李坤

（廣東冠粵路橋有限公司，廣州 511400）

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)施工測(cè)量方法已無(wú)法滿足時(shí)代發(fā)展的需求。橋梁工程建設(shè)單位必須與時(shí)俱進(jìn)，積極引入GPS 技術(shù)，并將其應(yīng)用于測(cè)量工作中，可達(dá)到提高測(cè)量效率及精準(zhǔn)性的目的，對(duì)加強(qiáng)我國(guó)橋梁工程建設(shè)質(zhì)量具有積極意義。

2 GPS 技術(shù)概述

為加強(qiáng)GPS 技術(shù)手段在我國(guó)橋梁施工測(cè)量工程中的應(yīng)用，本文對(duì)GPS 技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要概述。

2.1 GPS 技術(shù)簡(jiǎn)介

GPS 技術(shù)是現(xiàn)代科技技術(shù)衍生出的先進(jìn)技術(shù)，其全稱(chēng)為Global Positioning System（GPS），中文名稱(chēng)為全球定位系統(tǒng)。該技術(shù)以導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行運(yùn)作，由于其能夠同步使用多顆衛(wèi)星，故GPS 技術(shù)不受時(shí)間限制，且具有全球性、全能性及極強(qiáng)的精準(zhǔn)度。該技術(shù)可對(duì)測(cè)量物體間的距離進(jìn)行判斷，并在短時(shí)間內(nèi)明確測(cè)量物體的實(shí)際位置。國(guó)內(nèi)外學(xué)者相繼對(duì)GPS 技術(shù)進(jìn)行深入研究，并取得了良好的研究成果。相關(guān)研究報(bào)告指出，GPS 技術(shù)測(cè)量的精準(zhǔn)度可達(dá)到毫米級(jí)。在橋梁工程測(cè)量工作中應(yīng)用GPS 技術(shù)，不僅可以顯著提升橋梁施工測(cè)量的工作效率，還可以對(duì)人力投入成本進(jìn)行有效控制，對(duì)提升橋梁工程整體效益具有重要作用。

2.2 GPS 技術(shù)的組成部分

GPS 技術(shù)已趨于成熟，因此，其在基本構(gòu)造及組成部分等方面均具有極高的完善度。GPS 技術(shù)主要分為3 個(gè)部分：空間組成部分、用戶(hù)組成部分以及地面控制組成部分。其中，空間組成部分主要是由一定數(shù)量的工作衛(wèi)星及備用衛(wèi)星組成，這2 種衛(wèi)星系統(tǒng)均分布于軌道面上，與地表之間的距離大多在20 000 km 左右。據(jù)相關(guān)資料顯示，4 顆以上的衛(wèi)星可對(duì)相應(yīng)導(dǎo)航信息進(jìn)行觀測(cè)，且不受時(shí)間或空間限制[1]。由此可見(jiàn)，空間組成部分在GPS 技術(shù)中具有重要地位。地面控制組成部分主要由主控站、監(jiān)測(cè)站以及注入站等部分組成。其中，監(jiān)測(cè)站是地面控制組成部分正常運(yùn)作的先決條件，其能夠?qū)πl(wèi)星信號(hào)進(jìn)行持續(xù)跟蹤，并根據(jù)操作人員的實(shí)際需求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集[2]。此后，監(jiān)測(cè)站能夠?qū)⑹占臄?shù)據(jù)信息傳輸至主控站，為后續(xù)工作順利進(jìn)行奠定良好基礎(chǔ)。主控站具有統(tǒng)一控制職責(zé)，其能夠根據(jù)操作人員的實(shí)際需求，及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并在處理工作結(jié)束后，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)立即將數(shù)據(jù)信息傳輸至注入站。注入站能夠利用衛(wèi)星存儲(chǔ)器對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，為后續(xù)工作的順利進(jìn)行提供保障。

2.3 GPS 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

本文通過(guò)分析相關(guān)資料，對(duì)GPS 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，具體內(nèi)容如下。

2.3.1 可實(shí)現(xiàn)全球全天候定位

GPS 衛(wèi)星數(shù)量較多且分布均勻，4 顆以上的衛(wèi)星能夠在任意時(shí)間段或地點(diǎn)開(kāi)展觀測(cè)工作，為后續(xù)工作順利進(jìn)行提供基本保障。此外，若未出現(xiàn)惡劣天氣，如臺(tái)風(fēng)、閃電以及打雷等，GPS 衛(wèi)星可根據(jù)操作人員的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)全天候定位服務(wù)。由此可見(jiàn)，GPS 技術(shù)在時(shí)代發(fā)展中具有重要地位。

2.3.2 測(cè)量精準(zhǔn)度高

自GPS 技術(shù)誕生以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者相繼對(duì)其進(jìn)行了研究，并取得了一定成果。研究報(bào)告中明確指出：在50 km 范圍內(nèi)對(duì)GPS 衛(wèi)星進(jìn)行使用時(shí)，其測(cè)量精準(zhǔn)度可達(dá)到6～10 m；若測(cè)量范圍在100～500 km，則GPS 衛(wèi)星測(cè)量精準(zhǔn)度可達(dá)到7～10 m；若測(cè)量范圍在1 000 km 左右，GPS 衛(wèi)星測(cè)量精準(zhǔn)度可達(dá)到9～10 m。由此可見(jiàn)，GPS 衛(wèi)星具有良好的測(cè)量精準(zhǔn)度。因此，相關(guān)人員應(yīng)積極應(yīng)用GPS 技術(shù)，提高工作效率及測(cè)量精準(zhǔn)度[3]。

2.3.3 觀測(cè)時(shí)間較短

在GPS 技術(shù)不斷更新及完善的背景下，其靜態(tài)定位觀測(cè)時(shí)間已大幅縮短[4]。例如，GPS 定位系統(tǒng)在實(shí)際工作過(guò)程中，僅需約15 min 即可實(shí)現(xiàn)對(duì)其20 km 范圍內(nèi)物體進(jìn)行靜態(tài)定位。GPS 系統(tǒng)針對(duì)流動(dòng)站開(kāi)展快速測(cè)量工作時(shí)，能夠在2 min 內(nèi)迅速測(cè)量多個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站之間的距離。此外，在對(duì)任意流動(dòng)站進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，GPS 系統(tǒng)僅需幾秒鐘即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位。由此可見(jiàn)，應(yīng)用GPS 技術(shù)能夠顯著提升觀測(cè)效率[5]。

2.3.4 操作簡(jiǎn)便

由于GPS 技術(shù)接收機(jī)正在不斷優(yōu)化，故其測(cè)量自動(dòng)化水平也在不斷提升。工作人員開(kāi)展測(cè)量工作時(shí)，僅需安裝GPS 儀器，并連接相應(yīng)線路，然后量取天線高，并針對(duì)儀器工作狀態(tài)采取相應(yīng)監(jiān)視措施，即可達(dá)到自動(dòng)測(cè)量目的。由此可見(jiàn)，GPS技術(shù)觀測(cè)工作操作簡(jiǎn)便，且通過(guò)儀器即可實(shí)現(xiàn)，對(duì)操作人員專(zhuān)業(yè)能力水平要求不高，極大地減少了相關(guān)企業(yè)或機(jī)構(gòu)人力投入成本。此外，在測(cè)量工作結(jié)束后，工作人員僅需關(guān)閉電源，并歸納接收機(jī)，即可順利完成觀測(cè)任務(wù)。

2.3.5 坐標(biāo)統(tǒng)一

應(yīng)用GPS 技術(shù)可同時(shí)對(duì)平面位置及大地高程進(jìn)行測(cè)定，且能夠保持較高的測(cè)量精準(zhǔn)度。GPS 定位系統(tǒng)全球坐標(biāo)具有較高統(tǒng)一性，計(jì)算定位工作區(qū)域?yàn)槿蜃鴺?biāo)系統(tǒng)，因此，GPS測(cè)量結(jié)果將與坐標(biāo)系統(tǒng)建立直接關(guān)系，大大提高了GPS 測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性。

3 GPS 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及不足

GPS 技術(shù)在橋梁工程施工測(cè)量中的應(yīng)用雖然具有良好的優(yōu)勢(shì)，但也存在許多不足。因此，相關(guān)人員必須不斷對(duì)該技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到GPS 技術(shù)應(yīng)用效果最大化的目的。為此，論文通過(guò)分析相關(guān)資料，對(duì)GPS 技術(shù)在測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)及不足進(jìn)行了總結(jié)，具體內(nèi)容如下。

3.1 GPS 技術(shù)在橋梁工程施工測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)

結(jié)構(gòu)物放樣、控制網(wǎng)測(cè)量以及布設(shè)等工作內(nèi)容在橋梁工程施工測(cè)量中具有重要地位。針對(duì)傳統(tǒng)橋梁施工而言，施工人員對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)時(shí)，大多將其設(shè)置為導(dǎo)線網(wǎng)等，并利用全站儀以及測(cè)距儀等設(shè)備對(duì)外業(yè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行獲取，以提高數(shù)據(jù)信息獲取效率及質(zhì)量。通常情況下，施工人員設(shè)置的控制網(wǎng)邊長(zhǎng)大多超出了規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，尤其針對(duì)橫跨江河橋梁而言，其跨度及測(cè)量難度相對(duì)更大。但應(yīng)用GPS 技術(shù)后，上述問(wèn)題便可以得到有效解決。GPS 技術(shù)相較于傳統(tǒng)測(cè)量手段具有明顯優(yōu)勢(shì)，其能夠應(yīng)用于跨海橋梁中，并加強(qiáng)測(cè)量效果。在實(shí)際工作過(guò)程中，工作人員可利用GPS 技術(shù)手段測(cè)量橋梁控制網(wǎng)，且不受外部環(huán)境因素影響?；诖?，工作人員可以顯著縮短觀測(cè)時(shí)間，提高工作效率。此外，國(guó)內(nèi)外有許多文獻(xiàn)資料對(duì)GPS 技術(shù)精準(zhǔn)性進(jìn)行了研究，并成功證明其精度已達(dá)到毫米級(jí)。因此，工作人員可放心使用測(cè)量結(jié)果，為橋梁工程后續(xù)施工奠定良好基礎(chǔ)。

3.2 GPS 技術(shù)在橋梁工程施工測(cè)量中的不足

GPS 技術(shù)雖具有良好的精準(zhǔn)度，但其應(yīng)用仍具有一定局限性。因此，部分橋梁工程在開(kāi)展測(cè)量工作的過(guò)程中，必須結(jié)合其他儀器，才能使測(cè)量結(jié)果具有較高精準(zhǔn)性。若工作人員僅依靠常規(guī)測(cè)量?jī)x器開(kāi)展測(cè)量工作，極有可能導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)性明顯下滑，從而對(duì)后續(xù)施工順利進(jìn)行或工程建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。由此可見(jiàn)，僅依靠GPS 技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)有效測(cè)量。因此，為確保測(cè)量結(jié)果具有較高的精準(zhǔn)性，工作人員在開(kāi)展測(cè)量工作時(shí)，可選擇將GPS 技術(shù)手段與其他儀器結(jié)合使用，提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，不僅GPS 系統(tǒng)工作效率將顯著提高，其應(yīng)用空間也將得到拓展。

4 GPS 技術(shù)手段的實(shí)際應(yīng)用

應(yīng)用GPS 技術(shù)手段對(duì)橋梁施工測(cè)量具有重要意義，相關(guān)人員應(yīng)給予高度重視，并積極將其應(yīng)用于實(shí)際測(cè)量中。為最大化GPS 技術(shù)應(yīng)用效果，本文通過(guò)分析相關(guān)資料，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)在橋梁施工測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，其具體內(nèi)容如下。

4.1 橋墩定位

橋墩定位是橋梁施工順利進(jìn)行的先決條件，因此，施工人員必須給予高度重視。通常情況下，施工人員利用傳統(tǒng)施工方式開(kāi)展施工時(shí)，大多會(huì)使用前方交會(huì)法。雖然該方法具有一定的可行性，但多數(shù)橋梁工程所處海面或江面均較為開(kāi)闊，采用該方法極有可能增加橋梁交會(huì)施工難度，從而對(duì)后續(xù)施工產(chǎn)生直接影響。因此，工作人員可將GPS 動(dòng)態(tài)定位技術(shù)應(yīng)用于橋墩交會(huì)定位中，以達(dá)到順利施工目的。GPS 動(dòng)態(tài)定位技術(shù)手段主要由基準(zhǔn)站及流動(dòng)站組成，具體工作原理如下：（1）將點(diǎn)位精度相對(duì)較高的控制點(diǎn)視作基準(zhǔn)點(diǎn)，并在特定區(qū)域?qū)邮諜C(jī)進(jìn)行安裝，將其作為參考站；（2）利用接收機(jī)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，并利用流動(dòng)站上的接收機(jī)接收基準(zhǔn)站輸送的數(shù)據(jù)信息；（3）利用計(jì)算機(jī)技術(shù)手段對(duì)流動(dòng)站三維坐標(biāo)及測(cè)量精度進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算與顯示。有學(xué)者針對(duì)該種施工方法進(jìn)行了研究，并在研究報(bào)告中明確指出：在橋梁定位施工中采用GPS 技術(shù)，工作人員僅需對(duì)GPS 接收機(jī)進(jìn)行安裝，即可達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)三維坐標(biāo)目的，對(duì)提高工程施工效率具有重要意義。因此。相關(guān)人員應(yīng)積極應(yīng)用GPS 動(dòng)態(tài)定位技術(shù)手段。

4.2 橋梁塔柱

目前，我國(guó)大型斜拉橋塔柱高度不斷增加，斜拉橋斜率控制已成為提高橋梁質(zhì)量的重要前提。由于橋梁索塔之間跨度相對(duì)較大且水位較深，因此，若施工人員采用傳統(tǒng)方式開(kāi)展工作，極易導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)度不夠。此外，利用傳統(tǒng)方式開(kāi)展工作，極易受外部環(huán)境因素影響，降低工作效率，情況嚴(yán)重時(shí)施工人員甚至需要借助其他方法，才能達(dá)到順利放樣目的，不利于提高工程建設(shè)質(zhì)量及施工效率。因此，施工人員在實(shí)際工作過(guò)程中，應(yīng)積極應(yīng)用GPS 技術(shù)手段，對(duì)放樣方式進(jìn)行革新。我國(guó)有學(xué)者為明確GPS 技術(shù)在放樣工作中的應(yīng)用價(jià)值，特此對(duì)其進(jìn)行了研究，并在符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)情況下，將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于橋梁工程建設(shè)過(guò)程中。例如，我國(guó)京杭運(yùn)河棗莊段二級(jí)航道整治馬蘭大橋工程，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)資料顯示，該橋梁主要由主橋、南北引橋組成。在實(shí)際采樣過(guò)程中，工作人員采取了以下措施：（1）輸入點(diǎn)位坐標(biāo)，并由工作人員攜帶GPS 接收機(jī)前往測(cè)量地點(diǎn)；（2）在工作人員達(dá)到測(cè)量地點(diǎn)時(shí)，GPS 接收機(jī)將發(fā)出相應(yīng)信號(hào)，以達(dá)到提醒工作人員的目的；（3）工作人員可根據(jù)GPS 接收機(jī)顯示信息順利完成放樣工作。在此基礎(chǔ)上，橋梁工程后續(xù)施工順利進(jìn)行將得到有效保障。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，測(cè)量工作在橋梁施工中具有重要地位，其能夠?qū)蛄汗こ痰馁|(zhì)量及施工效率產(chǎn)生直接影響。因此，相關(guān)人員應(yīng)積極引入GPS 技術(shù)，以提高橋梁施工測(cè)量精準(zhǔn)性及測(cè)量效率，顯著提升我國(guó)橋梁工程建設(shè)科學(xué)性。