摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)作為一門新興技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用GPS技術(shù)引發(fā)了橋梁工程測(cè)量的技術(shù)革命，由此橋梁工程測(cè)量進(jìn)入了嶄新的發(fā)展時(shí)代，即綜合了自動(dòng)化、數(shù)字化、信息化為一體的新時(shí)代。同時(shí)伴隨著當(dāng)代橋梁建設(shè)規(guī)模逐漸變大、橋型結(jié)構(gòu)逐漸新穎、技術(shù)工藝逐漸進(jìn)步等全面的發(fā)展，GPS技術(shù)在橋梁工程測(cè)量中的地位越來越重要，其作用也越來越突出。本文分析了GPS技術(shù)在橋梁工程測(cè)量中的應(yīng)用現(xiàn)狀，探討了GPS技術(shù)在橋梁測(cè)量中出現(xiàn)的問題。
關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)，橋梁工程，測(cè)量應(yīng)用
中圖分類號(hào)： TU997 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的橋梁工程技術(shù)不斷進(jìn)步，我國的橋梁工程因?yàn)樘厥獾牡乩砦恢�，繁雜的施工工藝、巨大的工程量，所以使工程測(cè)量的工作面臨著更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。很多傳統(tǒng)工程測(cè)量的手段、方法已經(jīng)無法滿足橋梁工程的需要。由于GPS技術(shù)得到快速的發(fā)展，特別是在測(cè)繪領(lǐng)域里GPS技術(shù)得到更加廣泛的應(yīng)用，在根本上解決了大部分傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)無法解決的頑固問題。GPS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是成本低、精度高、效率高，被廣泛應(yīng)用于橋梁工程的測(cè)量中。GPS全稱為全球定位系統(tǒng)，是美國的國防部成功研制的借助空中GPS衛(wèi)星對(duì)地面點(diǎn)的位置進(jìn)行確定的新型的一種定位系統(tǒng)。和傳統(tǒng)的方法比較，因其在控制網(wǎng)的建立方面有許多優(yōu)點(diǎn)，所以得到了推廣應(yīng)用。
1、GPS技術(shù)在橋粱工程測(cè)量的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
在橋梁工程建設(shè)中，測(cè)量主要是對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)、測(cè)量及檢核和對(duì)結(jié)構(gòu)物進(jìn)行放樣。傳統(tǒng)橋梁工程控制網(wǎng)一般都是布設(shè)成為三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)，采用經(jīng)緯儀與測(cè)距儀配合或者是利用全站儀對(duì)外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，特別耗費(fèi)人力、財(cái)力和物力。由于橋梁有其特殊性，橋梁工程控制網(wǎng)的邊長(zhǎng)都比較長(zhǎng)，尤其是跨越大江澗超大型的橋梁，跨度相當(dāng)大，這就使傳統(tǒng)測(cè)量的方法造成了更大的難度。特別是出現(xiàn)跨海大橋之后，GPS更展現(xiàn)出了無法比擬的優(yōu)越性，因此GPS的使用比采用傳統(tǒng)的方法測(cè)量具有更強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用GPS靜態(tài)定位的方法對(duì)橋梁控制網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量，不會(huì)被外界環(huán)境所十?dāng)_，能夠很大程度的縮短外業(yè)的觀測(cè)時(shí)間，大大的提高了測(cè)量工作的效率。同時(shí)，GPS靜態(tài)定位的方法的觀測(cè)精度能夠達(dá)到毫米級(jí)，測(cè)量結(jié)果有很高的可靠性，其精度能夠達(dá)到橋梁工程施工的要求。
2、GPS技術(shù)在橋梁工程測(cè)量的應(yīng)用分析
2.1 GPS靜態(tài)相對(duì)定位
GPS靜態(tài)相對(duì)定位是一種精密定位模式，具有低成木、高精度、高效率的優(yōu)勢(shì)，在橋梁工程的控制測(cè)量和變形監(jiān)測(cè)等得到廣泛應(yīng)用。GPS相對(duì)靜態(tài)定位的測(cè)量技術(shù)，最近幾年，特別是在特大型的跨海橋梁工程的測(cè)量中發(fā)揮養(yǎng)非常重要的作用，有效的解決了長(zhǎng)跨度在施工測(cè)量的精確定位難題。
2.2 GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位測(cè)量
GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位是一種比較精確的定位測(cè)量方法，其測(cè)量原理是使用安放在一個(gè)運(yùn)動(dòng)載體上的GPS信號(hào)接收機(jī)，與到一個(gè)基準(zhǔn)站或者是己知點(diǎn)上的GPS接收機(jī)，同步跟蹤同一個(gè)GPS衛(wèi)星，通過實(shí)時(shí)進(jìn)行差分處理之后，再聯(lián)合確定這個(gè)運(yùn)動(dòng)載體運(yùn)行的軌跡。其定位的精度能夠達(dá)到一米左右的水平。在橋梁工程的施工中，采用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的定位技術(shù)與數(shù)字同聲的測(cè)深技術(shù)相配合，能夠快速的、高質(zhì)量的把橋址區(qū)域的江、河、湖、海水下的地形圖準(zhǔn)確的測(cè)繪出來，能夠很好的解決了傳統(tǒng)測(cè)量方法難以完成的跨度大的水下地形圖測(cè)繪技術(shù)的難題，而且對(duì)水下地形進(jìn)行測(cè)繪的內(nèi)業(yè)、外業(yè)測(cè)量實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化及成果的數(shù)字化。同樣的，這個(gè)測(cè)量模式還能夠使用在水域地質(zhì)的鉆探定位和流向的測(cè)量等一些精度要求較低的定位工作。
2.3 GPS高程擬合
利用GPS測(cè)量點(diǎn)的高程，首先利用GPS定位得到各空間點(diǎn)高精度的大地高差，通過平差能夠求出各個(gè)GPS點(diǎn)的大地高，再通過各點(diǎn)高程的異常值，采用公式就可以算出各個(gè)點(diǎn)的正常高�，F(xiàn)階段，GPS高程的測(cè)量精度不高，其原因主要是難以準(zhǔn)確的獲取各個(gè)點(diǎn)的大地高和高程的異常數(shù)值。在橋梁工程的測(cè)量工作中，控制點(diǎn)的精度顯得特別重要，需要特別注意高程異常精度的問題。目前，一般使用進(jìn)行計(jì)算高程異常的方法是利用測(cè)區(qū)的多個(gè)己知的水準(zhǔn)點(diǎn)，通過解析內(nèi)插和曲面擬合等對(duì)測(cè)區(qū)的水準(zhǔn)而進(jìn)行確定，最后才能求出各個(gè)待定點(diǎn)高程異常。當(dāng)前，GPS高程測(cè)量的方法己經(jīng)廣泛應(yīng)用在橋梁工程的初測(cè)階段和等級(jí)不高的高程控制測(cè)量方而，并且取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)及效益。
2.4GPS一RTK定位測(cè)量
GPS靜態(tài)、快速靜態(tài)都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級(jí)的精度，而RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到GPS技術(shù)和發(fā)展的新突破，它厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是的出現(xiàn)為工程放樣、地形測(cè)圖以及各種較低等級(jí)控制測(cè)量帶來了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。在橋梁工程中，使用RTK技術(shù)能夠有效的完成一般的精度要求，能夠?qū)崟r(shí)提供定位的測(cè)量結(jié)果。在大部分的大型橋梁施工中，采取RTK技術(shù)定位測(cè)量寬海域樁基的施工，不僅能夠有效的解決了長(zhǎng)距離施工的定位技術(shù)難題，而且測(cè)量定位精度也得到很大程度的提高。RTK技術(shù)也廣泛的應(yīng)用在橋梁工程的定線放樣、橋址地形的測(cè)繪、縱、橫斷而的測(cè)量和橋梁變形的監(jiān)控中，該技術(shù)能夠利用十公里以外，甚至還可以使在更遠(yuǎn)距離的基準(zhǔn)站定位數(shù)據(jù)改變流動(dòng)站的定位結(jié)果，達(dá)到提高定位的精度目的大量實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，RTK對(duì)山區(qū)測(cè)量的全站儀數(shù)字的測(cè)圖難題也能夠有效的解決，而且還不需要提前建立大量測(cè)圖的控制網(wǎng)，大大提高了工作效率，降低了成本。
3、GPS技術(shù)在橋梁工程測(cè)量應(yīng)用中存在的問題
�。�1）就目前GPS的應(yīng)用來看，GPS高程測(cè)量的精度受地形的影響較大，測(cè)量結(jié)果并不理想，尤其當(dāng)?shù)匦纹鸱�，GPS信號(hào)接收效果不理想時(shí)，高程擬合僅達(dá)到四等水準(zhǔn)測(cè)量精度，無法滿足橋梁工程精密測(cè)量的要求。第二橋梁工程測(cè)量的特點(diǎn)是控制點(diǎn)間精度要求相對(duì)較高，高精度橋梁施工高程控制網(wǎng)中通常只用一個(gè)已知點(diǎn)的高程作為起算，然而怎樣利用GPS高程擬合方法將一岸水準(zhǔn)點(diǎn)高程傳遞到對(duì)岸就變得棘手了。
�。�2）當(dāng)前，GPS技術(shù)在橋梁工程測(cè)量中已經(jīng)得到廣泛地額應(yīng)用，隨著科技的發(fā)展，GPS技術(shù)不斷完善，給橋梁施工測(cè)量帶來了巨大的效益。目前影響橋梁施工或變形監(jiān)測(cè)中GPS技術(shù)發(fā)揮的主要原因有四點(diǎn)，第一復(fù)雜多變的施工現(xiàn)場(chǎng)條件影響GPS接受信號(hào)，形成明顯的干擾或遮擋，能觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)量變少，幾何圖形變小，衛(wèi)星信號(hào)變?nèi)�；第二多路徑效�?yīng)也會(huì)導(dǎo)致施工中GPS定位精度降低；第三定位精度與觀測(cè)時(shí)間的矛盾，尤其在施工干擾大、接收信號(hào)弱的狀況下，矛盾更為突出；第四橋梁工程GPS實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)難于實(shí)現(xiàn)。采用以下措施有助于提高GPS定位的精確性與可靠性，首先選用性能穩(wěn)定可靠、有效減弱多路徑效應(yīng)的接收機(jī)設(shè)備；接著適宜改進(jìn)施工方案，為GPS測(cè)量提供更多的有利觀測(cè)條件；然后采取GPS與傳統(tǒng)地面測(cè)量技術(shù)相結(jié)合，實(shí)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的策略；最后利用建立在地面的偽距觀測(cè)設(shè)備獲取偽距觀測(cè)值，從而改善衛(wèi)星幾何圖形強(qiáng)度，提高GPS定位測(cè)量精度。
�。�3）RTK技術(shù)被用于橋址定線與數(shù)字地形測(cè)繪中，需要加大研究與解決符合標(biāo)準(zhǔn)要求的數(shù)字測(cè)圖軟件，全面發(fā)揮GPS及全站儀的優(yōu)勢(shì)，充分體現(xiàn)橋址地形圖測(cè)繪的數(shù)字化、內(nèi)外業(yè)一體化。
�。�4）水文測(cè)量是橋梁測(cè)量的一個(gè)重要問題，同時(shí)也是一個(gè)難題，水文測(cè)量是在橋址流向測(cè)量與航跡線測(cè)量中，跟蹤測(cè)定水面浮標(biāo)或過往船舶位置的動(dòng)態(tài)變化線。目前采用動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)跟蹤測(cè)定水面浮標(biāo)的位置，也存在怎樣使GPS流動(dòng)站與浮標(biāo)保持同步，如何測(cè)算跟測(cè)船只和流動(dòng)站的最佳距離，每臺(tái)流動(dòng)站僅可跟蹤一個(gè)浮標(biāo)，如此低效率需要采取有效措施盡快解決。
結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)日益成熟，其在橋梁工程測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用，在目前及將來一段比較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，GPS技術(shù)會(huì)與傳統(tǒng)地面測(cè)繪技術(shù)等其他測(cè)繪技術(shù)相互補(bǔ)充、共同依存。電子速測(cè)技術(shù)與GPS技術(shù)的集成技術(shù)會(huì)是未來橋梁工程測(cè)量發(fā)展的主要方向之一。GPS高程測(cè)量技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用問題是橋梁測(cè)量工作者面臨的一個(gè)難題，解決了這個(gè)難題會(huì)有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義及作用。
參考文獻(xiàn)
[1]鄭沖.深度探討GPS技術(shù)在大型橋梁測(cè)量中的應(yīng)用方法[J].科技資訊.2010(13).
[2]李振社.胡耀鋒.基于GPS技術(shù)的某橋梁控制測(cè)量實(shí)施流程研究[J].科技資訊.2010(14).
