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摘要：桥梁工程测量是以桥梁及桥址区域内地表为实体对象，以桥梁结构和形状、地形（地貌和地物）、水文、气象为元素而进行的观测、计算及分析研究，涵盖工程设计、施工及运营等各个阶段，采用常规的测量手段无法较好地进行桥梁测绘工作，因而必须采用GPS技术进行桥梁测绘作业，解决常规水准测量无法解决的施工测量难题，确保桥梁工程的顺利开展。基于此，本文主要对GPS在现代桥梁工程测量中的应用进行分析探讨。
关键词：GPS；现代桥梁工程；测量应用
1、前言
与传统的测量方法相比，GPS测量的定位功能比较先进，随着这种技术的不断发展，已经得到了不少桥梁工程测量者的青睐，其应用也越来越广泛。再加上城镇化建设不断深化，桥梁建设项目逐渐增加，这也导致GPS定位技术的应用范围不断加大，GPS定位技术的引进和应用，导致桥梁工程测量领域中一场深刻的技术革命。
2、桥梁GPS测量的测量方法
2.1GPS静态测量方法
针对当前多种GPS测量方法来说，历史最为悠久的就是静态测量。从上世纪９０年代的初期，这种测量方法就在特大型桥梁工程的平面控制网测量中有所应用。GPS静态施测桥梁控制点之前，通常的做法就是通过精密三角网或者是精密导线测量来对桥梁基准点进行测量。我们对传统三角测量和GPS测量方法进行了对比后发现，GPS静态测量方法具有的优点是比较多的，常见的就有效率高、精度高、受限制的条件少等，所以，在桥梁工程平面控制测量工作中，GPS静态相对定位测量方法得到了更加广泛的应用，而变形监测工作也是如此。从近几年的情况来看，这种技术能够处理长边控制网施测精度问题，我们以具体工程作为案例分析，静态GPS控制网在杭州网跨海大桥，港珠澳大桥的基准点测量都有了成功的应用。
2.2GPS实时的动态差分（RTK）的定位测量
GPS实时的动态差分的定位测量（Real－timekinematic，简称RTK）的原理是两台GPS接收机同时作业，一台固定不动一台实时移动，两台机器之间通过即时的数据交流而获得的一种快速、精确定位方式。根据经验，这种作业方式可以轻松获得厘米级的测量精度。利用这种技术可以进行桥梁水下地形测量、桥梁钻孔放样、桥梁施工定位等技术应用。在这个技术应用之前，一般的定位方法有经纬仪交会发、全站仪跟踪目标法、信标机施测法等。但上述方法都存在定位精度不高、定位效率低及难以定位的问题。可以说在当前的桥梁施工中，RTK应用是最为广泛的，也是最有效率、最可靠的定位方法。
2.3GPS-RTK定位测量
GPS静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法。它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS技术的新突破，它的出现为工程放样、地形测图以及各种较低等级控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。
目前，桥梁工程中已应用RTK技术完成精度要求不是特别高，但需实时提供定位结果的测量工作中。如在杭州湾大桥、东海大桥和苏通大桥的施工中，施工单位采用RTK技术进行宽海域的桩基施工定位（三维）测量，不仅解决了超长距离施工定位的难题，而且提高了测量定位的精度。通过专门研制的海上RTK打桩定位系统，实现了测量定位的自动化，大大缩短了施工工期，充分显示了GPS技术在桥梁施工测量中的巨大威力和应用前景。
RTK技术还被成功应用于桥梁工程定线放样、纵（横）断面测量、桥址地形测绘以及桥梁变形监控中。它可以利用远在10km甚至更远处基准站的定位数据对流动站定位结果进行改正，提高了定位精度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，RTK能有效地解决山区测量中全站仪数字测图的难题，而无需事先建立密集的测图控制网，可大大降低测量成本，显著提高测量效率。
2.4GPS高程拟合技术
GPS实时的动态差分（RTK）还有一个比较明显的优点，就是能够获取平面坐标和高程值，并且可以在同一个时间实现。不过也受到卫星分布、高程异常和测区条件差等条件的限制，导致RTK高程测量没有得到人们的充分肯定。目前我们需要探讨的就是利用各种方式来拟合出精度较高的GPS高程。当前取得比较理想的成效就是各地建设的连续运行卫星定位参考服务系统，但是这部分网络经过精密平差，实施了更加严密的重力模型，能够在很大程度上解决了高程测量精度的弊端。某些地方是没有CORS网络的，而GPS高程测量应该拟合多个分部合理的水准高程点，这样的目的就是为了得到较高的GPS拟合高程。从我国当前的状况来看，GPS高程拟合的理论和操作方法与发达国家相比还是存在一定的差距，但是在相关技术不断完善和自身硬件条件不断提升的背景下，高程拟合的精度也取得了不小的进步。
3、GPS技术在桥梁测绘工程中的应用
在桥梁工程控制测量中，利用GPS就是建立GPS控制网，其应用主要包括进行平面控制网和高程控制网的建立等。在桥梁GPS测绘作业中，GPS能够提供三维定位信息，能够有效地对桥梁的跨河和跨海水准问题进行解决。只要能够以一定的精度要求得出测站点的高程异常差值，就能够将GPS点的大地高转换成为正常高，从而对桥梁施工中的高程控制进行实现。GPS在桥梁施工控制测量中的应用较好地对海上高程控制测量以及连续多跨跨海高程贯通测量的难题进行了解决，为跨河和跨海施工提供了先进的技术。在GPS控制网的布设过程中，需要以桥梁的勘测设计要求和桥梁的变形监测的需要为依据，严格按照“整体控制、局部加密”的原则。在选择控制点位置时，必须综合考虑桥梁施工的特点和需要，不仅要求控制点的位置在施工便道之外，同时满足GPS测绘的要求，还要求尽量确保相邻两点之间的通视。
如某桥梁起始桩号为DK172+764．830，终止桩号为DK173+939．400，孔跨布置：12－32m简支梁+1－（40+64+40）m连续梁+19－32m简支梁。中心里程：DK173+352．115，桥全长1174．49m。本桥简支箱梁采用预制架设法，连续梁采用悬臂灌注法施工。本桥桥台采用双线矩形空心桥台，台顶斜置；桥墩1号～11号、16号～33号桥墩采用圆端形实体桥墩；0号～34号墩台采用钻孔灌注桩，桥位于曲线上，双线，线间距4．6m。
该桥平面控制网采用GPS同步静态观测模式，采用大地四边形或三角形同步图形扩展方式进行布网，采用2个公共测站实现相邻同步环之间的连接，由大约5个观测站组成1个同步环，每个环同步观测1个时段，每时段观测不低于60min，满足设计要求。GPS观测数据采用接收机自带的数据转换软件，将原始观测数据统一转换为标准的Rinex格式，接着选择徕卡公司LGO7．0软件统一进行基线解算，在基线解算满足要求之后将基线向量文件输出，通视进行平差计算。水准观测的主要技术要求严格按照规范执行，所有相关的技术指标和限差均在数字水准仪中进行设置，在外业观测的过程中，由仪器自带的水准路线测量软件系统实现实时检查和提示，只要发现超过限制的情况，则需要立即进行重新测量，从而确保测量数据的准确性和可靠性。平面高程复测完成后，复测成果应及时向监理单位报批，批准后方可使用。
4、结语
综上所述，GPS精密定位技术具有全天候、高精度、实时性等多种优势，已在我国桥梁测绘工作中得到广泛的应用，并且取得了非常好的测绘效果，充分地证明了GPS定位技术的测量优越性。今后，随着科技的不断发展，GPS技术也将会得到进一步的发展，其应用范围也会更加广泛，取得的测量结果也会更加精确，将为我国经济建设、国防建设的发展和科学技术的进步发挥更大的作用。
参考文献
［1］王铁军，史悦．浅议GPS在工程测量中的应用［J］．黑龙江交通科技，2012（6）：42－42．
［2］成桂静．GPS在工程测量中的应用［J］．山西建筑，2013（1）：335－357．
论文作者:王亚鑫
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/16
标签：测量论文; 高程论文; 桥梁论文; 技术论文; 精度论文; 桥梁工程论文; 静态论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;