GPS定位技術在橋梁施工測量中的應用

發布時間：2019-03-12所屬分類：科技論文瀏覽：1238次

摘 要： [摘要]GPS全球定位系統最先是誕生于美國，它是通過衛星進行導航定位，上個世紀70年代被用與軍事定位和偵察領域。GPS具有良好的定位性、精確度和抗干擾性，這也是它之后被廣泛地運用于測繪測量、工程施工、地圖繪制等多個領域中的主要原因。隨著GPS技術的不管

　　[摘要]GPS全球定位系統最先是誕生于美國，它是通過衛星進行導航定位，上個世紀70年代被用與軍事定位和偵察領域。GPS具有良好的定位性、精確度和抗干擾性，這也是它之后被廣泛地運用于測繪測量、工程施工、地圖繪制等多個領域中的主要原因。隨著GPS技術的不管改進，對其熟練地使用可以有效降低工程時間和成本。因此，研究GPS定位技術在橋梁施工測量中的應用還是有很大的實踐意義。

　　[關鍵詞]GPS定位技術,橋梁,施工測量,應用

　　引言

　　隨著我國經濟建設腳步的加快，各項工程項目的建設數量也是大大增加。我國幅員遼闊，地形地勢又有著不同的特點，因此對于橋梁建設的需求還比較大，但是同時橋梁建設施工復雜，技術難度高，對于施工人員的專業素質要求也很高。一些傳統的測量施工技術已經不適合現階段橋梁工程的施工要求。因此，如何應用先進的GPS定位技術服務于橋梁施工過程，解決一下現存的測量難題成為了橋梁工程師們共同面對的挑戰。

　　1GPS技術概述

　　1.1GPS技術簡介

　　GlobalPositioningSystem(GPS)即全球定位系統，全球衛星定位技術是在導航衛星系統上逐步發展出來的無線電導航定位技術，像熟知的GPS就是其中之一[1]。因為其多顆衛星的使用，使得GPS具有了全天候、高精度、全球全能的特點。其原理就是通過衛星接收用戶機的數據，精確判斷兩者間的距離，分析被測物體的具體位置，精確度可達到毫米級以上。

　　因為為定位技術的普及，以及同實時動態測量技術的結合，現在的電子地圖使用已經非常普及。GPS-PTK測繪技術的共同使用，使得在工程師在施工現場可以僅需進行實地放樣工作，提高了效率也節約了人力。

　　1.2GPS構成

　　GPS由空中24顆衛星構成空間部分，衛星均勻分布在環繞地球運行的軌道上，覆蓋地面絕大多數位置，都可接收到和發射信息到這些衛星。地面控制部分就是有監測站和控制站組成。最后就是大家最為熟悉的GPS信息收發站，計算機成像軟件，計算機測算軟件等等，這些信號處理系統被稱為用戶部分，將從衛星接收到的信息進行處理，為導航和測繪工作提供數據。

　　1.3GPS特點

　　GPS比起其他傳統的測量定位方式有著無法比擬的優勢，尤其是它的實時通視功能，能幫助操作人員進行及時調整，數據信息的可利用率更高而且測量定位也更加精確，降低了時間和人力成本�？偟膩碚fGPS全球定位系統有著高靈活度、高精度、應用領域廣的特點，正是這些優點使得GPS應用于橋梁施工測量工程時減少了錯誤選點的可能，即便是在比較閉塞偏遠的地方進行作業，也可以接收到信號，受干擾程度小。

　　2GPS在橋梁施工測量中的應用

　　隨著GPS技術和計算機科學技術的不斷發展，現在的GPS技術正在向著自動化方向邁進，自身修正和完善功能也是得到了充分研發，接受器和處理器更精準也更小巧，在實際的橋梁作業中十分方便，不僅幫助提高了施工效率，還節約了大量成本。因此，各工程項目負責人，都應該積極學習GPS技術，讓其真正在橋梁施工中發揮關鍵作用。

　　2.1GPS在橋墩定位中的應用

　　如果采用傳統的經緯儀對地理信息進行收集，在一些地形復雜的地區搭建橋梁將很難實現，而且這樣的做法對于人力的依賴性特別大。橋梁建設有自己的特殊性，尤其是涉及到跨海跨江的橋梁設計時，要考慮到長跨度和水下作業踩點的問題，傳統的測繪方法無法進行操作。由于大多數江面(海面)廣大較大，缺乏必要的參照系，在進行水下墩柱的定點時，運用方交匯法誤差會很大。就目前來說，很多跨海的大橋的修建都已經完全使用GPS全球定位技術進行測繪定位。

　　在計算一些大橋索塔距離和橋主面跨度是否匹配時，可運用動態定位技術(RTK-GPS)，精確度可以達到mm級別，減少了后期返工的幾率。為了減少計算誤差，可以通過RTK-GPS技術對以放樣的橋蹲進行位置定位，并且與理論坐標想對比，計算出平均誤差。

　　PTK技術簡單說，就是可以自動選取精確度更多的點位為參考點，在參考點裝配接收器，能和衛星進行實時信息交換。PTK技術還包括流動站，主要是通過流動站中的接收器在接收到衛星信號后及時傳輸給計算機進行處理，從而確定三維坐標點。通過這樣的方法，可以把整橋梁橋墩的位置誤差最小。

　　2.2GPS在塔柱安裝中的應用

　　在現代化橋梁的建筑過程中，塔柱的高度越來越高，尤其是對于承載力最好的斜拉塔來說，如何計算出精準的斜度，成為了橋梁建筑成敗的關鍵。一般橋面跨度較大，想要精確算出傾斜角度一定就要借助GPS技術，利用PTK技術放樣代替傳統的人工放樣，大大減少了人工成本，之前為了測量夾角度數往往需要兩至三人共同配合，并且使用的經緯儀、全站儀等儀器的精度都很低。在利用PTK-GPS技術進行測量時，只需要把接收器放到提前算好的坐標位置，然后將動態反饋信息輸入計算機，通過計算確定放樣位置準不準2.3GPS在控制測量中的應用。

　　控制網的精確度是橋梁建設過程的基礎，且決定了之后的使用時常、維護難度等等。由于橋梁工程量巨大，寬度廣度都大于普通工程項目，如果還是用邊角控制網方法工作量太大。因此更適合選擇靜態GPS技術，不僅可以選取更少的坐標，耗時短，人力物力的投入也會大大減少。在流動站中的接收機只接受某一位置的定位信息，并將這一信息與基準站和衛星信息進行匹配計算，已得到用戶站的準確坐標。

　　3結束語

　　隨著各類測量測繪技術的不斷升級，橋梁施工也變得越來越快捷容易，尤其是目前GPS技術的廣泛應用，使得原本困擾施工人員的橋墩、塔柱、控制網位置確定的難題得以解決，橋梁的承載力也更好，安全系數顯著提高。可以說，GPS全球定位技術加快了我國工程建設的步伐，實現全面城市化、現代化的目標離我們越來越近。但是，我國對于GPS技術的應用和一些發達國家相比較還是有一定的差距。一些高程控制項目的精確度還有待提高，還需要一大批專業人員為我國的工程建設貢獻自己的力量。

　　參考文獻

　　[1]張立軍.GPS技術在道路橋梁工程測量中的應用研究[J].工程技術：文摘版，2016(11)：00235-00235.

　　工程師評職投稿期刊：《工程技術研究》雜志于1978年創刊，是由廣州金屬學會主辦，廣東工程學院編輯出版的，面向國內外公開發行的國家級優秀科技期刊。國內刊號CN44-1727/N，國際刊號ISSN2096-2789。本刊圍繞工程技術進步，報道工程前沿技術及相關信息，刊載有關冶金、建筑、機械、計算機、化工、電力、交通、水利等相關工程技術、工藝、設備、新產品研發、新技術應用等內容。

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