橋梁施工控制測量中GPS的應(yīng)用探究

肖 潼

(貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司，貴州 貴陽 550081)

橋梁施工控制測量中GPS的應(yīng)用探究

肖 潼

(貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司，貴州 貴陽 550081)

首先介紹了GPS技術(shù)的概念及優(yōu)勢，隨后闡述了約束法平差的原理及方法，最后以具體案例分析了公路橋梁施工控制測量中GPS的實(shí)際應(yīng)用。

公路橋梁；施工控制測量；GPS

1 GPS技術(shù)的概念及優(yōu)勢

1.1 GPS技術(shù)的概念

GPS的全稱為全球定位系統(tǒng)，是一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)最早在20世紀(jì)80年代由美國發(fā)展。GPS系統(tǒng)在運(yùn)行中主要由三個(gè)部分組成，即設(shè)備GPS接收機(jī)、地面監(jiān)控系統(tǒng)和空間衛(wèi)星。GPS由于具有適用性、連續(xù)性、無間斷、全球性以及全能性的優(yōu)越性，因此其定時(shí)、定位與導(dǎo)航工作在人們的生活、工作及建筑工程中應(yīng)用效果理想。另外，GPS可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)向多個(gè)用戶接連不斷地提供相關(guān)時(shí)間信息以及三維坐標(biāo)，并且在精確度方面也到達(dá)了更高的層次，故其整體的可靠性、安全性以及適用性也有較大的改觀，這才促進(jìn)了GPS技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

1.2 GPS技術(shù)的優(yōu)勢

GPS技術(shù)具有較大的優(yōu)勢是GPS技術(shù)在不同工程領(lǐng)域中可以被廣泛應(yīng)用的根本原因。GPS技術(shù)的優(yōu)勢表現(xiàn)在多個(gè)方面，(1)應(yīng)用GPS技術(shù)能夠充分地提升定位精度，這主要是利用載波相位測量，并且在運(yùn)用GPS技術(shù)過程中，可以開展工程精密定位工作，利用最短的觀測時(shí)間將平面位置觀測結(jié)果的誤差降至1 mm之內(nèi)。在實(shí)際工程中運(yùn)用GPS技術(shù)，可以在20 min之內(nèi)完成靜態(tài)相對定位工作，在2 s內(nèi)完成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位，在2 min內(nèi)完成快速靜態(tài)定位，以此使得需要快速進(jìn)行的工程能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)得到完成。(2)應(yīng)用GPS技術(shù)優(yōu)于常規(guī)測量方式的最大優(yōu)點(diǎn)之一就是不需要通視，在這樣的環(huán)境下不僅可以最大限度地降低測量作業(yè)所需消耗的費(fèi)用和時(shí)間，還可以使得選點(diǎn)工作操作更加簡便、靈活。(3)應(yīng)用GPS技術(shù)可以提高公路橋梁工程相關(guān)工作的自動(dòng)化程度。例如在開展公路橋梁工程外業(yè)觀測時(shí)，相關(guān)施工人員在應(yīng)用GPS技術(shù)時(shí)能夠?qū)⒁巴鉁y量工作變得簡單化，并且可以更有效地進(jìn)行全球全天候測量，這一點(diǎn)優(yōu)勢對于促進(jìn)GPS技術(shù)應(yīng)用意義非凡。

2 橋梁施工控制測量中GPS的實(shí)際應(yīng)用

2.1 GPS的平面測量

在設(shè)置該高架橋上施工控制GPS監(jiān)測網(wǎng)時(shí)，相關(guān)施工人員應(yīng)當(dāng)全面掌握在該位置建設(shè)大橋應(yīng)當(dāng)具備的性質(zhì)，不僅要配合GPS觀測要求時(shí)必要的條件，做到在施工便道之外定點(diǎn)的位置定，還要盡可能地遵循相鄰兩點(diǎn)之間的互為通視及鄰近線位的長邊定向、控制點(diǎn)設(shè)站的設(shè)計(jì)放樣準(zhǔn)則，在進(jìn)行GPS控制網(wǎng)的設(shè)置環(huán)節(jié)時(shí)，相關(guān)施工人員可以選擇一種能夠增強(qiáng)控制網(wǎng)結(jié)構(gòu)總體強(qiáng)度的方式，如“邊連接”方式，見圖1。

圖1 邊連接方式

按照圖1的布網(wǎng)方式，相關(guān)施工人員可以在現(xiàn)場布設(shè)21對控制點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上配合4臺(tái)WLD雙頻增強(qiáng)型Leica350GPS接收機(jī)，在啟動(dòng)了快速靜態(tài)相對定位的模式狀態(tài)后即可觀測。如此一來，就能使同步觀測的有效衛(wèi)星數(shù)>4顆，將截止高度角調(diào)制15°后，就能通過觀測站和衛(wèi)星星座共同組件的模型測算實(shí)際數(shù)據(jù)，如果觀測站和衛(wèi)星星座構(gòu)成的幾何圖形強(qiáng)度低于5，那么全部觀測能在2 d內(nèi)完成，并能獲得336條基線。

2.2 GPS的高程控制測量

在進(jìn)行GPS的高程控制測量時(shí)，獲取點(diǎn)之間大地高高差的方式可以是高精度。在將大地高高差轉(zhuǎn)化成最適合施工測量的正高高差過程中，應(yīng)當(dāng)注意大地水準(zhǔn)面的非正常更改，該轉(zhuǎn)化容易受到重力測量信息等因素的影響，故一般選用GPS水準(zhǔn)法，通過同名點(diǎn)中的GPS大地高和正高，以及數(shù)學(xué)模型取得相互之間的換算公式。案例中采用三等水準(zhǔn)設(shè)置GPS施工控制網(wǎng)，連續(xù)測量了一共6個(gè)點(diǎn)位分布均勻的控制點(diǎn)，通過考慮地形改正的曲面擬合法將內(nèi)部擬合中的誤差控制在±8 mm的范圍之內(nèi)，將外部符合精度控制在±7 mm的范圍之內(nèi)，并且全部的待插值點(diǎn)均在模型內(nèi)插的控制范圍之中。

3 結(jié) 語

隨著GPS技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，它的定位已經(jīng)可以精確到厘米甚至毫米的級(jí)別。相比于傳統(tǒng)測量方法，不僅建立橋梁施工控制網(wǎng)的精度更高、方法更加靈活簡便，效率也上升了一個(gè)層次，因此，GPS將會(huì)被越來越多的應(yīng)用到諸如大地、工程、地籍等測量或者各種類型的變形監(jiān)測作業(yè)中，并將發(fā)展成為改造城市以及建立工程控制網(wǎng)的重要方式之一。為了全面提升公路橋梁施工控制測量的整體水平，相關(guān)施工人員還應(yīng)當(dāng)對GPS進(jìn)行更加深入的研究與分析，并通過實(shí)踐來證明理論的可行性。

[1] 李思安. GPS在公路橋梁施工控制測量中的應(yīng)用[J]. 黑龍江交通科技，2013，2(8):101-103.

[2] 楊景彬. GPS在公路橋梁施工控制測量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2013，17(4):179-180.

[3] 張招輝，曾妍等. 解析GPS技術(shù)在公路橋梁施工控制測量中的應(yīng)用[J]. 江西建材，2014，1(5):209-211.

2016-09-05

肖潼(1982-)，男，工程師，研究方向：公路與橋梁工程。

U445

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1008-3383(2017)02-0097-01