路橋施工中GPS測量技術的應用分析

方 雙 維

(山西路橋第一工程有限責任公司，山西 太原 030006)

與傳統定位與測量技術相比，GPS測量技術具有高效、高精度、抗干擾性等突出優勢，能夠在條件惡劣的環境下穩定完成測量工作，可以較好的滿足現代道路橋梁建設施工的要求。隨著科技的進步，GPS技術也得到了迅猛的發展，在公路、橋梁的控制測量方面發揮了日益重要的作用。

1 GPS測量技術的特點

第一，突破了時間、地點的限制。GPS衛星覆蓋全球，地球上的任意一個位置，任何一個時間至少能夠同時觀測到四顆衛星，這使得GPS技術突破了時間和空間的限制，能夠提供更加準確的定位、授時等各種服務。第二，不被氣候限制。GPS測量技術的原理是GPS衛星發送導航定位，用戶發出信號，只要用戶具有能夠接收、跟蹤、變換、測量GPS信號的設備，就能夠利用GPS信號進行導航定位測量。為此，氣候、氣溫這些因素對GPS定位服務不具有影響作用。在十分惡劣的氣候環境下，GPS也能提供正常的定位服務，為用戶提供高效、準確的服務。第三，定時定位。GPS能夠為導航用戶提供定時定位服務，能夠很好的滿足用戶的定位需求。子午衛星定位系統需要花費很長的時間進行定位才能得到具體的結果，但GPS卻能夠利用實時觀測數據獲取定時定位結果。為此，與子午衛星定位系統相比，GPS具有較強的實時性，實用性更強。第四，不需要通視。正常情況下測量點與點之間的距離需要通視，但利用GPS測量技術無需進行通視就能獲取測量結果。利用GPS測量技術進行測量，只要測量的點能夠接收衛星信號，就能完成定位工作，而該過程不需要對過渡點進行設置。由于GPS測量技術所得到的測量結果精度比較高。第五，精度高、速度快。GPS測量技術與其他傳統測量技術相比在測量精度，測量耗費時間方面具有突出優勢。與一些常規的導航測量方法相比，GPS測量技術測量精度高，測量速度快，經濟效益高。為此，GPS測量技術在導航和測量領域具有較高的應用價值，能夠創造廣泛的經濟效益。

2 在路橋施工中GPS測量技術的優勢

GPS技術控制網的邊長、網形都具有嚴格的、明確的規定，局限性較強。《工程測量規范》中明確要求GPS技術定位的三角網中的三角形的內角必須始終大于30°，在測量過程中，即使地形方面對測量工作造成了限制，該三角形的內角也必須大于25°。在實際的測量工作中，受到地理環境因素的影響，部分工程測量項目的三角形網無法滿足這一要求。在這種情況下，GPS測量技術能夠取代常規的定位、測量方法，較好解決這一困境。GPS技術目前已經能夠實現全天候直接測量待測點的三維坐標，能夠在路橋施工中發揮強大的技術性優勢。在路橋施工中利用GPS測量技術能夠有效避免工程因測量工作粗差出現返工。同時，GPS測量技術測量精度高，勘測效率高，能夠有效減少測量工作花費的時間，從而促進工程進度。利用GPS測量技術進行測量，每個放樣點只需停留一兩秒的時間，測量效率與常規測量相比明顯更高。在進行中線放樣時，還能同時進行中樁抄平，交叉作業，GPS技術有效提高了路橋施工的測量效率。GPS測量技術在路橋施工中不僅能夠應用到路橋測量的平、縱、橫、監理，還能用于施工放樣、竣工測量、養護測量等多個方面。與全站儀相比，GPS測量技術具有明顯的優勢。全站儀就是全站型電子速測儀，它是一種三維坐標測量系統，能夠自動顯示測量結果，還能與外圍設備交換信息。全站儀的主要組成單元包括電子測角、電子測距、電子計算、數據存儲。全站儀能夠實現測量、處理過程電子一體化，其測量基本原理是測角、測距。全站儀的一大缺陷是受通視條件限制，為此，利用其進行路橋施工測量，多采用偏距支距法進行放樣。利用全站儀進行路橋施工測量，則會存在極坐標與直角坐標互換的問題。同時，不斷搬站也會導致極坐標定向方向發生變化，換算參數發生變化。為此，利用全站儀進行測量，外業工作人員需要十分熟悉換算公式和方法。GPS測量則能夠直接獲取待測點的坐標，利用坐標系統進行互相轉換。利用GPS進行測量，只需要求得國家坐標系統和地方坐標系統的轉換參數即可。與全站儀相比，GPS具有許多優勢，如無需通視，測量精度高，測量速度快，測量方式簡單，花費少，抗干擾，靈活性強等等。

3 路橋施工中GPS測量技術的應用

1)平面點位的關系換算。GPS測量能夠借助坐標系統的有效轉換來實現對測量點坐標的準確判定，不管是選擇何種坐標系統，都可以借助GPS測量技術來完成測量工作，該過程只需要在初期對兩個直角坐標系統所需要的轉換參數進行計算即可。同時，只需要進行一次轉換參數的計算即可，其所得到的計算結果可以在整個施工工期和施工范圍內應用。與全站儀進行對比可以發現，GPS測量技術所進行的平面點關系轉換效率比較高，而且換算結果準確性更高，且對工作人員的技術要求更低。2)導線測量。借助全站儀進行導線測量過程中，會受到各方面因素的影響和限制，此時在進行施工設計過程中可以借助GPS測量技術在控制點間進行導線的布設，并以此為根據進行測量，再進行放樣。利用GPS進行測量則更加簡單，在知道GPS控制點的前提下即可機械能坐標轉換，進而求解，得出最終測試結果，測量結果的精度與全站儀一樣。如果GPS測量技術與全站儀共同作業時，要明確后視點、站點坐標，而且在導線測量過程中GPS測量技術無需布設導線控制網。3)斷面測量和橋位放樣。通常情況下，GPS測量技術無法實現測量數據的進度疊加，其僅可以滿足路橋使用測量精度要求。借助全站儀進行測量過程中，會受到各方面因素的影響和限制，無形之中增加了橋位放樣工作的難度，此時GPS測量技術放樣點位操作則更加方便。斷面測量是路橋施工的重要測量內容，測量各個樁點的橫截面是相關規范提出的要求。GPS進行斷面測量無需搬站點，操作效率大大提高。4)高程控制的測量。實際上，在進行路橋施工過程中，GPS測量技術具有如下幾個方面的優勢：a.可以對人力無法測量的地形進行有效測量，而且測量數據更加準確。b.全面覆蓋。GPS測量技術可以實現對各種地形的全方位、實時測量，并根據地形變化來進行相應的調整，從而有效降低測量誤差。c.GPS測量技術的精度可以滿足四等水準精度要求，在實際工程施工中具有較高的應用價值。

4 GPS在路橋施工中的應用

首先，靜態GPS的應用趨勢。在進行路橋線路勘測過程中，靜態GPS定位技術得到了廣泛的應用，其可以有效提高路橋線路勘測的準確性。通常情況下，靜態GPS技術理論被應用到GPS測量技術之中，而且操作規范逐漸成熟，從而為實現路橋工程的控制測量奠定了良好的基礎。

其次，動態GPS的應用趨勢。動態GPS定位技術中航測成圖和輔助建立模型成為了一大應用趨勢。傳統航測成圖定位技術在平面位置、高程測量過程中需要結合實際情況對每個對象設置4個～6個控制點，但是該過程中需要消耗大量的時間、人力、物力。在GPS的輔助下，航測成圖的建立工作將更加方便快捷，能夠有效的節省時間、人力、物力。RTK技術的觀測質量很高，觀測數據的精度達到了厘米級。同時，這一技術還能用于橫縱面的測量及野外觀測數據采集等多個方面。將常規全站儀與RTK技術結合，能夠充分發揮二者的優勢，完成各種測量環境的測量工作。

5 結語

路橋施工中GPS測量技術的應用具有多個方面的優勢：第一，控制網選點靈活，布網方便不受網形、通視限制；第二，GPS接收機觀測智能化、自動化，觀測時間逐漸減少，作業強度逐漸降低。為此，應不斷促進GPS測量技術在路橋施工中的推廣應用，充分發揮GPS測量技術的優勢。

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