GPS在公路桥梁施工控制测量中的应用

摘 要：GPS即全球定位系统,其作用是能够在短时间通过卫星定位,将地球上的某一位置快速找出,同时还有全程跟踪功能.GPS起源于美国,从20世纪70年代起,GPS逐渐应用与我们的生活,近年来,随着信息时代的来临,GPS在军事、经济等方面已发挥着不可替代的作用,而且,GPS的高准确性能够找出全球的卫星覆盖的任何一点,极大地方便了人们的生活.GPS的精确性简直令人害怕,这就使得现代战争在GPS的精确指导下,导弹不需要进行空投,可以在远在太平洋北岸的拉斯维加斯发射到南非的好望角.从这些方面来讲,GPS已逐渐成为未来掌握世界战场的关键,具有不可替代的作用.

关 键 词：GPS技术；实例分析；未来发展

中图分类号：

TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2013）17017902

GPS的普及范围正在飞速扩大,现在,已经逐步应用到公路桥梁施工当中.在传统的道路桥梁建设中,对于一些地形复杂的地方,特别是在完全没有直接的视野,也没有适合仪器安放的位置,我们很难保证道路最后能够按照计划的路线保持修建,同时对于那些需要双向连接的道路,最后吻合度也不能有足够的保证.由于GPS的精确定位,鉴于这一点,在今天的道路建设中,我们广泛的应用了GPS的制导功能,从而保证道路的完整性,也就解决了传统道路建设的很多困难.所以说,GPS在今天的道路桥梁修建上有不可替代的地位,但是GPS的应用还只是在起步阶段,本文则就通过实例,就GPS在道路桥梁上控制测量上的应用进行讲说.

1GPS技术

对于GPS的应用,我们自己要是对其精度的应用,这种一般是采用约束法平差,关于其原理与方法,我们从以下两个方面讲述.

1.1施工中的精度的控制

在实际施工中,我们对于精度的控制是很严格的,对于建桥的工程上,一般地,对于桥长的偏差和误差规定分别为±100mm和±50mm.这不是什么人为的规定,而是通过计算,最后得到的结果.桥梁工程中的误差可以分解成制造误差、施工误差和测量误差这三个方面的误差,一般将这三项看作是相互独立,依据,最后计算得到的误差为±28.9mm,然后又将m分解到实际施工中的误差,也就是：

在上述两式能够看出实际中施工测量比较麻烦,而且有相当的困难,所以,在建立实际的GPS施工控制网时,我们通过控制提高测量的方法对精度进行掌握.在实际的测量中,对于测量误差一般是将控制测量的误差设置成占测量误差的10%,也就是说GPS施工控制网的必要精读为m1等于±11.6m.这样,就能保证实际的测量误差不会太过于实际需求.

1.2约束法

在实际施工中,由于各方面原因,GPS施工控制网投影面与路线施工控制网投影面的差异,还有前后两次的观测精度的差异,鉴于这些原因,为了保证GPS桥梁施工控制网的必要精度,我们一般进行对GPS施工控制网进行边长约束和方位角约束平差,这样可以使GPS控制网与路线施工控制网之间能够达到正确的连接.在实际操作中,线路上的GPS是一种“挂靠”在低等线路上测量控制网的高精度网,这样一方面保证了对于桥梁“刚体”结构施工的精度的保证,同时也有效的保证了对于高速公路上快速行驶车辆的安全的保证,在实际的测量中,约束条件的平差模型是

2实际应用

根据上文讲到的GPS测量原理,我们就直接应用于实际建设中.下面我们以四川某地的高架桥进行解说.

2.1平面测量

在该地的高架建造中,由于该地区地势低洼而且软土层较厚,那么就对实际操作产生了不小的影响,在对于平面测量的过程中,就对控制控制测量的精度提出了较高的要求.首先是在GPS的施工控制网点,分别是在地形的各地的较高点分布,这样有助于实时监控与测量,那么我们按照下图1进行了分布.

在上图中,我们选取了21对GPS施工控制点,这样就有效的保证了实际的需求,同时能够在各个点都能有效的掌控整个工程的进行.根据上面的21对控制点,我们同时采用了4台WILD双频增强型Leica350GPS接收机按快静态相对定位作业模型进行了观测,那么,在观测的时候,我们将高度调至15°,并通过卫星星座和观测站共同组件的整个模型对实际数据进行测算,在实际中,我们共用三天时间完成了336条基线,在对GPS的三维无约束后,进行重新核算后发现整个测算没有粗差,所得结果均在误差范围以内,所得最大残差为9mm,就连最弱的坐标位置中的误差分别是±3.1、±4.3、±3.3mm,这就说明了GPS在实际的应用中具有很高的质量,而且完全可用于二维约束平差.

2.2高程控制测量

GPS之所以能够容易测量,首先是因为GPS具有很大的高度差优势,这就使得在实际中我们不能通过人工直接测量的地形能够采用GPS进行高度差来测量,这样所得的数据既准确,而且在测算方式是也变得简单很多,省去了以前耗费太多人工的情况.除此之外,GPS的广泛分布也是测绘中的一大优势,这样就能够全方位的对实际的地形进行测量.对于误差的规定,根据地形我们做相应的调整,即根据地形改正的曲面拟合法误差为±8mm,外部符合精度为±7mm,所有的数值都在规定的范围.将GPS水准发高程与四等水准相较,最大误差为-36mm,误差值为-2mm,中误差为±9mm,鉴于这些数值,GPS已经达到了四等水准的精度要求,对于实际的施工完全没有问题.

2.3RTK-GPS桥位放样测量

在实际的工程建筑中,RTK-GPS实时测量技术是该领域的新成就,该技术最为直观的表现就是控制测量技术已经成熟和利用RTK-GPS进行工程的直接参与.实际作业中,将GPS参考站建立于桥梁控制网中间点的控制点上,将2台操动站放样,然后在控制器中调出桥位坐标,根据时期按规定的指标,与实现预计方案进行对比,从而方便地将桥梁的准确位置标记出来.这样做的误差结果也是非常小的,在实际中我们常常采用这种方法.

3未来发展

对于GPS在公路桥梁建设中的利用,未来的发展我们要更加注重于技术与实际的相结合,所以,一方面我们要探索GPS在实际的建设中的可用技术,同时,我们还要进行自己的技术创新,建造自己的公路桥梁,创造自己的风格.同时,在设备的选取上,我们要注意其精度的控制,施工前要注意精度的调整,施工结束注意仪器的保养,严格控制准确性.另外,GPS跟卫星有直接的联系,一旦卫星信号不好,GPS的功能就受到限制,未来我们要制造信号更强的卫星用于信号的接收发送,保证GPS的使用无限制.

4结束语

鉴于GPS的高准确度,在以后的公路桥梁的建设上,除了完成必要的通畅要求,我们可以运用GPS的相关功能营造其美观,使之更具有现代化特征,给未来建筑一种清新的感觉.我国应该加强卫星的发射建立自己的全球GPS体系,一旦没有外国的帮助,我们也能自己通过卫星通晓全球.