GPS技術在大型橋梁測量控制中應用探討

桑超杰

摘 要：交通事業的發展使橋梁建設向技術強國邁進?，F在，各種大型橋梁已經成為我國交通網絡的重要樞紐。在大型橋梁建設中，測繪是首要任務，為了能夠保證橋梁質量必須使測量數據精準、真實。我國地域條件復雜，跨江、跨海大橋地質條件多樣，對施工精度和施工工藝都有一定的要求，隨著大型橋梁越來越多，傳統的測量手段已經難以滿足建設的需要。探索新的測量技術是現代大橋橋梁建設的基礎。

關鍵詞：GPS技術；大型橋梁；測量控制

1 GPS技術

1.1 GPS技術特點

傳統的大型橋梁工程測量控制大多采用經緯儀、測距儀、全站儀、水準儀等測量設備來建立測角網、測邊網、邊角網。但是傳統測量手段工程量大、技術條件限制多、作業時間長、受環境影響大?，F在大型橋梁的長度越來越大，傳統測量方法已經很難滿足測量控制。因此，適合于大型橋梁建設的高精度控制測量和施工測量的方法應運而生——GPS技術。

1.2 GPS技術優勢

GPS靜態定位技術相對于傳統三角測量方法來說，有精度高、效率高、成本低的優點，因此被廣泛應用于測量控制中。GPS作業方式采用靜態相對定位模式，根據技術要求、衛星可見性預報表、周圍環境、交通專門制定觀測要求。觀測要嚴格按照調度表的規定時間進行作業，保證同步觀測同一組衛星。GPS觀測滿足以下條件：

GPS動態定位技術定位精度精確到1m以內，在橋梁測量控制工程中運用廣泛。GPS動態定位技術結合回聲測探技術，可以高效率繪測橋梁區域江河湖海的水下地形圖、地質特性、流向測量。而且此種方法相對于前方交會定位技術還有成本優勢和效率優勢。

2 GPS技術的優點以及在橋梁中的應用

2.1 具有全球性、全天候、連續的三位測速、導航以及高精度定位和授時能力

全天候連續作業，不管刮風下雨、陰天黑夜都能進行24h全天工作，能夠大幅縮短工期，提高經濟效益。我國很多大型橋梁都是橫跨長江，長江兩岸寬闊、江面多霧，使用傳統的測量法很難使測量數據精準，還浪費人力、物力。而GPS技術就很好的避免了這些問題，精度范圍能夠精確到毫米。

2.2 GPS技術具有精度高、效率高

GPS觀測精度要高于一般常規測量手段，基線向量的相對精度在10-5～10-9之間。在小范圍精密工程定位中，1h以上的定位精度其平面誤差小于1mm，甚至達到毫米級精度靜態相對定位、亞米級精度動態定位、毫微秒級精度時間測量。這種精度是傳統測量方法無法比擬的。

2.3 觀測時間短

GPS在每個測站上的觀測時間一般在1～2h左右。GPS系統完善和軟件更新都提高了觀測時間，中長基線相對靜態定位僅需15～20min，采用快速靜態定位辦法，觀測時間更短，只需1～2min。

2.4 觀測形式和處理數據自動化程度高

采用GPS進行控制測量時，觀測過程和數據處理過程都是高度自動化的，跟蹤觀察均由機器自動完成。觀測中的測量員只需要安裝并開關儀器、量取儀器高和觀察儀器工作狀態，減輕了測量工作緊張程度和勞動程度，減少了人為誤差和粗差發生的可能性。

3 GPS技術在橋梁測量控制網運用

大型橋梁施工控制網邊長較長、跨度大、橋位兩岸無法通視，運用傳統的橋梁平面控制網布設成三角網或者導線網，使用經緯儀或者全站儀進行數據采集，需要耗費大量人力物力。而在大型橋梁GPS平面測量控制中測量方式以高精度靜態定位相對定位模式為主，利用GPS接收機在各測站實施靜態觀測。實時計算三維坐標。當結算結果變化穩定、精度符合設計要求，即可結束觀測。通常應用于控制網加密設立的橋位控制點要滿足布網要求，也要滿足施工放樣要求。比如上海楊浦大橋，虎門大橋等工程，就利用GPS全球定為技術測試首級平面測試網，不僅縮短了施工時間，減輕了勞動強度，增強了控制強度和空間定為能力，實現了控制網測試的高精度化。

高程控制測量是按照規范規定進行跨河水準測量，聯測兩岸高程。GPS高程擬合控制測量是GPS過江高程傳遞的一種方法。在范圍不大的地形平坦區域，以高等級水準點作為高程擬合起算點，結合高精度GPS觀測值，選用適合的高程異常處理模型。比如虎門大橋等。

4 GPS RTK定位測量

GPS RTK定位測量能夠在野外實時得到厘米級定位精度測量，是GPS技術的新突破，極大提高了外業作業效率。還能用于橋梁工程定線放樣、縱橫斷面測量、橋址地形測繪和橋梁變形監控。

大型橋梁之間高度相差大，就要對斜拉橋塔斜率進行控制。但是這種大型橋梁一般水面距離長、水位深、橋梁索塔跨度大，采用傳統方式很難精確測量。江陰長江大橋長度為2921m，南北兩塔相對地面高度最大186.846m。這種特大型高大塔柱對工程涉及提出了傾斜度不能大于1/3000，幾何尺寸偏差1/1000。這種精度要求給測量工作增加了難度。

在放樣過程中傳統測量方法無法保證測量點之間的通視情況，不僅操作不方便，還限制了工程效率，降低了測量精度。通過GPS RTK技術進行放樣，在計算機中輸入審計后的點位坐標，由測量人員利用GPS接收機到相應測量地點即可，GPS接收機能自動提示，操作方便且測量迅速。通過坐標直接進行放樣，精度高，極大的提升了外業放樣效率，減少了操作人員數量，降低測量工作強度。

5 總 結

現代計算機技術、電子通訊技術的進步都為GPS技術在大型測量控制中的應用奠定了身后的基礎。但是現在GPS技術還需要進一步開發，還有巨大的潛能需要我們一步步去探究。

參考文獻

[1]劉雙海.GPS定位技術在橋梁施工測量中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2011（16）：1～4.

[2]任家芳，鄧永強.GPS定位技術在橋梁施工測量中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2011（24）.