GPS在大型橋梁工程控制測量中的應用研究

【摘要】GPS系統(tǒng)屬于時代發(fā)展的產(chǎn)物，屬于高新科技產(chǎn)品。經(jīng)過多年的完善與發(fā)展，GPS技術的應用范圍不斷擴大，已經(jīng)成功的在航空航天、軍事、交通燈領域進行使用，并且我國幾乎所有氣象站都在使用GPS技術，于此同時，GPS技術在大型橋梁工程控制測量方面也有著巨大的作用。本文將對GPS在大型橋梁工程控制測量中的應用進行簡要分析。

【關鍵詞】GPS技術；橋梁工程控制；橋梁工程測量；全球定位系統(tǒng)應用

GPS技術在測量工作中使用比較早，在進行工程放樣、工程測圖等方面，GPS技術有著不可取代的作用。GPS技術測量精度比較高、選點比較靈活，而且運行費用較低并且可以實現(xiàn)全天候作業(yè)，觀測時間較短而且自動化程度較高，這些點都已經(jīng)成為GPS技術不可取代的原因。筆者通過總結(jié)自身的工作經(jīng)驗，結(jié)合當前我國GPS技術在大型橋梁工程控制測量中的實際使用情況，對GPS技術在大型橋梁工程控制測量中的應用方式進行簡要分析。

一、控制網(wǎng)布設

1.在GPS控制網(wǎng)中必須要求按照《公路全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》當中的以及GPS控制網(wǎng)技術進行全方位布設，但是要考慮到大型橋梁工程的跨度比較大，并且難度高，所以在進行控制網(wǎng)設計的時候，可以使用《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》當中B級網(wǎng)精度指標對工程進行要求。在進行外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作的時候，可以使用高精度雙頰的GPS接受機進行靜態(tài)相對定位的作業(yè)模式。在觀測的同時，使用比較精密的測距儀對同岸可通式進行比較，對比雙方短基線的邊長，以此檢驗GPS的基線尺度，根據(jù)測量工程實際情況，將比較精密的測距邊長數(shù)值按照相應觀測權重，參與到GPS聯(lián)合平差計算當中。

2.因為大型橋梁兩岸無法做到完全通車，所以大橋平面控制方面應當使用GPS技術進行布設，測量的方式使用高精度靜態(tài)的相對定位模式，并且在使用GPS技術進行測量的時候，需要配合相應的輔助手段。因為橋兩岸跨度比較大，所以在設置橋位控制點的時候必須要滿布網(wǎng)的要求，同時也要滿足施工放樣工作的特性，營造出布網(wǎng)長短邊差距較大的現(xiàn)象。當比例為1：5的時候，形成的網(wǎng)將不利于提高點位的精度。使用常規(guī)測量方法對GPS技術進行輔助，可以檢核GPS的基線，并且 GPS基線的尺度，通過這亮點可以直觀反映出測量工作的元素以及精確度。

二、選點及觀測

1.在選點的時候，必須按照GPS技術的觀測要求，保證衛(wèi)星信號可以正常接收，并且要適當減弱對信號的干擾原理大功率的無線發(fā)射源，同時在測量過程中要盡量避開電視轉(zhuǎn)播站以及大功率的雷達站等，原理高壓線，保證觀測工作的質(zhì)量。

2.控制點必須布置在四周比較開闊的區(qū)域，在布置點和地面的角度>15°的時候，應當保證范圍內(nèi)沒有明顯障礙物，避免控制點因為周圍的障礙物而產(chǎn)生強反射面，并且應該和大面積的水域保持一定的距離。當現(xiàn)場實際情況不能滿足上述小點的時候，可以通過適當提升衛(wèi)星觀測的高度等相關措施，來保證觀測工作的質(zhì)量。在進行點位選擇的時候，應該以有利于工作安全，并且有利于長期保存為出發(fā)點進行選擇。選擇過程中需要根據(jù)施工方提供出的橋位設計工作的平面圖以及施工平面圖進行布置，根據(jù)自身施工的特點以及施工情況，在甲方協(xié)助下，對施工區(qū)域進行準確估算，避免測量工作對施工區(qū)域造成影響。

3.在使用GPS對大型橋梁工程進行控制測量的過程中，需要使用3-4臺標稱精度大于Smnl+IPPm-D，并且是雙頻的GPS接收機。同岸的可通視短基邊距離測量的時候，應當使用標稱精度大于lmm+IPPm-D高精度光電測距儀進行測量。在控制點選擇以及標識埋石工作完成后，應當給他們一段時間進行穩(wěn)定，可以通過一個雨季的時間，讓其變的更加穩(wěn)固之后再次進行觀測。為了全面提升GPS觀測技術的精確度和可靠性，GPS點之間應當構(gòu)成一些使用GPS獨立基線構(gòu)成的并且是非同步的閉合環(huán)，讓GPS可以進行足夠的多余觀測工作，并且盡量多的增加一些多余的觀測基線，讓每條基線都能得到充分的檢查，提升整網(wǎng)可靠性。

三、GPS基線解算原理

1.GPS的基線向量從一定程度上代表了各監(jiān)測站之間的一種位置上的關系，屬于測站和測站之間的坐標增量。GPS基線的向量和唱過測量工作中基線存在一定差異，唱過測量工作中基線只存在長度屬性，但是GPS的基線向量自身具備長度以及水平方位垂直方位這三項屬性，所以GPS技術的基線向量屬于GPS同步觀測直接結(jié)果，同時也屬于GPS網(wǎng)平差，最終可以對觀測點的觀測值進行計算。

2.基線解算過程整體上來說就是一個平差過程，主要使用雙差觀測值。在進行基線解算的時候，需要通過三個階段完成。第一階段要進行初始平差，計算出整周的未知參數(shù)在基線向量方面的實數(shù)解。在第二階段的時候，將整周的未知數(shù)固定為整數(shù)。第三階段中，將確定的整周未知數(shù)簡單的看做已知數(shù)值，將待定測站坐標當做未知的參數(shù)進行評差結(jié)算，并且求解出基線向量的最終結(jié)果。在初始平差方面，將雙差觀測值方面的觀測方程進行線性化處理，之后按照最小二乘法將其組為方程，并且解出待定未知參數(shù)的詳細信息。通過初始平差的計算，解出的數(shù)值理論上應當為整數(shù)，但是在實際觀測過程當中可能會因為各種原因造成工作失誤，導致結(jié)果為實數(shù)，所以這種基線解被簡單稱為實數(shù)解或者是浮動解。目前我國大部分施工單位均使用搜索法進行整周未知數(shù)整數(shù)值的計算。在確定整周未知數(shù)自身數(shù)值之后，可以將整周未知數(shù)相關的固定值帶到模型中進行重新平差，計算出其余參數(shù)的高度精準的估算值，可以將其稱為固定解。

結(jié)束語

GPS技術已經(jīng)成為我國測量工作中使用十分廣泛的一種測量方式。本文通過分析GPS控制網(wǎng)布設、選點以及觀測工作和基線解算原理三方面入手，總結(jié)筆者自身工作經(jīng)驗，結(jié)合當前我國GPS技術的前沿使用方式，對GPS技術在大型橋梁工程控制測量中的應用進行了簡要分析，為我國大型橋梁工程控制測量時代化提供一份參考資料。

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