摘要：全球定位系统（Global Positioning System——GPS）是一种定时和测距的空间交会定点的导航系统，可以向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。GPS卫星定位系统能够覆盖全球，地球上任意一处位置、任意一个时间段都能同时观测到至少四颗卫星，通过伪距方程的解算可以计算出地面待定点的坐标，GPS定位系统不会受到时间地点的限制且在定位和定时的服务中精度可靠。本文根据笔者工作实践，对路桥工程测量中GPS的应用现状与发展趋势进行了分析和探讨。
关键词：路桥工程；测量；GPS；应用；趋势
1 引言
近年来，随着科学技术的发展，路桥工程施工技术及测量的方法越来越成熟，建造路桥的地理位置也变得愈加复杂，测量数据也需要非常精准，传统的测量技术和定位技术已经基本不能满足路桥建设的需求，而GPS定位的发展为路桥工程测量提供了更加精准高效的测量方式，路桥工程测量中应用GPS技术，可使路桥施工的整体质量得到提高，测量更便捷，从而提高经济效益。
2 在路桥工程测量中GPS表现出的特点
GPS相对定位精度在50km以内可达10-6，100-500km可达10-7，1000km可达10-9。在300-1500m工程定位中，1小时以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm，定位精度高。20km以内快速静态相对定位，仅需15-20分钟；RTK测量时，当每个流动站与参考站相距在15km以内时，流动站观测时间只需1-2分钟，甚至几秒钟，定位时间快。GPS在点对点测试时不用通视，只要这两个点能够收到信号就能进行定位，节省时间，简单也易操作，而且准确度很高，由于无需点间通视，点位位置可根据需要，可稀可密，使选点工作甚为灵活，也可省去经典大地网中的传算点、过渡点的测量工作。GPS可全天候作业，观测可在一天24小时内的任何时间进行。GPS可同时精确测定测站点的三维坐标（平面+大地高）。通过局部大地水准面精化，GPS水准可满足四等水准测量的精度。因为GPS在导航领域和测量领域都比普通、传统的测量方法要快，而精确度也会很高，在导航领域和测量领域的优势地位很高，也带动了社会效益的发展。
3 GPS技术在道路桥梁勘测设计阶段的应用
在控制测量方面，传统的导线法和三角网法，根据《工程测量规范》规定，有导线长度、边数，视线距障碍物距离、三角形内角大小等限制，控制测量工作费时费力且测量精度不均匀。而GPS在线路的控制测量方面，有着绝对的优势。在新时代的形势下，路桥的工程不断增多，规模也不断扩大，等级不断提高，路线勘测的标准相应地提高了，可是由于线路长，未知点多，传统的测量方式已不能适应其测量要求，且测量的数据准确度不高，与现代路桥工程的要求也不相符，而GPS在技术方面很大的优势，是传统测量技术所无法达到的。静态GPS在布网方面不仅科学合理，且测量的精准度也是传统测量技术所无法比拟的，我国已经利用GPS技术，逐渐将线路首级高精度控制网构建起来，并应用到路桥的建设和维护中；采用RTK来进行控制测量，能够实时知道定位精度，如果点位精度要求满足了，用户就可以停止观测了，而且知道观测质量如何，这样可以大大提高作业效率。
在道路桥梁勘测设计阶段的带状地形图测绘方面，图根控制点可采用RTK技术测定，再采用全站仪测量碎部点。如果在开阔地带，RTK能得到固定的，可以直接采用RTK测量碎部点，且仅需一人背着仪器在要测的地貌碎部点呆上一二秒种，并同时输入特征编码，通过手簿可以实时知道点位精度，把一个区域测完后回到室内，由专业的软件接口就可以输出所要求的地形图，这样用RTK仅需一人操作，不要求点间通视，大大提高了工作效率，采用RTK配合电子手簿可以测设各种地形图，这样可加快了路桥工程项目测量的进程，使维护周期缩短，降低了工程成本。
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4 GPS技术在道路桥梁工程施工阶段的应用
施工放样是测量一个应用分支，它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来，过去道路桥梁工程施工阶段采用常规的放样方法很多，如偏角法，切线支距法、经纬仪交会放样、全站仪的边角放样等，一般要放样出一个设计点位时，往往需要来回移动目标，而且要2-3人操作，同时在放样过程中还要求点间通视情况良好，在生产应用上效率不是很高，有时放样中遇到困难的情况会借助于很多方法才能放样，如果采用RTK技术放样时，仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，背着GPS接收机，它会提醒你走到要放样点的位置，既迅速又方便，由于GPS是通过坐标来直接放样的，而且精度很高也很均匀，因而在外业放样中效率会大大提高，且只需一个人操作。
在市政道路工程施工中，排水管需要埋设至设计的位置，如果用水准仪来放样，有些埋设深度大的管线需要用到5米的水准尺，使用很不方便。如果采用GPS-RTK技术，把基准站架设在合理的位置，在保证放样精度的条件下，可以提高放样效率。GPS技术也广泛运用于道路桥梁工程施工阶段的变形观测，如隧道开挖过程中的滑坡监测，地铁开挖或贯通过程中的高层建筑倾斜观测、大桥施工过程中的动态观测等。
5 GPS技术在道路桥梁工程后期运营阶段的应用
GPS技术在道路桥梁工程后期运营阶段主要运用于道路桥梁工程的竣工测量及桥梁的变形观测。作为生命线工程的桥梁，在国民经济发展中发挥着举足轻重的作用。但是桥梁在服役过程中，会出现各种老化、损伤现象，产生安全隐患。因此，开展桥梁检测、养护与维修技术的研究，准确评估现有桥梁损伤状况和桥梁的承载能力，具有重要的意义。而变形作为桥梁检测过程中的一个关键测量物理量，目前采用GPS进行观测的运用比较多，各种基于GPS的自动变形观测系统也比较成熟。
6 GPS在道路桥梁工程中的应用的趋势
（1）静态GPS定位技术伴随着我国线路勘测技术的发展在实际的施工过程中也得到了非常广泛的应用，不仅从隧道外控制到特大桥梁施工过程的控制测量，而且从首级的控制到一二级导线的控制和各种自动变形观测系统等都使用了静态GPS定位技术。
（2）RTK是实时载波相位测量的简称，使用这种测量方式的优点是质量高，速度快，可以精确到厘米，比较适用于采集野外的观测数据、纵横断面的测量和道桥工程放样等。
（3）基于GPS及三维激光扫描仪可为道桥桥梁工程的BIM系统建设提供基础数据。BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，通过三维建筑模型，实现工程监理、物业管理、设备管理、数字化加工、工程化管理等功能。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。将建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等项目参与方在同一平台上，共享同一建筑信息模型。利于项目可视化、精细化建造。GPS技术与各种信息的采集传感仪器结合，可为道桥桥梁工程的BIM系统建设提供基础数据。
结束语
综上所述，GPS在路桥测量中有很高的价值，这相对于传统的测量技术更加精准，耗时更短等优点，为路桥工程测量工作提供良好的技术支持。
参考文献：
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[2]王宝乙.GPS在路桥工程测量中的应用现状及发展趋势研究[J].中国新技术新产品，2011，08：48.
[3]林晓光.GPS 在路桥工程测量中的应用现状及发展趋势研究[J].研究论文，2017，74-75.
论文作者:晏冲为1,刘苏洲2,戴海波3
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/5/30
标签：测量论文; 工程论文; 技术论文; 桥梁论文; 精度论文; 很高论文; 道路论文; 《基层建设》2018年第9期论文;