由于橋梁有其特殊性，橋梁工程控制網(wǎng)的邊長都比較長，尤其是跨越大江河超大型的橋梁，跨度相當(dāng)大，這就使傳統(tǒng)測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)的方法測量具有更強(qiáng)大的優(yōu)勢。應(yīng)用GPS靜態(tài)定位的方法對橋梁控制網(wǎng)進(jìn)行測量，不會被外界環(huán)境所干擾，能夠很大程度的縮短外業(yè)的觀測時間，大大的提高了測量工作的效率。同時，GPS靜態(tài)定位的方法的觀測精度能夠達(dá)到毫米級，測量結(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。
GPS技術(shù)在橋梁工程測量的應(yīng)用分析
1GPS靜態(tài)相對定位
GPS是一種精密定位模式，具有低成本、高精度、高效率的優(yōu)勢，在橋梁工程的控制測量和變形監(jiān)測等得到廣泛應(yīng)用。GPS相對靜態(tài)定位的測量技術(shù)，最近幾年，特別是在特大型的跨海橋梁工程的測量中發(fā)揮著非常重要的作用，有效的解決了長跨度在施工測量的精確定位難題。
2GPS實(shí)時動態(tài)差分定位測量
GPS實(shí)時動態(tài)差分定位的測量原理是把GPS信號接收機(jī)平放到一個運(yùn)動的載體或者待定點(diǎn)上，同時也把GPS接收機(jī)平放到一個基準(zhǔn)站或者是已知點(diǎn)上，同步跟蹤同一個GPS衛(wèi)星，通過實(shí)時進(jìn)行差分處理之后，再聯(lián)合確定這個運(yùn)動載體運(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)時動態(tài)的定位技術(shù)與數(shù)字回聲的測深技術(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)確的測繪出來，能夠很好的解決了傳統(tǒng)測量方法難以完成的跨度大的水下地形圖測繪技術(shù)的難題，而且對水下地形進(jìn)行測繪的內(nèi)業(yè)、外業(yè)測量實(shí)現(xiàn)了自動化及成果的數(shù)字化。同樣的，這個測量模式還能夠使用在水域地質(zhì)的鉆探定位和流向的測量等一些精度要求較低的定位工作。大量實(shí)踐證明，采用GPS技術(shù)與前方交會定位的方法相比較，降低了三倍以上的成本，同時提高了三倍以上的工效�，F(xiàn)階段，橋梁工程進(jìn)行水下地形的測繪，基本已經(jīng)全部采用GPS定位技術(shù)，常規(guī)的多站前方交會的定位測量法已經(jīng)基本被淘汰。
3GPS高程擬合
GPS定位能夠得到各個空間點(diǎn)精度很高的大地高差，通過平差能夠求出各個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點(diǎn)的正常高�，F(xiàn)階段，GPS高程的測量精度不高，其原因主要是難以準(zhǔn)確的獲取各個點(diǎn)的大地高和高程的異常數(shù)值。在橋梁工程的測量工作中，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)行計算高程異常的方法是利用測區(qū)的多個已知的水準(zhǔn)點(diǎn)，通過解析內(nèi)插和曲面擬合等對測區(qū)的水準(zhǔn)面進(jìn)行確定，最后才能求出各個待定點(diǎn)高程異常。大部分特大型橋梁的工程測量試驗(yàn)分析都證實(shí)了，在相對小橋梁工程的區(qū)域內(nèi)，如果地形平坦，利用兩三個小時進(jìn)行GPS靜態(tài)觀測成果，通過擬合計算就能夠得出二等精度高程的成果，如果利用一兩個小時觀測資料，只能得到三、四等精度高程的成果。但是，現(xiàn)階段GPS的高程測量理論及方法都還不夠成熟，在高精度高程測量的應(yīng)用方面還存在比較大的差距。當(dāng)前，GPS高程測量的方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用在橋梁工程的初測階段和等級不高的高程控制測量方面，并且取得了不錯的經(jīng)濟(jì)技術(shù)及效益。
4GPS———RTK定位測量
GPS靜態(tài)和快速靜態(tài)以及動態(tài)測量都要在事后通過解算才能得到厘米級的精度，RTK的出現(xiàn)，使在野外實(shí)時就能夠獲得厘米級的定位精度。它是利用了載波相位的動態(tài)實(shí)時差分的方法，達(dá)到了提高工程的放樣、地形的測圖和各種不高等級的控制測量作業(yè)的效率。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提供定位的測量結(jié)果。在大部分的大型橋梁施工中，采取RTK技術(shù)定位測量寬海域樁基的施工，不僅能夠有效的解決了長距離施工的定位技術(shù)難題，而且測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、橋址地形的測繪、縱、橫斷面的測量和橋梁變形的監(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對山區(qū)測量的全站儀數(shù)字的測圖難題也能夠有效的解決，而且還不需要提前建立大量測圖的控制網(wǎng)，大大提高了工作效率，降低了成本。
GPS技術(shù)在橋梁工程測量應(yīng)用中存在的問題
1GPS高程測量精度不是很理想
現(xiàn)階段，GPS高程測量的精度還不能達(dá)到理想程度。雖然試驗(yàn)證明，測區(qū)場地十分理想的情況下，對某特定橋梁的工程測量能夠達(dá)到三、四等的精度，甚至達(dá)到二等的精度，但是就通常情況下，特別是在地形的起伏比較大，接收GPS信號的效果達(dá)不到理想時，高程擬合或許只達(dá)到四等測量精度的水準(zhǔn)，甚至還更低，所以無法達(dá)到橋梁工程的精密測量要求。同時，橋梁工程的測量特點(diǎn)是對控制點(diǎn)間的相對精度具有很高的要求，高精度橋梁施工的高程控制網(wǎng)一般僅用一個已知點(diǎn)高程起算，這時，對GPS高程擬合的方法如何從一岸的水準(zhǔn)點(diǎn)高程轉(zhuǎn)移到另一岸，顯得越加的困難。所以說，在橋梁工程的測量方面，對于如何提高GPS高程的測量精度，并還要如何有效的應(yīng)用在跨河的高程測量中，是當(dāng)前橋梁工程的測量面臨的不僅具有重要的理論價值，還具有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景的非常重要的一個課題。若要解決些問題應(yīng)該利用高性能GPS接收機(jī)，通過制定科學(xué)合理的GPS觀測方案，采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，才能獲得高精度三維定位的結(jié)果，就是把側(cè)點(diǎn)大地高側(cè)量的精度提高，具體的就是研究GPS高程擬合的計算理論及方法，找出能夠獲得高精度的高程異常差最適合的手段。
2橋址定線放樣及地形側(cè)繪GPS-RTK的應(yīng)用問題
RTK技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在橋址定線放樣及數(shù)字地形的測繪中，但還需要更深入的研究、解決，研發(fā)出更加適合GIS標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字測圖的軟件，把GPS和全站儀的優(yōu)勢充分的發(fā)揮出來，使陸地及水下地形的測繪達(dá)到統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)GPS測繪和全站儀測繪的技術(shù)相結(jié)合，使橋址地形圖的測繪實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、內(nèi)外業(yè)的一體化，最終實(shí)現(xiàn)橋梁工程的信息化建設(shè)。
3高精度橋梁施工及變形的監(jiān)測
高精度橋梁的施工及變形的監(jiān)測中，影響GPS技術(shù)的發(fā)揮原因主要有四個方面：1）施工現(xiàn)場復(fù)雜多變，對GPS信號的接收影響非常大，形成的干擾及遮擋都非常明顯，導(dǎo)致只能觀測到少量的衛(wèi)星數(shù)量，縮小了幾何圖形，很大程度上削弱了衛(wèi)星信號。2）多路徑效應(yīng)也是造成橋梁施工GPS定位的精度降低的主要原因之一。3）定位精度和觀測時間出現(xiàn)矛盾，特別在施工的干擾大、信號接收弱的情況下，矛盾顯得更加的突出。4）橋梁工程中很難實(shí)現(xiàn)GPS實(shí)時連續(xù)的監(jiān)測。通過采取以下的幾點(diǎn)措施能夠提高GPS定位精確性和可靠性：1）采用性能比較穩(wěn)定的可靠的，能夠有效消除多路徑效應(yīng)的GPS接收機(jī)的設(shè)備。2）合理改進(jìn)施工的方案，為GPS測量制造有利的觀測條件。3）使用GPS和通常地面測量的技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)行取長補(bǔ)短的策略。4）利用地面建立偽距觀測的設(shè)備獲得偽距觀測值，達(dá)到改善了衛(wèi)星幾何圖形的強(qiáng)度，提高了GPS定位的測量精度的最終目的。
4橋梁工程水文測量定位中GPS的應(yīng)用問題
橋梁工程的水文測量定位是指，在橋址的流向測量與航跡線的測量里對水面浮標(biāo)及過往的船舶位置動態(tài)的變化線進(jìn)行跟蹤測定�，F(xiàn)階段，雖然能夠利用動態(tài)的GPS技術(shù)對水面浮標(biāo)位置進(jìn)行跟蹤測定，但是出現(xiàn)了如何保持GPS流動站和浮標(biāo)的同步，如何計算出跟測船只和流動站的最佳距離等實(shí)際在應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，所以應(yīng)該在接收機(jī)的性能、方案的設(shè)計和現(xiàn)場的測量監(jiān)控等各方面采取科學(xué)合理的措施，進(jìn)行有效的解決。
5橋梁工程測繪存在的問題
橋梁工程的測繪特點(diǎn)是測繪的范圍比較小、精度要求比較低、地物比較多、交通的干擾大等。由于GPS系統(tǒng)存在不足，因此在特殊的情況下，如果衛(wèi)星信號被阻礙，就不能有效的使用GPS技術(shù)。大量橋梁工程的實(shí)踐表明，目前的技術(shù)，GPS測量的技術(shù)還不能完全取代傳統(tǒng)地面測量的技術(shù)。
