GPS在路橋設計中的優(yōu)勢及應用分析

彭樹丹

摘? ? 要：隨著我國科學技術(shù)的不斷發(fā)展，gps技術(shù)已廣泛應用于各行各業(yè)。該技術(shù)具有較高的精度和速度，是一種新型的監(jiān)測系統(tǒng)。與一些傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，它在工作中有更多的優(yōu)勢。它有廣泛的用途，如軍事和工程調(diào)查。它的操作方法越來越簡單，測量功能也在逐步提高。因此，它在各種項目中發(fā)揮著非常重要的作用。在我國公路路橋設計中，一般都采用gps技術(shù)，這在一定程度上提高了測量的準確性和相關(guān)工作的效率，也降低了工程的測量成本，文章針對GPS在路橋設計中的優(yōu)勢及應用分析進行了詳細的闡述，內(nèi)容僅供參考。

關(guān)鍵詞：GPS;路橋設計;優(yōu)勢;應用分析

1? 導言

公路路橋工程作為我國交通建設的重要組成部分，其質(zhì)量問題一直受到政府和社會的廣泛關(guān)注。道路和路橋的質(zhì)量在很大程度上取決于設計的準確性和合理性，而設計的質(zhì)量則取決于測量的準確性。測量工作將受到地形、管道工程、施工流量等諸多因素的阻礙。gps可以為我們提供準確的三維坐標，不受上述不利因素的影響，不僅準確快速，與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，大大縮短了測量周期，提高了設計效率，有利于公路路橋工程的發(fā)展，值得推廣應用。

2? GPS技術(shù)的組成以及優(yōu)點

2.1? GPS的組成

（1）用戶設備。GPS的用戶設備主要是通過接受GPS衛(wèi)星所發(fā)出的信號再對這些信號進行定位導航。它比較常用的設備就是GPS接收機， GPS接收機可以根據(jù)不同的功能需求來進行配備， 所以它們之間的價格、形狀等等都不太一樣。

（2）地面監(jiān)控。在gps技術(shù)的組成部分中，地面監(jiān)測的主要作用是收集衛(wèi)星傳輸?shù)男畔?，并計算相對距離和大氣校正等數(shù)據(jù)。在這三個部分中，監(jiān)測站的主要任務是接收從衛(wèi)星發(fā)回的各類信息，同時監(jiān)測衛(wèi)星的運行情況。主控制臺通?？刂菩l(wèi)星的運行，計算監(jiān)測站接收到的信號，得到衛(wèi)星中的各種參數(shù)。注入站是將主控制站的計算數(shù)據(jù)注入衛(wèi)星。

（3）空間星座。在全球定位系統(tǒng)技術(shù)中，離地球20，000km的24個全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星星座構(gòu)成全球定位系統(tǒng)空間星座，這些星座均勻分布在6個軌道平面上，其中4顆衛(wèi)星分布在每個軌道平面上。當使用全球定位系統(tǒng)進行定位時，必須首先計算位置的緯度、經(jīng)度和高度。衛(wèi)星軌道的運行周期為11小時58分鐘，因此全球定位系統(tǒng)信號可以在任何地點和任何時間接收。

2.2? GPS技術(shù)在工程測量中的優(yōu)點

（1）測量精確。在GPS技術(shù)中， 它的測量距離比較長， 測量數(shù)據(jù)的精確度相對來說更高一些， 所以在測量的時候存在的誤差會小一些， 有利于測量工作的良好進行。

（2）操作簡單。現(xiàn)在，科學技術(shù)越來越發(fā)達了。相關(guān)的機器功能越來越完備。同時體積也越來越小，但精確度卻越來越高。對于GPS接收器來說，它非常智能，操作也相對簡單。這對工程測量非常方便。

（3）觀測時間短。隨著gps技術(shù)的不斷發(fā)展，其工作速度也大大提高，因此其工作效率也越來越高。其中動態(tài)相對定位僅為數(shù)秒，靜態(tài)相對定位僅需約20min。觀察時間和時間都很短。

3? GPS在路橋設計中的應用

GPS技術(shù)在路橋設計中得到了很好的應用， 它在進行測量時， 構(gòu)成的網(wǎng)狀不僅能提高精確度， 同時對測量支點的監(jiān)測也取得了很好的效果。

3.1? GPS動態(tài)相對定位在路橋設計中的應用

gps動態(tài)相對定位是指將gps接收器放置在已知坐標的基準站上。在這里，同樣的衛(wèi)星被觀測到。參考接收機將瞬時觀測測量結(jié)果與已知的基準站坐標得到的相應結(jié)果進行比較。得到瞬時修正值。用瞬時修正值對移動接收機的瞬時觀測進行修正，得到移動站相對于參考站五的瞬時位置。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，gps技術(shù)的應用與傳統(tǒng)定位方法相比，提高了操作效率，降低了近三倍的成本。因此，在路橋設計中應用gps動態(tài)相對定位是非常必要的。

3.2? GPS-RTK定位在路橋設計中的應用

GPS-RTK定位是基于載波相位測量的動態(tài)相對定位方法。

隨著全周未知方法的不斷進步，它也發(fā)展成為一種實時性強、準確度高的動態(tài)相對定位方法。這是gps測量技術(shù)的新突破。采用載波相位動態(tài)實時差分法。該技術(shù)的應用為公路路橋的設計提供了新的技術(shù)支持，從根本上提高了運營效率。

3.3? GPS在公路工程的控制測量上的發(fā)展前景

在公路工程的測量上， GPS的兩大功能得到了應用， 即動態(tài)功能和靜態(tài)功能。動態(tài)功能指的是通過衛(wèi)星系統(tǒng)， 將三位坐標點位放樣在地面上;而動態(tài)功能指的是通過衛(wèi)星系統(tǒng)接收到的信息， 將地面上點的三維坐標進行確定。所以， GPS在公路工程控制監(jiān)測上的發(fā)展前景是非常廣泛的， 具體表現(xiàn)在以下幾個方面：第一， GPS的精確度更高。在實際應用中，gps不受惡劣的地理條件、惡劣的天氣條件和長距離的影響。它的準確度很高。第二，GPS測量是有效的。在實際應用中，GPS不會受到任何人為因素的影響。在測量過程中，計算機相關(guān)技術(shù)等會自動記錄、計算和處理數(shù)據(jù)，以提高工作效率。它還提高了測量質(zhì)量。第三，GPS-RTK技術(shù)徹底推翻了傳統(tǒng)的道路測量模型。在PTK的實際應用中，可以快速、準確地得到某位置的三維坐標，其時效性強。這種技術(shù)非常適合公路路橋的設計。第四，GPS測量提高了操作效率，降低了勞動強度。在實際應用中，gps的操作效率是傳統(tǒng)測量方法的三倍，同時降低了操作的強度和工作量，從根本上提高了效率。第五，GPS的精度和同步測量可以與平面測量一致。由于近年來道路、路橋水平的提高，對于一些特殊的區(qū)域環(huán)境，如山嶺丘陵、河流等，傳統(tǒng)測量已不能滿足實際要求，而GPS高程測量可以精確地實現(xiàn)高精度測量。因此，gps有廣泛的應用。

3.4? GPS靜態(tài)相對定位在路橋設計中的應用

GPS靜態(tài)相對定位的一般方法， 就是將1臺GPS接收機安置在已知坐標的地面點 （已知點） 上;另1臺或多臺GPS接收機安置在未知坐標的地面點 （已知點） 上，并保持各接收機固定不動， 同步連續(xù)觀測相同的GPS衛(wèi)星星座，用以求得未知點相對于已知點的坐標增量 （基線矢量） ，因此，計算每個未知點的坐標的方法是從已知的點坐標推導出來的。由于連續(xù)觀測的結(jié)果，得到了足夠的冗余觀測，從而可以獲得很高的定位精度。GPS靜態(tài)相對定位是一種比較經(jīng)典的定位模式。它在大型或超大型路橋的工程測量中起著重要的作用。廣泛應用于平面控制測量和變形監(jiān)測。它的特點是準確性高，及時性高，成本低。GPS靜態(tài)相對定位技術(shù)已經(jīng)徹底解決了傳統(tǒng)測量技術(shù)的一些缺點。例如，遠距離測量的精確度不高。因此，GPS靜態(tài)相對定位技術(shù)是路橋設計中不可缺少的技術(shù)內(nèi)容。

4? 結(jié)束語

公路路橋建設是交通工程建設的重要組成部分。人民的日常出行和我國經(jīng)濟的發(fā)展離不開道路和路橋。隨著我國經(jīng)濟和社會的發(fā)展，運輸業(yè)的發(fā)展日益受到重視。道路和路橋的質(zhì)量也越來越受到人們和政府的關(guān)注。公路路橋工程建設力度加大，質(zhì)量問題需要嚴格控制。為了保證道路和路橋的凈空質(zhì)量，采用新技術(shù)提高測量精度是非常重要的。這給道路和路橋的設計工作帶來了極大的便利。GPS高科技不僅具有良好的導航功能。近年來，它的精確定位功能也被用于公路和路橋工程的測量。GPS技術(shù)具有較強的保密性和良好的抗干擾能力，具有較高的應用優(yōu)勢。有關(guān)部門和工作人員應充分利用這一技術(shù)，減少傳統(tǒng)測量過程造成的各種損失和誤差，從而大大降低設計成本。在實踐中，有必要不斷探索在GPS技術(shù)應用中需要完善和改進的方面，以優(yōu)化、擴大其應用范圍、簡化操作;并使其更加自動化和實用，更好地為交通建設道路路橋工程的發(fā)展服務。

參考文獻：

[1] 馮建強.談GPS技術(shù)在路橋設計與監(jiān)測中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2018（3）：245～246.