GPS在路橋設計中的應用

徐放

摘 要：因為GPS在靜態相對定位中具有精度高、全天候、無需通視等優勢，路橋在投入使用后，通過GPS對其變形狀態予以監測，可以為運營管理企業提供可靠的監測參數。

關鍵詞：GPS；路橋設計；應用

通過GPS對工程變形予以實時監測，此方法能夠處理變形體問題，因陽光、風力以及外界因素作用，在某一階段，它們之間存在的相關性是相對的，較之參考基準點則為絕對位移。文章將以GPS在路橋設計中的應用作為切入點，在此基礎上予以深入的探究，相關內容如下所述。

1 全球定位系統基本概念

全球定位系統通常簡稱GPS，又稱全球衛星定位系統，此系統是一個中距離圓型軌道衛星導航系統。其能偶為地球表面絕大部分地區提供準確的定位、測速以及高精度的時間指標。全球定位系統通過美國國防部研制并予以維護，能夠滿足位于全球任何地方以及近地空間的軍事用戶連續精確的確定三維區域、三維運動以及時間的需要。全球定位系統涵蓋太空中的二十四顆全球定位系統衛星；地面上一個主控站、三個參數注入站與五個監測站及作為用戶端的全球定位系統接收設備。最少只需其中三顆衛星，就可以第一時間迅速確定用戶端在地球上所處的方位與海拔高度；所能收聯接到的衛星數越多，解碼所得的位置就越精準。

GPS即全球定位系統，此系統通常通過空間星座、地面控制以及用戶端等部分構成。空間星座部分主要是由二十四（21+3）顆衛星所構建，二十一工作衛星，另外三個備用衛星所構建全球定位系統星座。二十四顆衛星平均分布在六個軌道，平均每個軌道有四顆。依附于時間及地點的差異，通常至少有4個能夠被看到，多的時候高達十一個。全球定位系統信號導航定位，要計算點的縱橫及高程，至少四個全球定位系統定位衛星可用。因為地理及環境因素問題，在和別區域可能無法測出精準的坐標，此時間即“間隙段”。此差距段無法影響多數全球定位系統。3個備用衛星，依附于指示，若需要的情況下可以更換存在異常的衛星，因此深化工作有效性及穩定性。地面監控通過分布在地球各區域的六個地面站所構建，涵蓋了衛星監測站、主控站以及備用主控站等。地面監控主要任務為搜集從衛星傳輸的信息，同時計算衛星星歷、相對距離，同時可以體現大氣相關參數。用戶設備即全球定位系統接收設施，是特制的無線電接收設備。設備的功能是接收衛星導航所產生的信號，同時對接收的衛星信號予以處理，因此獲取相應參數，以明確區域。依附于差異化用戶所需的功能，要匹配相應的全球定位系統接收機。性能構架、大小以及造價也存在較大的差異。舉例說明，航海合航空所喜擇取的導航型接收設備，要具備與存儲量相互通訊的功能，由于內部存有電子導航圖等信息；測地用的接收機需要具備一定的精度，同時可以及時搜集并存儲參數；而軍用的接收設備，要設置解碼系統，若用于地面部隊則需要較強的機動性。

2 全球定位系統在橋梁設計中的應用

全球定位系統大多用于路橋的控制測量環節，能夠構建較好的網形，可以深化定位的精準度，而且對以往檢測的支點也具有較高的穩定性。首先通過傳統測量舉措構建高精度的邊角網，在此基礎上通過全球定位系統對此邊角網予以檢測，全球定位系統的檢測網的精度為毫米。

2.1 全球定位系統靜態相對定位在橋梁設計中的應用

全球定位系統靜態相對定位的常規舉措即，把一臺全球定位系統接收設備放置于已知坐標點；再通過另一臺全球定位系統接收設備放置于未知坐標點，此過程要確保相關接收設備的穩定性，同步連續觀測相同的全球定位系統衛星星座，用以獲取未知點相對于已知點的坐標差，因此通過已知點，推算未知點坐標。因為予以連續觀測，因此可以獲取很多觀測參數，因此定位精度較高。全球定位系統靜態相對定位是一類相對經典的精密定位方法，起初僅用于橋梁工程平面控制網的測量。較之常規的測量模式，其特點為效率高、精度高，所以，全球定位系統被廣泛應用于路橋工程的平面控制測量及變形監測。

2.2 全球定位系統動態相對定位在橋梁設計中的應用

全球定位系統動態相對定位，是把一臺全球定位系統接收設備裝置在已知坐標的觀測點，同時觀測相同的衛星；前端接收設備將瞬時觀測量合通過基準站已知坐標求得的相應結果予以對比，進而計算出瞬時校正參數，在此基礎上通過此瞬時校正參數調整流動接收設備的瞬時觀測參數，因此獲取流動站相對于前端站的瞬時位置。全球定位系統動態相對定位精度為厘米。在路橋工程環節，全球定位系統動態相對定位技術和數字回聲測深技術，能夠及時的完成內江湖泊水下地形圖測繪，同時滿足內部和外業測量自動化的相關需求。相關資料顯示，同時全球定位系統技術較之常規定位技術，能夠有效減少成本并可以深化工作有效性。

2.3 全球定位系統RTK定位在橋梁設計中的應用

全球定位系統RTK定位是根據載波相位測量的動態相對定位舉措。伴隨快速確定整周未知數方法的進步，已發展成為一種實時的、高精度的動態相對定位技術測量機制。全球定位系統RTK擇取了載波相位動態實時差分的機制，是現階段全球定位系統技術的一種新突破，它的出現為橋梁設計工程帶來了新的動力，能夠在一定程度上深化外業作業有效性。

結束語

全球定位系統作為最為前沿的衛星導航及定位系統，不但有著在全球性全人候連續的精密三維導航和定位能力，同時還有著十分有益的抗干擾性與保密性，其定位技術的全自動化與所達到的高精度以及具有的潛力吸引了橋梁設計工作者的極大興趣。伴隨全球定位系統測量理淪及設備的持續發展，促使全球定位系統測量技術逐漸成熟，測量功能更加為全面，應用面更廣，操作更為便捷，使全球定位系統測量更實用化和自動化，在國內的路橋設計中使用全球定位系統，可以有效降低設計投資，彌補了一般測量舉措所存在的問題，進而深化了設計精度與設計有效性。

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