(shù)的優(yōu)勢和應(yīng)用要點進(jìn)行了分析和探討，闡述了GPS技術(shù)在橋梁測繪工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:GPS;控制測量;施工放樣;變形監(jiān)測

前言

橋梁工程規(guī)模大、耗時長，采用常規(guī)的測量手段無法較好地進(jìn)行橋梁測繪工作，因而必須采用GPS技術(shù)進(jìn)行橋梁測繪作業(yè)，解決常規(guī)水準(zhǔn)測量無法解決的施工測量難題，確保橋梁工程的順利開展。

1GPS測繪技術(shù)概述

GPS是全球定位系統(tǒng)的英文簡稱，英文全稱為GlobalPositioningSystem，該系統(tǒng)是由20世紀(jì)70年代由美國國防部研究而成的一種同時能夠用于民用和軍用的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，美國政府于1995年4月宣布該系統(tǒng)已組建完畢并投入運(yùn)行。該系統(tǒng)主要利用衛(wèi)星實現(xiàn)定位導(dǎo)航，該系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的定位技術(shù)具有全天候、實時性、全球性、全能性和連續(xù)性等優(yōu)勢，同時具有非常突出的抗干擾性能和嚴(yán)格的保密性。該系統(tǒng)的出現(xiàn)給全世界的導(dǎo)航技術(shù)以及定位技術(shù)帶來了根本性的改變，在軍事以及人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域都帶來了巨大的影響。正因為GPS定位系統(tǒng)的良好特性，使其在各類測量領(lǐng)域中得到了非常廣泛的應(yīng)用，主要包括城市測量、工程測量、大地測量、航空攝影測量等，為我國的各類測繪作業(yè)翻開了新的篇章。GPS主要由空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站及用戶設(shè)備三部分構(gòu)成。該系統(tǒng)相較于常規(guī)測量方法來說，具有測量精度高、測站間無需通視、觀測時間短、儀器操作簡便、全天候作用以及提供三維坐標(biāo)等優(yōu)勢。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)衛(wèi)星星座，設(shè)計由24顆衛(wèi)星(事實上目前經(jīng)常保持27～32顆衛(wèi)星)組成。它們分布間距為60°的6個軌道上，軌道傾角55°，每個軌道面上均勻分布4顆衛(wèi)星。衛(wèi)星的地面高度為20200km。全球定位系統(tǒng)重分布的衛(wèi)星星座，能夠確保在無論哪個時間段或者哪個位置都能夠在同一時間接受到4顆或者以上的衛(wèi)星信號，從而實現(xiàn)瞬間的定位觀測。差分是兩個或更多個測站之間的相對定位，圖1為差分GPS示意圖。圖1中的A與B兩點能夠在相同的瞬間中對相同的至少4顆的一組衛(wèi)星進(jìn)行觀測。并且其中A點作為一個已知點，能夠通過數(shù)據(jù)鏈，將原始信息傳輸給點B，這樣就能夠準(zhǔn)確地確定B點的具體位置。全球定位系統(tǒng)于20世紀(jì)80年代投入到民用的各個領(lǐng)域，特別是在測繪行業(yè)起到了非常巨大的作用和影響。同時隨著各類測繪要求的不斷提高，傳統(tǒng)的三角測量等方法已經(jīng)無法滿足測繪行業(yè)的需要，全球定位系統(tǒng)的高效益、全天候、高精度等特點逐漸在測繪行業(yè)取得了非常顯著的成果［1］。

2GPS技術(shù)在橋梁工程測量中的優(yōu)勢

1)能夠為橋梁測繪部門節(jié)省大量的財力、物力和人力。相較于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，全球定位系統(tǒng)測量效率更高、測量結(jié)果的精度也更高。在橋梁測繪作業(yè)中，在復(fù)雜地形的情況下，傳統(tǒng)的測量技術(shù)缺乏一定的抗干擾性，并且測量得出的可靠性也比較差。而采用GPS技術(shù)，僅僅需要進(jìn)行單個操作站的設(shè)置就能夠?qū)崿F(xiàn)對1500m范圍內(nèi)的地區(qū)進(jìn)行測量作業(yè)，有效地減少了監(jiān)測站的數(shù)量和測繪人員的數(shù)量。2)采用傳統(tǒng)的測量技術(shù)很容易導(dǎo)致測量誤差的出現(xiàn)，測量誤差的出現(xiàn)就必然會引起橋梁工程大返工，而GPS測繪技術(shù)能夠有效解決這一問題，可以通過建立3～4人為1個單位的流動站，每一個放樣點僅僅需要停留0．5s就能夠完成中線測量的5～10km。3)自動化程度更高，采用GPS測繪技術(shù)實現(xiàn)了觀測、處理高度自動化，高度自動化能夠有效地減少人為測量的誤差，提高測量結(jié)果的精度。

3GPS技術(shù)在橋梁測繪工程中的應(yīng)用

在橋梁工程控制測量中，利用GPS就是建立GPS控制網(wǎng)，其應(yīng)用主要包括進(jìn)行平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)的建立等。在橋梁GPS測繪作業(yè)中，GPS能夠提供三維定位信息，能夠有效地對橋梁的跨河和跨海水準(zhǔn)問題進(jìn)行解決。只要能夠以一定的精度要求得出測站點的高程異常差值，就能夠?qū)�GPS點的大地高轉(zhuǎn)換成為正常高，從而對橋梁施工中的高程控制進(jìn)行實現(xiàn)。GPS在橋梁施工控制測量中的應(yīng)用較好地對海上高程控制測量以及連續(xù)多跨跨海高程貫通測量的難題進(jìn)行了解決，為跨河和跨海施工提供了先進(jìn)的技術(shù)。在GPS控制網(wǎng)的布設(shè)過程中，需要以橋梁的勘測設(shè)計要求和橋梁的變形監(jiān)測的需要為依據(jù)，嚴(yán)格按照“整體控制、局部加密”的原則。在選擇控制點位置時，必須綜合考慮橋梁施工的特點和需要，不僅要求控制點的位置在施工便道之外，同時滿足GPS測繪的要求，還要求盡量確保相鄰兩點之間的通視［2］。如某橋梁起始樁號為DK172+764．830，終止樁號為DK173+939．400，孔跨布置:12－32m簡支梁+1－(40+64+40)m連續(xù)梁+19－32m簡支梁。中心里程:DK173+352．115，橋全長1174．49m。本橋簡支箱梁采用預(yù)制架設(shè)法，連續(xù)梁采用懸臂灌注法施工。本橋橋臺采用雙線矩形空心橋臺，臺頂斜置;橋墩1號～11號、16號～33號橋墩采用圓端形實體橋墩;0號～34號墩臺采用鉆孔灌注樁，橋位于曲線上，雙線，線間距4．6m。該橋平面控制網(wǎng)采用GPS同步靜態(tài)觀測模式，采用大地四邊形或三角形同步圖形擴(kuò)展方式進(jìn)行布網(wǎng)，采用2個公共測站實現(xiàn)相鄰?fù)�步環(huán)之間的連接，由大約5個觀測站組成1個同步環(huán)，每個環(huán)同步觀測1個時段，每時段觀測不低于60min，滿足設(shè)計要求。GPS觀測數(shù)據(jù)采用接收機(jī)自帶的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件，將原始觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的Ｒinex格式，接著選擇徠卡公司LGO7．0軟件統(tǒng)一進(jìn)行基線解算，在基線解算滿足要求之后將基線向量文件輸出，通視進(jìn)行平差計算。水準(zhǔn)觀測的主要技術(shù)要求嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行，所有相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)和限差均在數(shù)字水準(zhǔn)儀中進(jìn)行設(shè)置，在外業(yè)觀測的過程中，由儀器自帶的水準(zhǔn)路線測量軟件系統(tǒng)實現(xiàn)實時檢查和提示，只要發(fā)現(xiàn)超過限制的情況，則需要立即進(jìn)行重新測量，從而確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。平面高程復(fù)測完成后，復(fù)測成果應(yīng)及時向監(jiān)理單位報批，批準(zhǔn)后方可使用。

4結(jié)論

綜上所述，GPS精密定位技術(shù)具有全天候、高精度、實時性等多種優(yōu)勢，已在我國橋梁測繪工作中得到廣泛的應(yīng)用，并且取得了非常好的測繪效果，充分地證明了GPS定位技術(shù)的測量優(yōu)越性。今后，隨著科技的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)也將會得到進(jìn)一步的發(fā)展，其應(yīng)用范圍也會更加廣泛，取得的測量結(jié)果也會更加精確，將為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)揮更大的作用［3］。

參考文獻(xiàn):

［1］吳迪軍．GPS在現(xiàn)代橋梁工程測量中的應(yīng)用綜述［J］．鐵道勘察，2006，32(2):1－2．

［2］孟祥妹，趙振東．GPS技術(shù)在道路橋梁工程測量中的應(yīng)用［J］．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，4(6):239．

［3］舒國明，郭磊．GPS定位技術(shù)在橋梁施工測量中的應(yīng)用［J］．交通標(biāo)準(zhǔn)化，2006，31(5):36－39．