GPS技术在桥梁建筑工程测量中的应用

■ 杨义刚

江西财经职业学院

关键字：GPS技术；桥梁建筑；工程测量；精准度；应用

在科学技术的有效支持下，我国桥梁建筑工程测量工作逐渐趋向成熟。以GPS技术来说，它能够为桥梁建筑工程测量提供精准的三维坐标结果，而且其自动化、高效益等优势特点有利于优化桥梁建筑工程测量工作的质量和效率。应用GPS技术，有利于提高桥梁建筑工程测量工作的深度，有利于促进桥梁建筑工程的可持续发展。

1 GPS技术概述

GPS技术，即全球定位系统，顾名思义，它是一种具备三维导航以及定位能力的系统。在工程测量中，GPS技术有着十分广泛的应用，其能够为保障数据的有效性、完整性提供强有力的支持。在具体应用中，GPS接收装置可以基于无线电传输时间的测量确定传输距离，进而精准地确定目标物体位置。一般情况下，应用于全球卫星定位系统的GPS主要分为两种：一种是全球范围的高精度GPS网，它在科学研究领域中应用较为广泛；另一种是RTK以及差分GPS定位，其在地理测绘中应用广泛。其中，RTK定位的实现主要是通过载波相位观测，它有利于提高定位结果的精准度。差分GPS定位主要基于基准站，通过分转、更新、定位的过程完成定位。

GPS在应用过程中存在诸多方面的优势：第一，其自动化程度较高。在测量工作的具体展开中，工作人员操作十分便易，例如在采集气候数据信息时，工作人员只需要实时观测仪器并结合实际需求闭合开关即可，烦琐系数较高的卫星追踪、记录等工作测量设备可以自主完成，无须工作人员进行操作。另外，GPS接收机体型小巧，携带方便，工作人员在野外测量时，只要完成仪器开关的操作即可。第二，定位结果精准度高。根据相关研究发现，基线在50km范围内，GPS技术定位结果的精准度可以达到百万分之一。第三，GPS卫星覆盖率高，其分布广、数量多，因此在全球范围内都可以完成工程测量。第四，观测效率高。随着编程、自动化、智能化技术上的不断发展，GPS系统不断得到优化。当前，20km范围内的测量定位完成时间在15min左右。

2 GPS技术在桥梁建筑工程测量中的应用

随着科学技术的不断发展，桥梁建筑工程测量中传统的测角、测高程等测量技术逐渐被测量结果高精度、测量过程高效率的GPS技术取代，使得我国桥梁建筑工程测量发展不断走向成熟。

2.1 GPS技术在桥梁建筑测绘控制网中的应用

在桥梁建筑工程测量工作中，测绘控制网属于一项基础且关键的工作，其准确程度对桥梁建筑工程测量的质量有着重要的影响。一般情况下，在进行控制网测绘时，测量结果精准度要求较高的为一级控制网，属于测绘中的参照点，因此，必须保障测绘控制网过程中控制坐标的精准度。常见的桥梁建筑工程测绘主要应用边角法，通过测绘设备控制导线，并在此基础上确定坐标位置，进而实现测绘控制网的构建。该方法通常用于小范围的测绘，如果范围过高，测绘结果在精准度上误差范围较大。通过应用GPS技术可以有效改善这一问题，能够将测绘结果精准度保持在毫米范围。应用较广的GPS测量技术主要为载波相位静态差分技术，例如差分GPS定位，其以基准站为基础，通过分转、更新、定位实现测量。RTK定位技术也属于载波相位静态差分技术，通过应用RTK技术可以实现两个测量站差分方法的处理，完成求差结算坐标。相比于其他定位技术，应用RTK技术进行测量，其测量结果精准度更高，测量过程更加自动化。例如在中桩测量时，RTK技术测量结果在精度上可以保持在10-30mm，这是其他测量技术不能实现的。更为重要的是，通过应用RTK技术可以有效提高测量工作效率，例如在进行地形测量时，应用RTK技术每小组每天可以实现0.9 km3-1.5 km3的地形测绘。这足以证明，在桥梁建筑工程测量中应用GPS技术十分重要，它不但能够确保测绘工作更加顺利、高效地开展，而且还能保障测量结果的高精度。

2.2 GPS技术在桥梁建筑变形监测中的应用

对于桥梁建筑工程而言，其作业环境相对复杂，作业中不可控因素以及动态变化因素较多，这不仅使得桥梁建筑工程测绘工作难度系统较高，也增加了桥梁建筑变形监测工作的难度。通过在桥梁建筑变形监测中应用GPS技术，可以有效降低工作难度，提高结果的精准度，进而为后续桥梁建筑施工提供坚实有效的基础。例如，在大规模桥梁建筑工程建设中应用GPS技术，在桥梁建筑工程内外部设置GPS接收端，这样工作人员可以实现对于桥梁建筑工程内外的动态实时监测。一旦桥梁建筑发生问题，工作人员能够在第一时间掌握讯息，进而及时追溯问题发生的根源并采取有效措施，这有利于为保证桥梁建筑工程质量提供有效保障。

众所周知，桥梁建筑在长时间使用过程中难免出现结构老化或损伤的情况，一方面其可能由于一些人为因素导致，例如：桥梁维护不到位、车祸事故、交通量过大等，另一方面可能是由于自然因素导致，如地震、洪水、台风、环境腐蚀等，无论是人为因素亦或是自然因素，均导致桥梁建筑的承载能力以及耐久功能发生了变化，这使得桥梁建筑存在一定的安全隐患。因此，通过GPS技术对桥梁建筑进行变形监测受到了人们的广泛关注。以东海大桥为例，通过设置GPS自动化变形监测系统，可以实时监测东海大桥在不同环境背景下结构承载情况以及大桥的实时变化，在此基础上对大桥的安全性能、稳定状况进行有效评估。该系统主要是采用trimble5700接收机以及Trim-ble Zephyr大地测量天线，在应用过程中，接收机和天线的设置要注意防雷，还要防止其被遮挡。其中，每根天线在接收射频信号以后通过同轴电缆完成向GPS接收机的输送。该GPS接收机设置三个输入输出端口，因此它不但能够对外界供电电源，还能输出原始数据。串口服务器接收到数据以后，再接入交换机。

综上所述，随着我国市场经济的高速发展，桥梁建筑工程数量和规模不断扩大，尤其是一些高级、复杂的桥梁建筑工程，这使得桥梁建筑工程测量难度也有了很大提升。通过应用GPS技术可以有效促使桥梁建筑工程测量更加高精度、数字化、集成化，因此，应用GPS技术不断完善桥梁建筑工程测量充满了必要性和重要性。