GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用

摘要：GPS技术在我国的工程测量中发挥着巨大的作用。在道路桥梁工程领域，GPS技术其自身独有的强大功能。但GPS技术也同时存在着一些不足，随着科技的发展和进一步的研究GPS的强大功能将不断完善。GPS技术将在国民经济的更多领域得到广泛的应用。文章主要通过介绍GPS应用技术的原理与发展，与GPS技术的优越性等特点，并结合自己的工作经验对GPS技术应用在道路工程测量的相关领域进行分析探讨

关键词：GPS技；道路桥梁；工程测量；应用

中图分类号：C35 文献标识码： A

引言

GPS技术是全球卫星定位系统的简称，可以为人们提供精准的三维空间数据或者动态物体的三维立体速度与时间等数据资料，在全世界范围内被广泛的运用在各领域。随着其技术的不断成熟与发展，其测量技术已经实现了自动化和实用性的结合，在道路勘测工作也得到了实际的应用。

一、GPS技术概述

全球定位系统技术，也就是GPS技术（GlobalPositioningSys-tem）。GPS技术是当前美国陆海空三军共同研制的卫星导航定位系统，因此具有精确性、全球性、全天候、连续性、实时性导航定位功能以及定时功能，因此GPS技术能够为实践中的各类用户提供非常精密的三维坐标定位、速度定位以及时间定位技术。单点导航定位技术和相对测地定位技术是当前GPS应用过程中的两个主要方面；对于实践中常规测量作业而言，其相对于测地定位是较为主要的应用形式。那么运用GPS技术进行定位的根本原理，也就是以GPS定位卫星以及实际用户接收机天线间的距离（或者是距离差）的观测作为基础，并且依据已知的卫星瞬时定位坐标来最终确定出该用户接收机天线所对应的相关点位坐标，那么也就是待定点的具体三维坐标（x，y，z）。因此可以了解到，GPS技术定位的关键所在，也就是精确测定出相关用户的接收机天线一直至GPS定位卫星之间的实际距离。为了能够满足测量高精度的基本需要，当前广泛运用的是GPS技术相对定位法。GPS技术相对定位，也就是若干台接收机同步进行跟踪，那么跟踪相同的GPS定位卫星以最终能够确定出各个接收机间实际位置的一种手段。在GPS技术的绝对定位功能应用中，其测量结果通常会受到卫星轨道的误差、钟差以及信号传播等方面误差产生的影响，但是上述误差对于定位观测量产生的影响具备一定的关联性，所以，若是运用这些观测量到的不同线性组合进行GPS技术相对定位，可以有效地消除或者是减弱这些误差产生的影响，最终能够显著提高GPS技术定位的精度。

二、GPS技术应用在道路桥梁工程测量的优点

1、GPS技术用途广泛

GPS技术可应用于国民经济多个领域。在工程测量领域里，GPS定位系统可应用于大地测量、地壳板块运动监测、工程施工、道路桥梁建设等领域，可以应用于建立各种工程监测网及进行各种繁琐的工程测量等。进行各种工程测繁等。自动变形监测系统、工程施工的自动控制系统是未来GPS技术的在工程测量中的研究方向之一。

2、利用GPS技术在进行线路测量时不受天气状况的影响

GPS测量技术采用的是卫星定位原理，可以再任何的时间地点连续的进行观测工作，且可以在视线不佳的天气或夜间进行观测不受天气状况的影响。该优点是传统的光学测量仪器无法比拟的。

3、GPS技术定位精度高

利用GPS进行测量其精度较传统方法要提高很多。其中、短距离精度可达毫米级。其中大型建筑物、构筑物变形监测如果采用特殊的观测手段方法和适当数据处理模型和软件后。其平面精度可达到亚毫米级。

4、GPS技术应用到工程测量中工作效率高

GPS技术对测量的数据具有存储功能，通过计算机连接和绘图软件可以直接将测量的数据结构生成平面图和断面图，从而大大减小了绘图的工作量，提高了工作效率。实践表明，GPS应用在道桥工程测量中可大大提高工作效率，简化传统的测量程序，从而大大的缩短了测量时间。利用GPS控制网进行选点其灵活度高，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，利用GPS技术其优越性更加明显。

三、GPS技术在道路测量中的实际应用

1、GPS在道路工程中的运用

GPS的勘测精准度高，不受地域环境和时间的局限，在地形复杂，条件恶劣的区域的使用特别凸显其优势。其测量优势还体现在其高效率不会受到人为因素的干扰，全作业过程全部依靠电子技术和计算机技术的自动运行和数据处理。GPS的应用可以减少工程中所投入的人力、物力和时间成本，同时还可减少对野外砍伐的工作量，让勘测工作提升效率，减少资源消耗。一般情况下，GPS的工作效率是传统常规方式的3倍以上。随着道路建设发展逐步延伸到山区或丘陵地带，GPS的测量在这些恶劣的环境中更加提高了勘测的精准和效率，不会受到地形条件的干扰，突破了常规测量的种种局限。

2、GPS在道路建设工程控制网中的应用

道路工程控制网是道路工程建设、管理和维护的基础，其精度要求与道路工程项目的性质及规模关系密切。常规的方法多采用边角控制网进行布设。而利用GPS定位的方法建立道路工程控制网，具有点位选择限制少，作业时问短，工程费用低及成果精度高等特点。且GPS定位方法可用于建立道路工程首级控制网，及变形监测控制网、工程勘探、道路施工控制网及隧道等地下工程控制网的布设等等。为保证工程的精度GPS定位方法通常采用载波相位静态差分技术。以保证工程数据精度能够达到毫米级别。

3、GPS在工程变形监测中的应用

变形监测技术主要应用于监测大桥、高层建筑等建筑物及构筑物的地基沉降、位移及其整体的倾斜状况等。变形监测工作的特点是被监测建筑物的尺寸比较大，监测环境复杂且对监测技术的要求比较高。传统常规的监测技术是应用水准测量的方法，监测地基的沉降情况。传统技术是应用小角度测量方法。投点法及视准线法监测地基的沉降位移和及整体的倾斜状况。当今GPS技术也可应用在变形监测领域，通常我们通过建立高兴度的GPS监测网，得到毫米级季度的嘴对平面位移与相对竖直监测数据，然后通过利用全站仪进行监测对比。实践表明GPS技术可以完全取代高精度的边交网控制测量，且精度相对较高。因此在有条件的情况下，利用GPS控制网更加方便快捷。

4、在线路定测中的应用

GPSRTK技术是GPS技术的主要内容，改技术是以厘米级为精度指标的动态三维定位系统。因此，在线路定测中的应用较为广泛。其优势主要有：一是对于常规的测量来说，通常是需要先进行平面位置测量，再进行水准或高程测量，而GPSRTK技术能够实现在中线测量放样的同时进行高程测量，从而提升整个工作效率。二是利用GPSRTK技术能够从首级控制网实现对整个全线的控制，其覆盖范围在lOkm-20km，而传统测量通常需要布设次级控制网，由此带来的工作量，以及因重要桩位遗失而带来的各类控制难题都能够有效规避。三是GPSRTK技术是通过基准站发射的差分信息来进行信息交互的，从而可以满足多个流动站的同时使用，大大节省人力、物力。在现场定线测量中，利用GPSRTK技术可以将各待定点的坐标数据传送到RTK设备中，由此来进行坐标放样，提升现场定线工作效率。其工作过程是将各控制点的坐标和高程信息输人到基站仪器，在与基准站进行信息交互中，可以对流动站实现厘米级精度的采集和放样。

结束语

从GPS系统测量原理及在公路工程测量中的应用探讨，GPS测量手段的优越性能够满足对整个工程控制网的精度要求。随着公路工程技术测量要求的不断提高，在公路工程测量实践中，GPS技术可以更好处理复杂地形变化下的高差干扰，尤其是其在高程测量中的准确性、可靠性，更能提升工程测量效率，减少了测量误差源。