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摘要:隨著社會的高速發展，人們對橋梁建筑工程的需求量逐步上升，由于我國地形地貌的復雜性和多樣性，傳統的測量技術已經不能滿足實際橋梁工程設計，為此，需要在施工測量工作中引進集現代化和智能化于一身的gps技術。本文以GPS技術為展開點，詳細介紹GPS技術在橋梁施工測量中的具體應用，解決當前我國橋梁測量存在的一些問題，同時也方便類似工程借鑒學習。
關鍵詞:橋梁施工;工程測量;GPS技術
1GPS技術概述
1．1GPS技術介紹。橋梁施工屬于一項難度系數較高的工程，其施工內容復雜、技術要求高，需要施工人員具備較高的專業素養。所謂GPS技術，是英文Global－Positioning－System的簡寫，中文意思是全球定位系統，其是以導航衛星系統為基礎而產生的一種無線電導航定位技術，由于在定位過程中使用了多顆衛星，因此，具備準確度高、覆蓋面廣、測量時間短以及全天候等測量特征［1］。GPS技術的主要工作原理為:利用衛星準確接收用戶設備所發出的數據信息，進而高效判斷出兩者之間的準確距離，進一步測量出用戶的具體位置，GPS測量技術可精確至mm級以上?，F如今，在新時代的大背景下電子地圖非常普遍，實際的橋梁施工測量中運用GPS－PTK技術已經得到了工程師和施工人員的高度認可，GPS技術直接提升了工程效率，節約了施工成本，加強了工程質量。
1．2GPS構成要素。首先，GPS中包括24顆衛星，這些衛星直接構成了一種空間結構，同時這些衛星都分布在環繞地球的不同運行軌道處，可以覆蓋地球的絕大部分區域，這些衛星不僅可以高效接收信息，而且能夠快速發射信息［2］。其次，GPS在地面上設有監測站點和控制站點，即信息接收場所。最后，接收到的信息需要經過計算機軟件處理方可發送給用戶，負責處理的系統稱為用戶結構，可直接接收來自衛星的信息，以供用戶參考導航，其具體的工作原理見圖1。
1．3GPS的特征。對比于傳統的測量定位形式，GPS測量技術有著不能比較的絕對優勢，其不僅可以實時定位，而且具備通視功能，能夠幫助施工人員導航和修正施工方案，在一定程度上節約了工程成本，提升了工程效率，其主要特征可總結為以下四點。1)測量的準確度高。通常在長度為50～500km的基準線上，其東西走向、南北走向以及垂直方向的平均精度分別為2．2、1．8、16mm。2)成本低、靈活度高。GPS技術測量的時候，不用設立專門的站標或者測量通視站，再加上布網需要花費較少，使得GPS技術在橋梁施工測量中的使用率極高。3)測量耗時少。由于GPS技術的全面性和現代化，在具體靜態定位時需要2min左右可完成定位，甚至在動態定位測量時僅需2s時長。4)范圍廣。GPS技術可用于全天候不間斷測量，可適用于任何時間段及區域。
2GPS技術在橋梁施工測量中的具體應用
伴隨著社會的快節奏步伐，GPS技術和計算機技術等也得到了顯著性進步，特別是GPS技術目前已經逐步向現代化、智能化和自動化方向發展。對于GPS技術的組成結構，接收器和處理器變得更為便捷輕巧，便于攜帶;對于GPS性能，其功能更加完善和先進化，可以直接提高工程的測量效率?；诖耍┕と藛T應積極學習GPS技術，使GPS技術在橋梁施工中充分發揮優勢，實現加強工程質量和加快工程進度的目標。
2．1GPS技術在橋墩定位中的應用。在橋梁施工過程中，若使用傳統的經緯儀對施工現場的地理位置進行分析，會存在極大的測量誤差，再加上經緯儀需要人工全程操作，對工作人員來說工作難度較大。我國橋梁建筑的地形復雜多樣，跨海、跨江橋梁越來越普及，若使用傳統測量方式很難實現對長跨度和水下作業的測量工作。現如今，大多數施工單位為了解決以上難題，在施工測量中引進了GPS技術，借助GPS技術實現對跨海、跨江橋梁的測量定位，在考慮大橋索塔距離是否和橋主面跨度一致問題時，可選取動態定位技術，即RTK－GPS，動態定位技術的精確度可達到mm，這在一定程度上降低了后期返工維修的可能性。要想降低測量計算誤差，可利用RTK－GPS技術對橋墩展開定位放樣操作，通過和實際值做比較來計算測量誤差。RTK技術可自動化選擇精確度高的位置作為參考，通過在參考位置安裝接收設備來實現和衛星的實時信息傳遞。此外，RTK技術中設有流動站，流動站可及時接收衛星信息，進而直接傳送給計算機進行整理，最終確定三維坐標。
2．2GPS技術在塔柱安裝中的應用。當今的橋梁施工建設中，塔柱的高度愈來愈高，因此，精確計算塔柱高度格外重要，特別是針對斜拉塔，更要精確計算出其斜度以方便后期橋梁建設。通常橋梁的橋面跨度比較大，所以需要利用GPS技術準確計算其傾斜度，在該過程中用RTK技術替換傳統的人工放樣技術，以高效節約人力、降低施工成本。在實際運用RTK－GPS技術測量時，直接將接收器放置在計算好的坐標位置，之后將接收到的衛星信息傳送給計算機，最終通過計算機來判斷放樣位置的準確性，一切指標均滿足后可展開塔柱安裝工作。
2．3GPS技術在控制測量中的應用。對整個橋梁施工來說，控制網的精確度會直接影響橋梁質量的好壞，控制網精確度越高，橋梁的使用時長越久，維修概率越小。橋梁工程不同于一般公路建筑工程，其設計的寬度和廣度比較大，若采取邊角控制網會加大工作難度，因此需選取靜態GPS技術，該技術不會耗費過多的人力物力，同時測量時間短、準確度高，只需要流動站的接收器接收某一個位置信息，然后將該信息和基準站的衛星信息做比較計算，最終可獲取用戶站的精確坐標。
2．4GPS技術在高程控制測量中的應用。在橋梁高程控制測量過程中運用GPS技術能夠高效、準確計算出點與點之間的大地高度差，進一步將其換算為容易施工的合理高度，該過程還需要施工人員具備良好的觀察力，觀察出大地水準面的異?，F象，最終實現橋梁高程的順利測量［3］。大地高度差在轉換的時候首選GPS水準法，該方法的工作原理為:準確測量出同名點的對應高度、GPS大地高度，之后再利用一系列數學運算計算出兩者之間的轉換關系。高程控制測量作為橋梁施工測量的核心，一定要保證準確測量和高效定位，在高程控制測量中使用GPS技術能夠更為準確和科學地獲取高差數值，再結合施工現場的實際情況對其進行恰當轉換并操作。同時，在利用GPS技術進行高程控制測量時，要加強工作人員對大地水準面的預判能力，保障水準面正常的基礎上展開橋梁建筑工作。
3GPS技術在實際案例中的應用
3．1工程概況。某高架橋梁工程位于平原地區，其地質復雜多樣、地形地貌較差，地質中包括約65m的軟土層，在實際施工測量時很難做到全方位、高精度測量。基于以上對GPS技術闡述，可以在施工測量時引進GPS技術，保障測量的高精度。
3．2平面控制測量。如圖2所示，將控制點設置在GPS容易觀測的施工道路上，同時各相鄰控制點之間要保證相互發生作用，各控制 點采取“邊連接”方式。結合本工程的實際特征，可在橋梁施工現場設置21對(42個)GPS控制點，設置4臺型號為Leica350的GPS接收器，借助快速靜態定位的形式實施測量工作，同時在實際測量時要求同步觀測的衛星多于4顆，其中共有336個基準線且各基準線間無明顯差異，整個測量工作可在兩個工作日順利完成。
3．3高程控制測量。本工程選取的是GPS水準法進行高程控制測量，以三等水準度為標準實施，設立6個分布規整的控制點，可利用大地異常修正來求算出最后的內部擬合高度，實際測量得出有±8mm的中誤差及±7mm的外部誤差。以四等水準度為標準實施，測定高程里面包括±9mm的中誤差且最大誤差為－36mm。不論是三等水準度還是四等水準度均符合對應的測量精度。
3．4RTK－GPS放樣。RTK－GPS技術是以載波相位動態實時差分法為基礎的一種新型GPS測量技術，其在GPS技術測量中具有不可忽視的重要地位?，F如今，RTK－GPS技術已經相對成熟，可以在橋梁施工測量中廣泛使用。在具體橋梁施工時，橋梁設計環節中的橋位圖紙上傳和樁位圖紙上傳都會通過計算機連接GPS控制器用以實施，在計算機里上傳放樣數據，再經過實地勘察測定出具體的GPS坐標，完成二者之間的轉換，在轉換時可利用RTK－GPS組織放樣方法。施工單位會在控制網的核心控制點處設立GPS參考站點，并設置2臺RTK流動站用以放樣操作。要想進一步提升RTK方法的放樣精度，需要提前對已經放樣的樁位展開全方位測量。
4結束語
當前，GPS技術已經被廣泛應用于橋梁工程建設工程中，并且已經取得了較優秀的成果，為了更進一步提升橋梁工程質量，需要提升GPS技術，加快對GPS技術的創新和優化，以便促進我國橋梁工程事業的可持續發展。
參考文獻:
［1］岳志斌．基于公路橋梁施工控制測量中GPS的應用［J］．建筑技術開發，2018，45(19):91－92．
［2］丁明安．道路橋梁工程測量中GPS技術的應用［J］．工程建設與設計，2019，67(3):181－183．
［3］李會林．GPS技術在道路橋梁工程測量中的應用分析［J］．交通世界，2018，25(21):98－99．
作者:潘成林 單位:中交路橋華南工程有限公司
