关键词:GPS;路桥工程测量;应用现状;发展趋势
一、GPS技术的概念简述
所谓GPS技术也就是众人皆知的全球定位系统,它是一套由中距离卫星所提供的信息形成的导航系统,这一系统目前能够为我们地球上大部分区域的位置进行精确定位以及测速。虽然全球定位系统研制之初是为了一些军事目的进行构建的,但是当前在GPS系统进入实践阶段后就与各领域进行了融合。在交通事业发展迅猛的今天,我国道路建设的要求也在不断提升,工程建设中应用GPS技术可以更好地提升其布网施工的效果。
二、GPS技术的主要特点分析
1、这一技术在应用时可以突破时间空间限制
时至今日,因此GPS技术已经全面覆盖了地球表面,能够为任何地点提供精确的定位服务。
2、GPS技术不受气候与天气影响
GPS能够在各种气候条件下进行信息传输,即使天气恶劣,GPS定位系统仍然能够高效地完成定位服务。
3、GPS技术应用不易受到障碍物影响
只要定点位置能够接受卫星信号,即使存在障碍物也能够高效地进行定位,使得测量定位更加高效、精度更高。
4、GPS能够实现实时定位
由于在实际工程建设中需要对施工位置进行实时定位,因此GPS的这一优点在路桥工程建设中的应用优势极大。
5、GPS技术应用成本低
由于在路桥工程中应用GPS技术可以极大地提升工程测量的科技性,同时由于GPS效率性强、测量精度高,在具体路桥工程中应用可以更好地缩短工期,降低人工费用。
三、GPS在路桥工程中的应用现状
GPS又可称之为全球定位系统,在研究人员的持续努力下,其已经进入到了实用组网阶段,在多个领域都实现了良好的应用。就我国的GPS技术发展历程而言,20世纪80年代末,国家测绘局等部门纷纷引入了GPS接收机,并对其展开了深入的研究,探寻其工作机理以及内部构造。到20世纪90年代,卫星数量随之增多,受GPS接收机规模扩大的影响,其价格也随之下降,诸多单位都纷纷引入了GPS接收机,从而展开对城市发展的监测工作,或者是将其引入到工程领域之中,这在很大程度上推动了GPS技术的发展。
1、静态GPS相对定位的应用
关于静态相对定位,其使用的接收机数量最少应达到2台,各个设备共同接收卫星信号,基于对所得卫星信号的处理可以得到两点的三维坐标差,通过对其中一点坐标的分析便可以得到另一点的坐标,基于静态相对定位的方式所带来的定位精度较高,无论是在形变监测还是工程领域都具有较高的适用性。此外,静态GPS相对定位的方式还可以良好地应用于线路勘测工作中。例如广西平果某市政路,就是基于交叉分类法来得到相关模型。交叉分类法,是指以不同类别的集合体为基础,展开交叉分类工作,在此基础上得到各类的平均出行生成率。
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关于该模型的计算方法,具体如式:
式中,Ti为i区出行的产生量(或吸引量);rc为c类交叉分类的平均产生率或吸引率;qci为i区c类交叉分类的参数变量;n为交叉分类的总分类数。
2、动态GPS相对定位的应用
若采用动态GPS相对定位的方法,也需要得到2台GPS接收机的支持,将其中1台稳固放置在基准站,余下的1台或者是多台则处于运动状态,通过对基准站与流动站信号的差分分解情况,可以进一步得出流动站的实时参数情况。差分GPS动态测量将会对数据做以有效的处理,具体有2种:(1)实时处理,其可以将基准站的信息在第一时间传递给流动站;(2)后处理,此时虽然需要进行数据的传输,但无需达到实时传输的要求。
3、桥位的放样工作与断面的测量
路桥工程测量是一项复杂的工作,最为核心的便是利用GPS技术完成对桥位桩精度的测量工作。通常来说,GPS测量都适配了一个精度累计功能,其可以确保测量结果满足工程所提出的精度要求。相较于全站仪这一测量方式而言,GPS技术在进行放样时更为便捷。就路桥工程而言,断面测量也是必不可少的环节,此时应以工程标准为指导,对所有桩点的横断面做以测量。
4、导线测量
关于路桥工程初期阶段,GPS测量工作的开展应建立在设计方提供一次GPS控制点的基础之上,此后以所得到的控制点为基准而展开坐标参数的转换工作,为后续的导线测量创设良好条件。这一过程中无需导线控制网的支持,但得到的测量结果精度也较为良好。
四、GPS在路桥工程中应用的趋势
虽然当前我国的路桥工程建设中,已经开始应用GPS技术进行路桥施工测量,但是由于我国对于该项技术的应用时间较短,所以,GPS技术在路桥工程测量中的应用还有很大的发展空间。在未来的测量作业环节,通过对GPS技术的不断完善与优化,可以使其发挥出更大的作用。
1、静态GPS定位的应用趋势
在未来的路桥工程建设过程中,GPS静态定位技术很可能成为测量作业环节的主要技术,从隧道外测量监控到大型桥梁的施工测量控制,从首级控制到一二级导线的控制等,GPS技术的应用将更加广泛,同时,在勘测环节的操作规范也将不断被完善。除此之外,路桥工程部门还可以在工程的后期维护工作用,应用静态GPS定位技术。通过静态GPS定位技术可实现远距离已知观测点的联测,便于对路桥工程在使用过程中发生的沉降进行观测,同时为路桥工程的加固与养护提供可参考依据。
2、动态GPS定位的应用趋势
从当前的应用现状来看,动态GPS定位技术还有应用于路桥工程的线路勘测环节,但是随着对该项技术研究的不断深入,在未来的路桥工程测量环节,动态GPS定位的应用将会为路桥建设提供一定的便利。未来对于动态GPS定位的发展趋势包括以下方面:首先,RTK(RealTimeKinematic)技术即实时载波相位测量技术,与全站仪的融合应用。在工程测量环节,RTK技术的应用可以使测量精度保持在厘米的水平。同时,该技术还可在野外数据采集和线测设等方面发挥作用。在路桥工程中应用GPS-RTK技术,就可以详细了桥隧工程的使用情况,并且可以为工程维护计划的制定提供必相关数据。其次,在未来的测量作业中,可以通过GPS技术对航测成图进行辅助,并以此为基础建立工程的三维模型,航测成图需要准确测算出路桥工程中4~6个控制点的平面位置与高程信息,这对于路桥工程的放样测试和高程控制测试意义重大。除此之外,在航测成图过程中应用动态GPS技术可以对摄影空间内的三维坐标进行精确测定,这样可以使工程的建模准确度更高,从而提升路桥工程勘测作业的整体工作效率。
结束语
总之,在路桥工程建设中的GPS技术在未来将得到更加有效的应用,动态与静态GPS定位技术都在实际应用中都需要根据工程具体情况进行优化,未来全球定位技术本身也会得到快速发展,随之而来的就是其相应技术在具体应用中效果的优化,在路桥工程建设中应用当前这些先进的数字化测量技术是路桥工程建设与管理效果提升的重要路径,也是我国交通事业发展的助推力量。
参考文献
[1]陈清.路桥测量中GPS的运用[J].四川建材,2016,42(08):227-228.
[2]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].中国建设信息化,2017(09):74-75.
论文作者:李伟峰
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷24期
论文发表时间:2020/4/26
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