简述桥梁GPS在公路桥梁施工制约测量中运用站

摘要：随着 GPS 在大型工程施工测量的广泛应用，公路路线控制测量的低精度与大型构筑物的矛盾也日益突出。针对这一问题，探讨了GPS 在公路桥梁施工测量中的应用。
关键词：GPS；公路；桥梁；施工控制测量
0引言
GPS 技术在中国公路勘察领域自引进后，从 GPS 相对静态定位到实时动态定位（RTK-GPS），从公路路线、大型桥梁与隧道工程的控制测量到路线中线三维实时放样测量，其应用可谓方兴未艾。即使如此，在公路施工测量中，公路路线控制测量的低精度与大型构筑物（桥梁、隧道）控制测量的高精度问的矛盾表现得尤为突出，因此，如何实现大型构筑物GPS测量控制网所控制的轴线与路线控制网所控制的路线中线间正确合理的衔接。目前已成为公路勘察设计与施工人员普遍关心的问题。
1GPS技术应用现状
GPS即全球定位系统(GlobalPositioning System)，是美国从20世纪70年始研制的。GPS由空间部分、地面监控部分和用户接收机三部分组成，在1994年全面建成后，我国测绘等部门经过近10年的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，给测绘领域带来一场深刻的技术革命。GPS在军事和民用领域已取得巨大成就，随着GPS技术的更加完善，GPS应用进一步向广度和深度发展。尤其是近几年来向消费市场发展的强劲势头表明，它能很容易地提供位置、速度和时间信息，所以会很快成为现代信息社会的重要信息来源，成为信息时代的国家基础设施之一。

1.1 GPS 高程控制测量

GPS 能以很高精度获取点间的大地高差。在将其转化为适于工程测量的正常高（或正高）高差时必须顾及大地水准面的异常改正。这种转换因重力测量资料等因素的限制，目前多采用GPS水准法，即利用同名点上的正常高（或正高）与GPS 大地高，根据一定的数学模型获取相互问的换算关系。在高架桥GPS施工控制网中，采用三等水准连测了6个GPS控制点，连测点位均匀分布，根据顾及地形改正的曲面拟合法得内部拟合中误差为±8mm，外部符合精度为±7mm。所有待插值点处于模型内插控制范围。将GPS水准法高程与四等水准相较，最大误差为-36mm，误差均值为-2mm，中误差为±9 mm，GPS水准法的高程精度已达到了四等水准的精度要求，可应用于施工测量。
1.2 RTK-GPS 桥位放样测

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量
RTK-GPS 实时测量技术是实时动态定位测量的最新成就。GPS技术为公路建设怎么写作最为直观的表现就是控制测量技术已经成熟和利用RTK-GPS 进行工程放样已成为可能。将公路桥梁CAD设计的桥位桩位数据文件通过GPS 控制器与计算机问通讯，完成待故样数据的上装工作，然后在实地确定GPS 坐标转换参数后，便可利用 RTK-GPS 放样出桥位中桩，最后重新测定放样好的中桩三维坐标，并绘制纵断面图。实际作业中，将GPS参考站建立于桥梁控制网中间的控制点上，采用2台操动站放样，在控制器中调出桥位坐标，根据流动站事先设定的精度，通过控制器面板上的定位质量精度指标（CQ）和几何图标指示，可方便地将桥墩在实地精确地标定出来。为了选一步检查RTK-GPS 放样的精度，首先将已放样桩位采用RTK GPS技术对其位置进行测量，然后与桥位设计的理论坐标进行比较，放样的平面中误差为±19．4 mm，高程中误差为±10.4mm；对已放样好的点位采用GPS快速静态观测和水准测量，将两成果进行比较分析，其平面误差和高程误差均在50mm范围内，检测后的平面中误差为±28．4mm，高程中误差为±16.0mm。总之，RTK-GPS放样勿需手工记录，可与计算机及其它测量仪器实现数据共享；从节省人力资源、设备投入和放样效率等方面综合考察，其综合经济指标至少是传统放样测量方法的三倍。

2 GPS技术在桥梁工程中的应用与展望

随着我国经济的迅速发展，越来越多的高等级的公路、大型桥梁正在加紧建设。随着公路等级的提高与特大型桥梁的建设，对道路、桥梁的勘测、设计、施工、管理也提出了越来越高的要求。道路及桥梁的勘测、施工测量作为工程测量的一个重要分支，其技术方法也随着测绘技术的发展得到迅速发展，各种现代测绘新技术正在这些领域发挥越来越大的作用。最典型的当属GPS技术在交通领域所发挥的重要作用。桥梁工程测量是以桥梁及桥址区域内地表为实体对象，以桥梁结构和形状、地形(地貌和地物)、气象为元素而进行的观测、计算及分析研究，涵盖工程设计、施工及运营等各个阶段，包括控制测量、定线测量、断面测量、地形测绘、结构变形监测等测量项目，具有工程范围小、测量内容广、相对精度要求高等特点。近10余年来，随着GPS技术的逐步应用，从而使桥梁工程测量迈进崭新的发展时代。随着现代桥梁朝着建设规模大、桥型新、结构新颖、工艺复杂、跨度大、桥面高和工期长的方面发展，GPS技术在桥梁工程测量中的地位和重要性更为突出。

2.1 GPS技术控制测量应用

由于桥梁自身的特点，桥梁施工控制网边长一般较长，特别是跨越大江大河的特大型桥梁，更具有跨度大的特点，这就给传统的测量方法增加了一定难度；随着跨海大桥的出现，GPS更体现了其无可替代的优越性，所以应用GPS方法比应用传统方法进行测量更具优势。采用GPS的静态定位法进行桥梁控制网的测量，因其不受外界环境干扰，所以可大大缩短外业观测时间，提高工作效率。由于静态定位法观测精度可达毫米级，测量成果的可靠性好，其精度完全能满足桥梁施工的需要。

2.2GPS技术在桥梁测量应用中的展望

GPS系统自身存在着不足，当卫星信号受阻时，将无法有效应用GPS技术。工程实践证明，GPS测量技术不可能完全取代常规的地面测量技术。所以GPS与地面测绘技术处于互补的态势。同时随着GPS技术的进一步发展，GPS将会在桥梁建设领域发挥更大的作用。GPS技术己经在特大型桥梁基础施工放样中获得广泛应用，其动态技术的应用还远远不只这些，高索塔空间三维测量、索塔的变形监测、钢箱梁的安装测量、钢箱梁挠度监测、桥梁的健康诊断都可借助GPS技术来实现。GPS技术会在大型桥梁建设领域展示其更加广阔的应用前景。
3结语
如何实现大型构筑物GPS测量控制网所控制的轴线与路线控制网所控制的路线中线间正确合理的衔接,目前已成为公路勘察设计与施工人员普遍关心的问题。
(1)GPS作为一种高新测量手段,比传统测量方法建立桥梁施工控制网的精度更高更均匀;方法更加方便灵活,效率更高。
(2)对桥梁GPS施工控制网进行约束平差可实现大桥轴线与其两端路线中线间的正确合理衔接,并保证路线设计的视觉效果。
(3)采取均匀合理的布点方案和适当的数学模型,GPS水准法的高程测量精度能够满足施工控制测量的要求。(4)RTK-GPS放样桥梁桩位的三维位置,实践证明具有高效率和高精度的优点。
参考文献：
JTJ 071-98,公路工程质量检验评定标准[S].
陈龙飞,金其坤.工程测量[M].上海:同济大学出版社,1990.
[3]陶本藻.测量数据统计分析[M].北京:测绘出版社,1992.