GPS在城市道路桥梁工程中的应用(缩减版)

上传者：沈沛
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上传时间：2015-04-24
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GPS在城市道路桥梁工程中的应用(缩减版)

浅析GPS在城市道路桥梁工程中的应用

1 GPS在平面控制网布设中的应用

1.1 GPS简介

GPS（Global Position System）中文全称为全球定位系统，是随着卫星技术、无线电技术及其他高科技的发展而建立起来的卫星导航定位系统。GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。

1.2 城市工程平面控制网布设

平面控制网的建立，可采用传统测量方法，也可采用全球定位系统（GPS）测量。传统控制测量中，相邻控制点之间必须通视，通过角度、边长和方位角的观测量，逐级地传递起始边长和方位角。与传统的测量方法不同，GPS定位技术，在一定的精度要求下，可以直接确定任一待测点的WGS-84坐标，相邻观测点之间不需通视。并且，由于各观测点之间的不相关性，其坐标不需逐级传递。因此，测量中不存在传递误差。以下结合苏州东环快速路项目的实际工作，简述GPS在控制网布设中的具体情况。

苏州东环项目分三大部分：主线工程（道路及高架桥梁），长度为1602m；吴中东路(含跨运河桥)，长度为684m；宝带东路（含跨运河桥），长度为658m。本项目主线高架桥梁是在原有道路上新建，原有道路属于该地区主干道，车流量大、道路狭窄、两侧店铺林立、市政绿化茂盛；吴中东路需穿越村庄，该村为棚屋区，且拆迁工作滞后，无法通视。

根据规范本项目布设控制网等级为四等导线。根据现场通视性差的情况，控制点设置在道路中心。在实测过程中，流动车流形成新的障碍物，并且，车辆的尾气及尾气的热量，造成全站仪视野模糊、光线折射及测距精度减低。同时车流也导致实测的效率低，耗时一周时间才完成外业测量工作，平均每站实测时间在2~3小时。外业工作完成后，内业计算所测数据，精度无法满足规范要求。

鉴于现场实际情况，项目部决定采用GPS技术布设控制网。GPS测量只需考虑远离高压电线、强信号源，不强求控制点之间通视，所以很快完成布点工作。GPS外业操作简单，夜间也可测量，总耗时一天半时间完成外业测量工作。内业计算控制网精度见表一

表一苏州东环GPS控制网测量成果及其精度表

点号 SG8 GBD7 GDX1 SG1 GDX2 GDX3 XJ4 GDX4

东坐标 55968.4620 56720.4958 56845.7065 56851.1695 56879.5346 57009.1025 57065.1917 57313.2323

北坐标 40408.6300 39609.4098 40627.5386 40936.5889 40140.8759 39630.599 39324.0931 39394.7019

平面+高程精度

0.0013 0.0015 0.0015 0.0018 0.001 0.0017 0.0016 0.0043

从表一中可以看出，GPS布设的控制网精度完全满足四等导线的规范要求，可用于该项目的工程控制测量。

2 GPS-RTK技术在工程放样中的应用

2.1

GPS-RTK简介

GPS-RTK（Real Time Kinematic）——GPS实时动态测量技术，是当今GPS应用的一个新技术。其原理是在进行动态测量时，基准站将已知点的WGS84坐标和观测数据实时的用电台传输给流动站，在流动站实时进行差分处理，得到基准站和流动站的三维坐标差，坐标差在加上基准站坐标得到流动站WGS84坐标，最后通过坐标转换参数求出流动站每个点的在相应坐标系的坐标。RTK技术以其

对工作环境要求低，定位精度高，数据安全可靠，减少误差积累，数据处理简捷，操作简单，作业效率高的优势。将极大地提高工程测量的速度，创造良好的经济效益。

2.2 工程放样

对于工程测量来说，工程放样是其中的一个运用分支。它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来，过去采用常规的放样方法很多，比如经纬仪加钢尺的放样、全站仪的边角放样等，一般要放样出一个设计点位时，往往需要来回移动目标，而且要2~3人配合操作，同时在放样过程中还要求点间通视良好，有时放样中遇到困难的情况，需要借助于很多方法才能实现，严重影响了生产效率的提高。采用RTK技术放样时，仅需要把设计好的点位坐标输入手簿当中，它就会提醒你走到放样点的位置，既快速又方便，由于GPS是通过坐标来直接放样的，精度高且很均匀，而且只需要一个人操作，因此在外业放样中作业效率会大大提高。

3 结束语

“技术决定效率，效率既是金钱”

随着工程市场竞争的日益激烈，高效的生产力在企业横向竞争过程中的显得尤为重要。淘汰一部分老旧的技术及设备，引进或者加大新技术及新设备的比重是非常必要的。GPS技术的出现满足现代社会对城市工程测量的要求。尽管这种新技术还不能完全代替全站仪，但随着社会的进步和科技的发展（如中国的北斗星定位系统），特别是网络RTK技术的不断完善，其性价比会越来越高，现存的各种弊端会被逐渐消弱或消除，必将逐渐取代常规测量，成为国内测量技术发展趋势。