■劉清山

（浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 浙江杭州310000）

GPS技術(shù)在大型橋梁測(cè)量中的應(yīng)用探究

■劉清山

（浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 浙江杭州310000）

近年來(lái)，我國(guó)的交通事業(yè)獲得了較為快速的發(fā)展，越來(lái)越多的大型橋梁得到了建設(shè)。而在橋梁建設(shè)、實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，對(duì)于橋梁的測(cè)量可以說(shuō)是非常重要的一項(xiàng)工作。在本文中，將就GPS技術(shù)在大型橋梁測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行一定的研究與分析。

GPS技術(shù)大型橋梁測(cè)量應(yīng)用

1　引言

在大型橋梁建設(shè)、運(yùn)行中，對(duì)于橋梁的測(cè)量可以說(shuō)是一項(xiàng)工作量較大、流程較為繁瑣的工作，人們?cè)陂_(kāi)展該項(xiàng)工作的同時(shí)也在不斷的尋找新的技術(shù)來(lái)起到提升測(cè)量效率、簡(jiǎn)化操作流程的效果。對(duì)于GPS技術(shù)來(lái)說(shuō)，其是一種具有高精度、低成本以及全天候定位的基礎(chǔ)，非常適合應(yīng)用在大型橋梁的測(cè)量工作中。

2　 GPS概述

2.1GPS技術(shù)原理

GPS技術(shù)，也稱(chēng)作全球定位系統(tǒng)，由地面監(jiān)控、用戶(hù)接收以及空間這三部分組成。在該系統(tǒng)中，具有24顆時(shí)鐘操控測(cè)距信號(hào)廣播定時(shí)衛(wèi)星，每一顆衛(wèi)星操控時(shí)鐘在時(shí)間上都會(huì)和GPS內(nèi)部系統(tǒng)保持同步性，每個(gè)用戶(hù)接收機(jī)上的時(shí)鐘和內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)間也保持同步性，當(dāng)衛(wèi)星發(fā)射出的含有定時(shí)信息的測(cè)距信號(hào)被用戶(hù)接收機(jī)接收到后，內(nèi)部系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算信號(hào)到達(dá)時(shí)間，再根據(jù)相關(guān)公式即可計(jì)算出衛(wèi)星與用戶(hù)間的距離。在測(cè)量過(guò)程中，用戶(hù)始終被視為在以衛(wèi)星為球心的球面某點(diǎn)上，可以使用多顆衛(wèi)星將用戶(hù)定位到不同的球面，并根據(jù)不同的球形相交的點(diǎn)和其他輔助信息來(lái)準(zhǔn)確定位用戶(hù)的具體位置。

2.2GPS技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

GPS全球定位系統(tǒng)最初應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，隨著科技的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)開(kāi)始廣泛應(yīng)用到航空航天、陸地、海洋各個(gè)領(lǐng)域，逐漸成為了各個(gè)行業(yè)日常工作中不可或缺的重要技術(shù)，GPS技術(shù)精確性較高，測(cè)定目標(biāo)所需時(shí)間較短，各觀測(cè)站間無(wú)需通視，可以使定位的地理三維坐標(biāo)更準(zhǔn)確更立體化，當(dāng)前GPS技術(shù)在消費(fèi)者市場(chǎng)發(fā)展勢(shì)頭良好，前景廣闊，該技術(shù)己成為現(xiàn)代社會(huì)的重要信息來(lái)源和國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施。

2.3GPS技術(shù)優(yōu)勢(shì)

GPS靜態(tài)定位技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)三角測(cè)量方法來(lái)說(shuō)，有精度高、效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于測(cè)量控制中。GPS作業(yè)方式采用靜態(tài)相對(duì)定位模式，根據(jù)技術(shù)要求、衛(wèi)星可見(jiàn)性預(yù)報(bào)表、周?chē)h(huán)境、交通等情況對(duì)觀具體觀測(cè)要求進(jìn)行制定。

3　 GPS在大型橋梁測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)

3.1操作方便

GPS技術(shù)設(shè)備具有著操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化水平高的特點(diǎn)，非常適合應(yīng)用在大型橋梁測(cè)量工作中。通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效對(duì)架設(shè)設(shè)備的測(cè)量范圍進(jìn)行增加，且能夠在應(yīng)用中有效的降低橋梁測(cè)量工作人員的工作時(shí)間以及工作強(qiáng)度，在降低人力成本、工作負(fù)擔(dān)的基礎(chǔ)上提升測(cè)量工作效率。在實(shí)際對(duì)該技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，工作人員的操作任務(wù)也較為簡(jiǎn)單，主要內(nèi)容為對(duì)移動(dòng)站以及基站進(jìn)行架設(shè)、對(duì)不同儀器設(shè)備進(jìn)行連接、對(duì)地面同基站間高度距離進(jìn)行測(cè)量、對(duì)相關(guān)儀器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置等，而該技術(shù)所具有的自動(dòng)搜索功能，則能夠以自動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)站、移動(dòng)站以及衛(wèi)星信號(hào)間的高效連接。

3.2測(cè)站無(wú)需通視

在GPS技術(shù)中，其能夠?qū)鹘y(tǒng)橋梁測(cè)量方式中所存在的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行較好的解決，在對(duì)測(cè)站之間、測(cè)點(diǎn)同測(cè)站間的通視進(jìn)行了良好的實(shí)現(xiàn)，以此有效的提升了橋梁測(cè)量工作質(zhì)量。在移動(dòng)站與基站之間，能夠以電波信號(hào)為基礎(chǔ)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，以此對(duì)數(shù)據(jù)放樣、采集工作的靈活性進(jìn)行了較好地提升。此外，在對(duì)測(cè)站進(jìn)行設(shè)置時(shí)，也需要選擇上空開(kāi)闊的區(qū)域進(jìn)行設(shè)置，以此保證設(shè)備能夠正常接收到GPS數(shù)據(jù)信號(hào)。

3.3測(cè)量結(jié)果可靠

在GPS技術(shù)中，其通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與記錄，在整個(gè)測(cè)量工作中，完全是由微電子技術(shù)以及微電腦技術(shù)對(duì)該項(xiàng)工作進(jìn)行控制，能夠有效避免在實(shí)際對(duì)數(shù)據(jù)采集時(shí)因人工發(fā)方式記錄、數(shù)據(jù)讀取等可能引起的誤差，也能夠有效避免因自然環(huán)境影響如風(fēng)、雨天氣等可能對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生的誤差。通過(guò)在大型橋梁中對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠有效的擴(kuò)大測(cè)量范圍，且所受到的環(huán)境影響也較小，并以此使測(cè)量結(jié)果具有著較高的可靠性。

4　 GPS技術(shù)在大型橋梁測(cè)量中的應(yīng)用

4.1邊線(xiàn)放樣與橋梁中線(xiàn)中的應(yīng)用

在該項(xiàng)工作中，需要設(shè)計(jì)單位在完成橋梁縱橫斷面設(shè)計(jì)之后進(jìn)行再一次的放樣與審核工作，在具體放樣前，需要做好相關(guān)工作的準(zhǔn)備，在對(duì)基準(zhǔn)站進(jìn)行架設(shè)之后對(duì)移動(dòng)站與發(fā)射電臺(tái)進(jìn)行連接，在兩者實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接之后再對(duì)導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)進(jìn)行校對(duì)，最后對(duì)之前已經(jīng)輸入完畢的路線(xiàn)曲線(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)出。在這部分準(zhǔn)備工作完成之后，則可以正式對(duì)樁位開(kāi)展放樣工作。在手薄屏幕所顯示的點(diǎn)同實(shí)際桿位一致時(shí)，工作人員僅僅需要在桿位位置打樁寫(xiě)號(hào)就能夠較好的完成了一個(gè)位置的放樣。而如果經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)放樣點(diǎn)沒(méi)有顯示在中線(xiàn)位置，工作人員則可以將該點(diǎn)坐標(biāo)輸入到手薄設(shè)備之中。同時(shí)，在以該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行放樣時(shí)，工作人員在完成一點(diǎn)放樣后則能夠?qū)?shí)際高度進(jìn)行獲得，且不同放樣點(diǎn)之間也具有著較為獨(dú)立的特征，能夠在有效避免累計(jì)誤差出現(xiàn)的基礎(chǔ)上使橋梁測(cè)量工作的水平與質(zhì)量能夠得到提升。

4.2在橋梁橫斷面測(cè)量中的應(yīng)用

在以GPS技術(shù)對(duì)橋梁中線(xiàn)、邊線(xiàn)的放樣工作之后，則需要對(duì)橋梁橫斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，以此對(duì)工程所需的填挖方量進(jìn)行計(jì)算。在以往傳統(tǒng)測(cè)量方式中，在對(duì)樁號(hào)橫斷面進(jìn)行測(cè)量時(shí)往往會(huì)具有著較大的難度，而通過(guò)GPS技術(shù)的應(yīng)用，工作人員在不來(lái)到測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的情況下、僅僅通過(guò)之前所測(cè)得的中線(xiàn)樁點(diǎn)坐標(biāo)在通過(guò)繪圖軟件計(jì)算后則能夠?qū)蛄旱目v橫斷面進(jìn)行測(cè)量，并能夠保證不同樁點(diǎn)橫斷面的準(zhǔn)確性，不僅大大縮短了數(shù)據(jù)采集時(shí)間，降低了工作人員的工作負(fù)擔(dān)，減少了工作人員在外作業(yè)時(shí)間，改善了工作狀況，提高了測(cè)量工作效率，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度、精度、實(shí)用度，還具有著非常好的實(shí)用性以及經(jīng)濟(jì)性。

5　結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)現(xiàn)今大型橋梁建設(shè)中，測(cè)量是非常重要的一項(xiàng)工作。在上文中，我們對(duì)GPS技術(shù)在大型橋梁測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究與分析，需要在實(shí)際測(cè)量工作中能夠把握技術(shù)重點(diǎn)，通過(guò)對(duì)該技術(shù)的良好應(yīng)用精確、高效的完成測(cè)量工作。

[1]蔣思君.應(yīng)用GPS的大型橋梁控制測(cè)量技術(shù)研究 [J].科技資訊.2010(10)：90-91.

[2]李振社,胡耀鋒.基于GPS技術(shù)的某橋梁控制測(cè)量實(shí)施流程研究 [J].科技資訊.2010 (14)：60-60.

[3]孟海霞.淺談極坐標(biāo)法在橋梁測(cè)量中的應(yīng)用 [J].科技風(fēng).2010(01)：105-106.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-234-1

劉清山（1981～），男，本科，工程師，研究方向?yàn)闃蛄簻y(cè)量。