海城市公路管理段 辽宁鞍山 114200
摘要：对于路桥工程的建设来讲，勘测是设计的基础，只有对路桥建设情况进行全面了解才能着手相关的设计，因此路桥测量对路桥建设而言至关重要。由于原有的路桥测量水平较低，并且没有较高的集成化和系统化程度，因此在数据采集时存在瓶颈。GPS技术的应用成为数据采集的新型手段，该技术能够改变以往的测量效果，为路桥建设提供更加准确的数据信息。
关键词：GPS技术；路桥测量；应用
引言
全球定位系统就是以人造地球卫星为观测对象的无线电导航系统，该系统能为用户提供精密的三维立体坐标，相关工作人员可以通过坐标定位获取信息。该技术具有标准性、全球性、连续性的特点，可实现对实物实时检测和测量。公路路线一般处在状型走廊内，在测量过程中需要应用导线的形式，构建测量体系。GPS在路桥测量中有不可替代的作用。
一、GPS测量的特点
GPS定位技术的应用迅速渗透到了工程测量的各个领域，并且在科技高速的发展下，实时动态差分GPS（RTK）中载波相位整周模糊度的在航解求，使得这一技术在工程测量中的应用成为可能。实时动态差分GPS具有如下特点：
（一）定位精度高
一般双频GPS接收机基线解精度是5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。
（二）测站之间无需通视
测站间相互通视一直都是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。
（三）观测时间短
小于20公里的短基线上，快速相对定位一般只需5分钟观测时间即可。
（四）提供三维坐标
GPS测量在精确测定观测站平面位置同时，可以精确测定观测站的大地高程。
（五）操作简便
GPS测量的自动化程度比较高。在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其它观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。
（六）全天候作业
GPS观测可以在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。
二、GPS测量的类别及基本原理
（一）GPS技术的类别
根据产品实际性质、用途及功能的不同，进行分类。现有的常用的技术主要有三种：
1.静态定位
GPS接收机在流动站上可以实现静止检测，在跟踪GPS卫星时保证不变，接受基准站和卫星的同步观测数据。接收机在高精度计算传播时间时，利用现有位置的优势，建立三维坐标。相对比动态定位测量，静态测量可以在众多恶劣环境中进行实时测量，例如跨海桥梁设计中，需要对地下相关物质进行检测和分析，以便确定设计需要用的各种信息。该定位系统有效的解决了长距离施工的难点。
2.动态定位
动态定位是指GPS接收机事先测定一个主体，确定物体的运动轨迹，其次对静止观测进行采样评定，确定基准站的数据，进而确定空间位置。应用该技术需要将GPS信号机放置在合适的位置上，通过实时“差分”处理，确定该活动的基本运行轨迹后，定位精度达到优于1m的水平。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在路桥施工过程中，应用GPS技术实现动态定位技术检测，配合回声检测技术，可以快速的测绘桥址区域内水下地形图，进而避免数据误差大情况的出现。此外该技术可应用于水下地形测绘作业中，对本区域水质进行钻探定位，确定流向后进行工作。根据现有的实践调查表明，GPS技术比原有的定位方式在成本和提升工作效率上均提高3倍以上。
（二）GPS测量的原理
GPS测量技术比较简单，应用于GPS技术卫星发送的导航信号，广大用户只有接受和跟踪GPS信号，便可以在任何时候利用GPS信号进行导航定位，第一时间获取信息。此时可以应用新型技术对信息进行处理，保证信息的准确性。该技术系统可以采用距离交会法的定位系统，对各个站点的信息进行实时检测。
三、GPS技术在路桥测量中的应用
路桥工程是属于公共性工程，并且大型的桥梁和道路无法通过人工测量实现对整体的控制，因此就必须借助高科技进行数字化测量，通过数字化数据信息来实现路桥工程的规划。GPS技术一般采用静态模式进行测量，采用动态模式来控制测量的精度。GPS实时动态测量是GPS测量技术的改良，能够采集GPS观测数据，并且在系统内进行实时处理，生成观测目标物的坐标。
（一）基线解算
在GPS技术测量的过程中，基线结算一般采用载波相位双差固定解，该种方法应用的过程中会由于质量问题而对基线网平差造成影响。在使用GPS静态测量进行路桥数据处理时，基线结算的质量检核需要满足固定的要求，在载波相位整周模糊度固定的情况下进行测量残差的分布考虑。为了保证GPS观测网中基线与基线之间能够具有较好的相容性，就需要通过同步环、异步环、重复基线等进行反复的核查。在对三维分量闭合差进行设定时要严格按照国际标准或者行业标准，并且按照官方标准进行核查。该种核查过程要反复交叉多次进行，从而保证GPS基线网能够具有较好的自洽性。
（二）高程拟合
在路桥工程测量过程中，静态GPS网的高程拟合一直拥有较高的关注度，并且其中最主要的讨论热点是数学拟合以及局部水准面的修正方法。常用的方法主要有数值拟合法、整体平差法、综合处理法、斜面拟合法等，不同的方法适用于不同的测量情况。在WGS-84坐标系进行最小约束以后，利用得到的大地高、公共点上的正常高以及平面位置进行数学拟合，并且得出未知点的正常高，该种过程即为高程拟合。该应用过程中，要在必要的时候进行适当的修改，从而将数学拟合的精确度提高，削弱无关因素对数学拟合结果的影响。
（三）精度控制
精度控制是GPS技术应用中的重要环节，在进行路桥测量时也是一样。在GPS技术的应用之中，GPS实时动态测量是GPS测量技术的优化结果。GPS实时动态测量能够在测量过程中，将观测值和观测坐标信息通过基准站的数据链进行传输，接收到信息的流动站能够对数据进行数据分析，从而生成观测点的坐标。该种方式能够提高GPS测量技术的精度，通过参数转换、距离控制等多方面进行精度的控制。在GPS实时动态测量过程中，基准站和流动站之间的距离会对精度有很大的影响，当其距离较短时，误差较小；距离越大，则所受的影响也越大。并且得到固定解的时间较长，从而对最终观测结果有很大的影响。因此为了控制测量精度，就需要控制基准站和流动站之间的距离。由于测量工作需要人工进行控制操作，因此需要在测量中控制人工操作对测量结果的影响，尽量减小误差。进行测量工作的人员必须要具备该方面的经验，还要进行实时的培训，只有达到规定的要求才能进行相关操作。在利用GPS实时动态测量对城市的一级导线进行测量时，需要利用三角基座对流动站进行对中整平，从而减小测量值的误差。
结束语
总而言之，GPS技术应用于路桥测量能够达到其独有的效果，不仅能够灵活选择控制点，方便布网，还不受网形等要求的限制，能够在地形复杂的地区发挥其优越性。GPS技术作为当前较为实用的卫星导航及定位系统，在各个工程体系中有不可替代的作用。随着生活水平的提升，近年来路桥的数量不断增多，对路桥建设有了更高的要求。GPS技术具有高度自动化和精准度高的特点，在测量理论的推动下，使得该技术日趋成熟，减少设计成本，提升设计精准度。
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[3]刘剑峰.GPS在路桥设计中的应用[J].科学技术创新，2017（9）：220-220.
论文作者:赵广栋,郭洋志
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第7期
论文发表时间:2019/10/14
标签：测量论文; 技术论文; 基线论文; 实时论文; 精度论文; 动态论文; 坐标论文; 《建筑细部》2019年第7期论文;