道路桥梁工程测量中GPS技术的应用

刘 振

(湖南高速铁路职业技术学院，湖南衡阳 421002)

在道路桥梁工程测量的过程中，应用GPS技术能够提供更加精准的三维坐标，从而促进测量精确度的有效提升，为道路桥梁工程建设提供更好的指导。GPS技术还能提升工程测量的自动化程度，对于测量效率提升非常有效，从而达到节约测量时间的作用。基于此，本文对道路桥梁工程测量中GPS技术的应用进行了探讨。

1 GPS测量原理概述

GPS技术的应用需要相应的设备进行辅助，包括GPS卫星星座、信号接收机以及相应的地面监控系统等。在利用GPS技术开展测量工作时，GPS接受装置需要对无线电传输时间进行测量，并根据相应传播速度来计算传输距离，最后才能确定最合适的测量位置。在道路桥梁工程测量中应用GPS技术，通过将卫星作为动态空间当中的已知点，依据距离交会原理来测算出接收机的具体三维坐标。卫星不断向接收机发送星历参数以及相关的时间信息，地面监控系统则是负责计算接收机的相应三维数据。根据定位方式的差别，GPS测量包括单点、差分这两种定位方式，单点定位通常只能伪距进行观测量，经常被应用到导航定位当中，而差分定位则是需要利用两台以上的接收机进行伪距或相位观测量，能够比较准确的确定观测点之间的相对位置，经常被应用到工程测量当中。

根据定位接收机所处运动状态的差别，可以将其划分为静态和动态两种定位方式，静态定位就是接收机在各个流动站上均处于静止状态，观测时进行GPS捕获以及跟踪的过程是不变的，在同一时间接收基准站观测数据和相关卫星数据。利用接收机能够比较准确的测算GPS信号的具体传播时间，利用卫星在轨位置可以及时解算出用户站的三维坐标。动态定位就是接收机对运动物体的相应运行轨迹进行测定，测量前要首先进行初始化，在某一控制点进行一定时间的静止观测，之后流动站会依据设置好的采样间隔进行自动观测，同时对基准站的相关数据进行同步观测，最后确定出相关采样点的具体空间位置。

2 道路桥梁工程测量中GPS技术的应用优势

测量精度高、测量效率高、操作成本低是GPS静态定位技术相对于传统的三角测量法最显著的三个优点，因此该技术被广泛应用于各种工程测量中。当GPS测量方式采用静态相对定位方式时，会根据项目实际要求、卫星可见性预报表、自然环境状况以及交通现状等制定观测计划。观测工作都要按照已制定的观测计划设定好的时间进行操作。GPS观测按照表1进行。

GPS动态定位技术能够将定位误差控制到1 m以内，在很多工程测量控制作业中都采用这种方法，同时还可以结合回声测探技术，将作业桥梁区域内水域下的地形地貌、地质特性、水流情况高效率的绘测出来，这比交会定位技术作业的成本更低、效率更高。

3 道路桥梁工程测量中GPS技术的具体应用

3.1 工程情况介绍

本次涉及到的桥梁工程测量长度为7 206 m，桥梁的主塔高度以及长度是 206 m，380 m，主孔的跨度距离是988 m。该桥梁工程的施工范围内的地形地势及其他自然条件都比较复杂，并且经常出现持续时间比较久的大风天气，因此该工程的桥梁测量作业无法使用常规的边角测量技术进行，但是可以采用GPS技术来实现测量。

3.2 选点布网

在GPS网构建过程中，选点是至关重要的一个环节，影响着整个布网。但GPS测量技术对点与点之间的互通并不要求，所以选点的时候只需要根据工程的实际情况自由选择即可。GPS测量技术的使用使得对传算点、过渡点等的测量作业减少，大大缩短了测量工作时间。但在选点时一定要保证选择点必须满足作业的需要，同时选择点要确保接收设备的安装与操作可以顺利进行。

3.3 外业观测

根据工程实际要求设定了24个点以及36座观测墩。根据项目精度要求，制定严密的测量计划，投入使用了6台双频 GPS接收机提高测量精度，精度能够达到5+1×10－6mm，这可以最大限度的确保此次对工程采集数据的真实有效，而且设置一定的观测条件，数据采集每隔15 s进行一次，并将采集到的数据进行处理分析(数据采集保证有效卫星数量在6颗以上，卫星截止高度要不小于15°)，表2即为此次采集的数据。

表2 外业数据检核结果

3.4 数据平差计算

利用坐标系建立三维无约束平差对测量所得数据进行分析计算，最后计算出基线改正数值小于3倍标准差，说明此次外业观测质量较好。

3.5 精度指标的分析

首先利用跟踪点作为GPS网的固定点应用基线解算结果进行坐标传递，然后通过对基线的计算来确定最终的结果以及坐标。经过平差分析计算后，最后得到点位误差仅为±0.64 cm。

4 结语

在道路桥梁工程测量过程中，应用GPS技术具有诸多优势，不仅能够显著提升测量准确度，而且还能有效减少外部因素对测量工作的影响，提升测量效率，节省测量工作时间。因此应当将其广泛应用到道路桥梁工程测量工作中，尤其是测绘网控制等工作中，确保相关测量工作的效果，为后续道路桥梁工程施工的开展奠定良好的基础条件。