广东省长大公路工程有限公司 511431
摘要：本文重点介绍了全球定位系统在现代桥梁工程测量中的应用，从而探索出一种更为有效、更为广泛的桥梁测量方法。
关键词: 桥梁工程；测量；GPS 技术
目前我国的工程测量技术也得到了很大的发展,在这当中要依赖GPS技术,由于GPS技术在工程测量中的应用以及GPS技术的更新与发展,使得我国的工程测量得到良好的发展与进步。因为利用GPS技术使测量的准确度和可靠性得到极大的提高,所以,本文将要重点介绍GPS技术在工程测量中的应用。
1 桥梁GPS 测量的测量方式
1．1 GPS 静态测量
在各种GPS 测量方式中，静态测量是最为悠久的测量方式。从二十世纪九十年代初期开始就已经开始应用于特大型的桥梁工程的平面控制网的测量中来了。在GPS 静态施测桥梁控制点之前，一般采用精密三角网( 或精密导线测量) 测量桥梁基准点。GPS 测量方法和传统的三角测量的方式相比较，其效率更高、精度更可靠、受制约的条件低，因此GPS 静态相对的定位测量方式在桥梁工程的平面控制的测量及变形监测中的应用越来越多。近些年来，静态相对的定位测量技术解决了长边控制网的施测精度的问题，例如这些年建设的杭州网跨海大桥，港珠澳大桥的基准点测量均通过构建静态GPS 控制网的方法来完成的。
1．2 GPS 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－time kinematic，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。
1．3 GPS 高程拟合技术
GPS 实时的动态差分(RTK) 同时可以获得平面坐标和高程值。但由于高程异常、测区条件差、卫星分布等原因，RTK 高程测量一直不是很可靠。现在我们讨论的是通过各种方法拟合出较高精度的GPS 高程。目前较有成效的应用是各地建设的连续运行卫星定位参考服务系统( Continuously Operating Ｒeference Stations，缩写为COＲS) ，由于这些网络经过精密平差、使用了严密的重力模型，比较好的解决了高程测量精度的问题。在不具备CORS 网的地区，GPS 高程测量应使用多个分部合理的水准高程点进行拟合，从而获得较高的GPS 拟合高程。
我国目前有关GPS 高程拟合的理论和操作方法并不是太成熟，在测量精度方面还需要加强，但是随着技术的深入发展和使用，高程拟合的精度会有较大进步。
2 桥梁建设GPS 技术的优势
2．1 突破天气因素的限制
一般的建筑工程测量在阴雨天气或者是恶劣环境下都无法进行正常的测量工作。现在全新的GPS 接收机在抗干扰能力，GPS 测量技术已经可以不必担心这样的问题。刨除障碍物因素，GPS 的定位技术可以在地球的任意一点同一时间观测到至少四颗数量的卫星进行测量，在GLONASS、北斗卫星系统投入运营后的今天，GPS 测量已经不再看天测量了。
2．2 不存在通视的障碍
以往通过三角网法测量对控制点的通视要求比较高，优化布点是一项很艰难的工作。使用GPS 法进行控制测量在保证必要点的互相通视情况下，将点位选在更加合适的地方，从而提高的基准网的质量。在RTK 测量中，通视的优点更加明显，一些非关键点位被破坏的情况下也可以正常测量。
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2．3 高性价比
以往高级别的桥梁测量中，需要配置精度较高的全站仪来测量，通视对测量员的要求也比较高。现在随着GPS 技术的广泛应用，GPS 接收机的价格已经低于精密传统仪器。相对应的GPS 测量精度在绝大多数情况下要比全站仪更有保证，作业效率更加高。在一些施工单位中也普通采用GPS 接收机引导施工，既提高测量精度又加快施工进度，且降低了人力成本，充分地说明了高性价比的优势。
3 桥梁测量GPS 技术的弊端
3．1 受遮挡物的影响较大
往往桥梁测量中有一定数量的遮挡物，如桥梁本身、树木、机械设备等，测量精度就受到影响，甚至不能进行正常的测量。虽然GPS 测量可以在绝大多数桥梁测量中使用，获得很好的定位服务，但在上述条件下很难通过优化GPS 测量方法来解决。所以说，在一定程度上单纯的GPS 定位技术并不能完全将传统的测量技术取代。
3．2 高程精度不稳定
前面讲过如何获得高精度GPS 高程成果的问题，同样的获得可靠的GPS 拟合高程是一件比较难的事情。一般情况下GPS 高程测量的精度的是有保证的，但在群山峻岭中的桥梁或有遮挡物的桥梁测量，高程问题就比较严重了。现在服务于空间的GPS 卫星数量很多，在大陆地区动辄十几颗，平面定位精度不存在大的问题。但由于GPS 分布的结构不是很好，高程测量的精度就大打折扣。在实际测量中往往出现10 来厘米的误差，无法满足工程要求。在GPS 拟合方面也有一定的隐患。如果ＲTK 测量中坐标参数输入不正确，点校正模型不好，高程测量的精度也会有一些偏差。例如三个高程点校正，如果三点接近一条直线，产生高程模型的偏差会使得原理直线联测的高程点精度数倍的放大。如果想要解决在测量过程中出现的一些问题，我们可以采用高性能的GPS 接收机，通过优化GPS 的观测方案，结合多种测量方法同时作业，在一定条件下，较大范围内可以获得可靠的高程测量精度。
3．3 实现实时亚厘米的平面定位比较难
GPS 哪怕存在某些不足，但在绝大多数情况下平面定位都能很好的满足桥梁工程测量的要求。但对于实时亚厘米及的平面定位就有一定的难度。这主要有几个方面的原因，首先是受到施工现场的复杂的环境的影响，导致GPS 在接收信号的时候受到不好的影响，形成的遮挡和干扰都十分明显，在这中情况下，观测到的卫星的数量就会变少，卫星的几何图形的强度减低，在一定程度上降低了卫星的质量。其次多路径效应也会影响到在桥梁工程中进行GPS 定位的测量精度。再次是ＲTK 测量本身的定位精度很难保准在1 厘米之内。而使用全站仪进行桥梁工程测量或桥梁精密测量时，能够达到1 毫米左右的精度，这是使用GPS 测量目前完全不能胜任的。当然现在有不少测量工程技术人员做多种尝试和论证，从各个角度提高ＲTK 平面定位精度，其中包括使用高精度的GPS 接收机，缩短移动站与基准站间的距离，提高数据采样率，剔除信号不稳定的卫星，选择卫星分布好的时段进行测量等方法。一些实验在ＲTK 平面定位精度取得了明显的改观，但仍不成熟。
4 结束语
现代桥梁的工程测量中，GPS 技术得到了广泛的应用，极大推动了桥梁工程建设。随着现代定位技术发展，GPS 定位测量中存在的弊端也将逐步得到克服，在桥梁测量中的应用也将更加深入。
参考文献
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［2］马琛．工程测量技术的发展与展望研究［J］．科技创新导报，2011( 8) : 69－69．
［3］成桂静.GPS 在工程测量中的应用［J］．山西建筑，2013( 1) : 335－357．
作者简介：
陈文通(1986-07-05）,男，广东化州人，专科，毕业北京交通大学(网络教育)公路工程与管理专业，从事工程测量工作。
论文作者:陈文通
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/14
标签：测量论文; 高程论文; 精度论文; 桥梁论文; 技术论文; 接收机论文; 平面论文; 《基层建设》2017年第7期论文;