GPS技術在橋梁建筑工程測量中的應用

■ 楊義剛

江西財經職業學院

關鍵字：GPS技術；橋梁建筑；工程測量；精準度；應用

在科學技術的有效支持下，我國橋梁建筑工程測量工作逐漸趨向成熟。以GPS技術來說，它能夠為橋梁建筑工程測量提供精準的三維坐標結果，而且其自動化、高效益等優勢特點有利于優化橋梁建筑工程測量工作的質量和效率。應用GPS技術，有利于提高橋梁建筑工程測量工作的深度，有利于促進橋梁建筑工程的可持續發展。

1 GPS技術概述

GPS技術，即全球定位系統，顧名思義，它是一種具備三維導航以及定位能力的系統。在工程測量中，GPS技術有著十分廣泛的應用，其能夠為保障數據的有效性、完整性提供強有力的支持。在具體應用中，GPS接收裝置可以基于無線電傳輸時間的測量確定傳輸距離，進而精準地確定目標物體位置。一般情況下，應用于全球衛星定位系統的GPS主要分為兩種：一種是全球范圍的高精度GPS網，它在科學研究領域中應用較為廣泛；另一種是RTK以及差分GPS定位，其在地理測繪中應用廣泛。其中，RTK定位的實現主要是通過載波相位觀測，它有利于提高定位結果的精準度。差分GPS定位主要基于基準站，通過分轉、更新、定位的過程完成定位。

GPS在應用過程中存在諸多方面的優勢：第一，其自動化程度較高。在測量工作的具體展開中，工作人員操作十分便易，例如在采集氣候數據信息時，工作人員只需要實時觀測儀器并結合實際需求閉合開關即可，煩瑣系數較高的衛星追蹤、記錄等工作測量設備可以自主完成，無須工作人員進行操作。另外，GPS接收機體型小巧，攜帶方便，工作人員在野外測量時，只要完成儀器開關的操作即可。第二，定位結果精準度高。根據相關研究發現，基線在50km范圍內，GPS技術定位結果的精準度可以達到百萬分之一。第三，GPS衛星覆蓋率高，其分布廣、數量多，因此在全球范圍內都可以完成工程測量。第四，觀測效率高。隨著編程、自動化、智能化技術上的不斷發展，GPS系統不斷得到優化。當前，20km范圍內的測量定位完成時間在15min左右。

2 GPS技術在橋梁建筑工程測量中的應用

隨著科學技術的不斷發展，橋梁建筑工程測量中傳統的測角、測高程等測量技術逐漸被測量結果高精度、測量過程高效率的GPS技術取代，使得我國橋梁建筑工程測量發展不斷走向成熟。

2.1 GPS技術在橋梁建筑測繪控制網中的應用

在橋梁建筑工程測量工作中，測繪控制網屬于一項基礎且關鍵的工作，其準確程度對橋梁建筑工程測量的質量有著重要的影響。一般情況下，在進行控制網測繪時，測量結果精準度要求較高的為一級控制網，屬于測繪中的參照點，因此，必須保障測繪控制網過程中控制坐標的精準度。常見的橋梁建筑工程測繪主要應用邊角法，通過測繪設備控制導線，并在此基礎上確定坐標位置，進而實現測繪控制網的構建。該方法通常用于小范圍的測繪，如果范圍過高，測繪結果在精準度上誤差范圍較大。通過應用GPS技術可以有效改善這一問題，能夠將測繪結果精準度保持在毫米范圍。應用較廣的GPS測量技術主要為載波相位靜態差分技術，例如差分GPS定位，其以基準站為基礎，通過分轉、更新、定位實現測量。RTK定位技術也屬于載波相位靜態差分技術，通過應用RTK技術可以實現兩個測量站差分方法的處理，完成求差結算坐標。相比于其他定位技術，應用RTK技術進行測量，其測量結果精準度更高，測量過程更加自動化。例如在中樁測量時，RTK技術測量結果在精度上可以保持在10-30mm，這是其他測量技術不能實現的。更為重要的是，通過應用RTK技術可以有效提高測量工作效率，例如在進行地形測量時，應用RTK技術每小組每天可以實現0.9 km3-1.5 km3的地形測繪。這足以證明，在橋梁建筑工程測量中應用GPS技術十分重要，它不但能夠確保測繪工作更加順利、高效地開展，而且還能保障測量結果的高精度。

2.2 GPS技術在橋梁建筑變形監測中的應用

對于橋梁建筑工程而言，其作業環境相對復雜，作業中不可控因素以及動態變化因素較多，這不僅使得橋梁建筑工程測繪工作難度系統較高，也增加了橋梁建筑變形監測工作的難度。通過在橋梁建筑變形監測中應用GPS技術，可以有效降低工作難度，提高結果的精準度，進而為后續橋梁建筑施工提供堅實有效的基礎。例如，在大規模橋梁建筑工程建設中應用GPS技術，在橋梁建筑工程內外部設置GPS接收端，這樣工作人員可以實現對于橋梁建筑工程內外的動態實時監測。一旦橋梁建筑發生問題，工作人員能夠在第一時間掌握訊息，進而及時追溯問題發生的根源并采取有效措施，這有利于為保證橋梁建筑工程質量提供有效保障。

眾所周知，橋梁建筑在長時間使用過程中難免出現結構老化或損傷的情況，一方面其可能由于一些人為因素導致，例如：橋梁維護不到位、車禍事故、交通量過大等，另一方面可能是由于自然因素導致，如地震、洪水、臺風、環境腐蝕等，無論是人為因素亦或是自然因素，均導致橋梁建筑的承載能力以及耐久功能發生了變化，這使得橋梁建筑存在一定的安全隱患。因此，通過GPS技術對橋梁建筑進行變形監測受到了人們的廣泛關注。以東海大橋為例，通過設置GPS自動化變形監測系統，可以實時監測東海大橋在不同環境背景下結構承載情況以及大橋的實時變化，在此基礎上對大橋的安全性能、穩定狀況進行有效評估。該系統主要是采用trimble5700接收機以及Trim-ble Zephyr大地測量天線，在應用過程中，接收機和天線的設置要注意防雷，還要防止其被遮擋。其中，每根天線在接收射頻信號以后通過同軸電纜完成向GPS接收機的輸送。該GPS接收機設置三個輸入輸出端口，因此它不但能夠對外界供電電源，還能輸出原始數據。串口服務器接收到數據以后，再接入交換機。

綜上所述，隨著我國市場經濟的高速發展，橋梁建筑工程數量和規模不斷擴大，尤其是一些高級、復雜的橋梁建筑工程，這使得橋梁建筑工程測量難度也有了很大提升。通過應用GPS技術可以有效促使橋梁建筑工程測量更加高精度、數字化、集成化，因此，應用GPS技術不斷完善橋梁建筑工程測量充滿了必要性和重要性。