橋梁測繪過程中GPS技術的應用探討

呂興興

[摘 要]因為有的橋梁工程地理位置比較特殊，同時工程量也非常大，要求測繪工作具有較高的精確度，所以就應該在測繪過程中應用有效的測量技術。GPS技術是三維定位系統(tǒng)，能夠快速并且準確的得到測量對象的具體三維坐標，同時提供相應的信息，被廣泛應用于工程測量等領域。這種技術具有的優(yōu)點非常多，其中包括工作效率高、測量精度高以及全天候等特點，具有非常廣闊的應用前景以及發(fā)展價值。本文主要對橋梁工程測繪過程中GPS測量技術的實際應用進行分析探討，提出筆者的思考和建議，僅供參考。

[關鍵詞]橋梁工程；測試；GPS技術

中圖分類號：[TU997] 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）03-0180-01

橋梁建設過程中最重要的工作環(huán)節(jié)之一就是測繪，其已經(jīng)得到了相關工作部門的重視，只有測繪工作順利有效的進行，才能確保橋梁工程的建設質(zhì)量[1]。在進行橋梁測繪的時候，GPS技術的應用非常重要，在實際應用中，GPS測量技術的操作非常簡單，同時其本身所具有的自動化程度也比較高，在橋梁工程測繪中應用這種技術，不僅可以提升工程測繪效率，而且可以提升測量結(jié)果的精確度，和以前相比，橋梁測繪范圍也更加大了。

1 GPS技術所具有的特點以及在測繪中的工作原理

1.1 GPS技術所具有的特點

①時間比較短。利用GPS技術進行觀測所花費的時間明顯要比傳統(tǒng)靜態(tài)相對定位模式所花費的時間短，在不超過20千米的范圍里面，觀測僅僅只需幾分鐘；②自動化程度比較高。因為GPS系統(tǒng)里面的衛(wèi)星接收設備屬于智能設備，所以在捕獲信息以及跟蹤觀測和進行記錄等工作的時候，均可以自動完成，同時可以持續(xù)自動化地采集各種數(shù)據(jù)信息，不用進行人工值守；③可以全天候工作。由于GPS系統(tǒng)里面的衛(wèi)星群都均勻分布于地球不同6個軌道面空間，所以，可以隨時隨地的進行測量工作，除此之外，GPS系統(tǒng)里面的衛(wèi)星接收設備都具有防水功能，所以天氣狀況不會影響到工程測量工作[2]。④操作比較簡單，功能非常強大。對GPS測量技術進行操作的工作人員，所負責的工作內(nèi)容比較少，操作人員只需采集測量內(nèi)容中的具體數(shù)據(jù)，同時安裝相應的開關儀器以及量取測量的時候儀器高度就可以了，所以整個測量工作非常簡單。除此之外，GPS所具有的綜合測繪能力非常強大，適用于測繪內(nèi)外作業(yè)，同時測量結(jié)果的精確度也非常高。

1.2 GPS技術工作原理

GPS技術主要是利用高軌測距這種方法進行測量的，觀測站和相應GPS衛(wèi)星的距離就是基本觀測量，再利用一定距離的運算獲得所測位置具體三維坐標。可以利用以下兩種方法來測量觀測量的距離：①偽據(jù)測量，即測量相應的GPS衛(wèi)星信號和地面接收器之間的傳播時間，該測量方法可以較快速地給觀測點定位；②載波相位測量，即測量衛(wèi)星載波信號以及接收器產(chǎn)生的不同參考載波信號的具體相位差距，該測量方法測量精確度非常高，測量結(jié)果比較準確，[3]。

2 GPS技術在橋梁測繪中的具體應用

2.1 測繪地形圖

進行橋梁線路設計的時候，地形圖是不可缺少的重要資料，傳統(tǒng)地形圖的繪制一般是利用全站儀進行的。盡管全站儀是一種自動化水平比較高的科學技術，可是依然不能滿足復雜環(huán)境里面地形測量相關要求，對地理條件比較復雜、植物覆蓋密度比較大的區(qū)域進行測量時，全站儀就會表現(xiàn)出局限性，這是因為植被等外界因素會對儀器通視狀況產(chǎn)生影響，導致工作效率不高。和全站儀進行比較，GPS-RTK測量技術具有非常大的優(yōu)勢[4]。這種測量方法對通視的要求不高，具有非常好的適用性，可以有效提升橋梁地形數(shù)據(jù)采集效率以及準確度，減少采集成本。這種測量方法在測量小面積地形的時候，具有的優(yōu)勢尤為土著，尤其是地形鐵路戰(zhàn)場以及橋梁的地形。GPS-RTK測量技術實際操作非常簡單，不用布設控制網(wǎng)，只需要實際測量現(xiàn)場或者是附近區(qū)域能夠提供控制點，然后架設相應的RKT基準點就可以了。目前RKT基準點最小覆蓋半徑一般都超過10千米，將基準點作為中心，在半徑不超過10米的范圍內(nèi)，GPS-RTK流動站都可以采集比較精確的地形數(shù)據(jù)。另一方面，RKT進行地形測量的時候也存在局限性，很多GPS生產(chǎn)廠家均是利用自適應技術計算整周模糊的，必須依據(jù)一個或超過一個的觀測歷元來對整周模糊的進行解算，這樣就可以縮短RKT初始化所用時間，可是也要求基準站以及流動站必須在同一時間分別測量不小于5顆衛(wèi)星。通過GPS-RTK采集地形數(shù)據(jù)的時候，一般都應該配合使用自動化測圖軟件，這種測圖軟件設置了GPS數(shù)據(jù)接口，可以把所測數(shù)據(jù)傳送于軟件里面，再來編輯地形圖。

2.2 對橋梁中線以及邊線進行放樣

當設計人員設計好橋梁縱橫斷面具體圖紙之后，就需要施工單位進行復核以及施工放樣[5]。施工流程為：首先架設基準點，當連接移動站與發(fā)射電臺以及移動站與基準點之后，需要對導線點進行校對，然后調(diào)出已經(jīng)輸進手簿里面的線路曲線要素，完成之后就可以對任意樁位進行放樣了。在手簿屏幕顯示相應的桿位與設計點保持一致的時候，在桿位點打樁寫號就結(jié)束了這一點的放樣工作。若放樣點不是在中線上，就應該將放羊點局地坐標輸?shù)绞植纠锩?，然后就可以放樣了。當對相應的點進行放樣之后，就可以獲得這點的實際高程，同時各點都是獨立的，沒有累積誤差問題。

2.3 對橋梁橫斷面進行測量

利用GPS技術得到橋梁中線后，以中線樁點坐標和繪圖軟件為基礎，測量橋梁縱斷面以及橫斷面，不必進行實地測量就可以得到縱斷面所有樁點的橫斷面，減少了采集數(shù)據(jù)所花費的時間，同時也減少了外作用所花時間。此外，還能夠利用GPS技術對橋梁橫斷面進行現(xiàn)場實時測量，和傳統(tǒng)方法相比，這種測量技術的測量結(jié)果準確度以及實用度比較高，價格比較便宜。如果橋梁工程建設在地勢陡峭、地理環(huán)境非常復雜的區(qū)域，橋梁斷面落差非常大，采用傳統(tǒng)方式測量橋梁橫斷面具有非常大的難度，而GPS技術則能夠?qū)@種區(qū)域進行高效率以及高精度的測量。

2.4 測量山區(qū)以及雜草灌木叢生的地區(qū)

在我國經(jīng)濟不斷發(fā)展的今天，公路橋梁工程開始建設在山區(qū)以及雜草灌木叢生的地區(qū)。這些地區(qū)通常都具有較少的人居住，山體植被非常茂盛，采取傳統(tǒng)測量方法進行測量的時候常常會碰到很多困難，可是GPS技術能夠有效克服這些困難，并且設備攜帶比較方便，比較適合在出行不便的地區(qū)進行測量。

結(jié)束語

對于橋梁測繪工作環(huán)節(jié)來說，GPS技術具有非常大的應用價值以及優(yōu)勢，利用該技術，我們能夠?qū)崿F(xiàn)全天候作業(yè)，天氣變化等因素不會對測量工作帶來影響，所以其發(fā)展前景受到了大家的認可。在橋梁測繪中有效結(jié)合GPS技術以及計算機技術，可以將高科技作用充分發(fā)揮出來，是工程測繪一個重要的里程碑。進行橋梁測繪的相關工作人員，一定要全面了解GPS技術的具體操作以及應用流程，從而有效提升橋梁測繪的工作效率，提高橋梁建設質(zhì)量。

參考文獻

[1] 程佳佳，張杰.探討GPS技術在橋梁測繪工程方面的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2014，02（33）：2772-2772.

[2] 楊文樵.GPS系統(tǒng)基本原理及其在橋梁測繪上的應用[J].技術與市場，2012，19（11）：50.

[3] 馬超.GPS技術在橋梁工程測量中的應用[J].城市建筑，2015，（5）：108-108.

[4] 李海燕.橋梁測繪過程中GPS技術的應用分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2015，01（25）：252-252.

[5] 張向宇.GPS測量在橋梁控制網(wǎng)測設中的應用[J].甘肅科技，2014，30（2）：95-97.