道路桥梁工程测量中GPS技术的应用 孟繁财

发表时间:2020/6/8   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:孟繁财
[导读] 摘要:在道路桥梁工程测量的过程中,应用 GPS 技术能够提供更加精准的三维坐标,从而促进测量精确度的有效提升,为道路桥梁工程建设提供更好的指导。
        中国水利水电第五工程局有限公司  四川省成都市  610021
        摘要:在道路桥梁工程测量的过程中,应用 GPS 技术能够提供更加精准的三维坐标,从而促进测量精确度的有效提升,为道路桥梁工程建设提供更好的指导。GPS 技术还能提升工程测量的自动化程度,对于测量效率提升非常有效,从而达到节约测量时间的作用。基于此,本文笔者根据多年工作经验对道路桥梁工程测量中 GPS 技术的应用进行了探讨。仅供业内同行参考。
        关键词:道路桥梁;工程测量;GPS技术
        近年来,道路桥梁工程得到了不断发展,在具体施工中应结合施工现场情况,对地形、水文等情况进行全面勘测,在此基础上制定出切实可行的施工方案。考虑到道路桥梁工程对施工精度要求较高,在施工过程中对工程进行细致、全面的测量放样尤为重要,为工程设计提供精确的数据作为参考,而测量的方式是否合理、测量结果的精确度对此有着直接的影响力,因此,应做好测量、测绘工作,不断优化测量技术,以提高道路桥梁施工整体质量。
        1 道路桥梁工程测量测绘内容
        1)结合工程测量测绘的基本内容明确界定技术范围。
        2)对道路桥梁中经常使用到的测量测绘技术进行分析,详细说明各种技术的优缺点。随着道路桥梁事业的不断发展,国家对该项目的投入力度也在不断加大,对其质量要求也变得更加严格,为了提高施工质量、保证工程顺利实施,在设计初期应对施工现场的水文、地质状况等情况进行全面勘测,借助测量与测绘技术获取到精确的数据,为施工动态监测工作的开展打下坚实的基础。
        2 GPS 测量技术概述
        GPS技术对环境的要求度不高,既可以在复杂地形状态下使用,又可以实现全天候、高效快速对控制点进行测量。GPS测量技术共分为两种,具体为静态 GPS 测量和动态 GPS 测量,即指的是 RTK,但不足之处在于该技术的精确度较低,可在道路路基部位或者是桥梁的桩基部位对精度要求不严格的地区使用。如果条件特殊,可与全站仪或者是水准仪仪器配合使用,不仅可满足环境方面的需求,而且在精确度方面也能达到要求,最终实现快速、精确的数据采集工作。
        在使用静态GPS 测量技术时首先需结合工程特征布设GPS 控制网、设置精度指标,并挑选与工程相适应的控制网图形以及基线长度;其次将 GPS 接收器安装在恰当的位置并做好固定,具体的安装时间应按照施工需求进行合理的调整;最后将所有接收到的数据汇总后使用专业解算软件处理。静态 GPS 测量技术的优点表现为测量结果稳定、精确度高、使用范围广、可实现整个工程的控制测量。但 GPS 测量技术也存在一定的缺陷,在数据采集完成后不能自动处理,需经专业解算软件对数据进行处理并计算,如果在处理时数据存在较大的误差还需重新布网观测,耗时耗力。
        3 道路桥梁工程测量中 GPS 技术的应用优势
        测量精度高、测量效率高、操作成本低是 GPS 静态定位技术相对于传统的三角测量法最显著的三个优点,因此该技术被广泛应用于各种工程测量中。当 GPS 测量方式采用静态相对定位方式时,会根据项目实际要求、卫星可见性预报表、自然环境状况以及交通现状等制定观测计划。观测工作都要按照已制定的观测计划设定好的时间进行操作。GPS 观测按照表 1 进行。
        表1  GPS 测量作业基本技术指标表
       
        GPS 动态定位技术能够将定位误差控制到 1 m 以内,在很多工程测量控制作业中都采用这种方法,同时还可以结合回声测探技术,将作业桥梁区域内水域下的地形地貌、地质特性、水流情况高效率的绘测出来,这比交会定位技术作业的成本更低、效率更高。
        4 道路桥梁工程测量中 GPS 技术的具体应用
        4.1 工程情况介绍
        本次涉及到的桥梁工程测量长度为 7206 m,桥梁的主塔高度以及长度是206 m,380 m,主孔的跨度距离是988 m。该桥梁工程的施工范围内的地形地势及其他自然条件都比较复杂,并且经常出现持续时间比较久的大风天气,因此该工程的桥梁测量作业无法使用常规的边角测量技术进行,但是可以采用 GPS 技术来实现测量。
        4.2 选点布网
        在 GPS 网构建过程中,选点是至关重要的一个环节,影响着整个布网。但 GPS 测量技术对点与点之间的互通并不要求,所以选点的时候只需要根据工程的实际情况自由选择即可。GPS 测量技术的使用使得对传算点、过渡点等的测量作业减少,大大缩短了测量工作时间。但在选点时一定要保证选择点必须满足作业的需要,同时选择点要确保接收设备的安装与操作可以顺利进行。
        4.3 外业观测
        根据工程实际要求设定了 24 个点以及 36 座观测墩。根据项目精度要求,制定严密的测量计划,投入使用了 6 台双频 GPS 接收机提高测量精度,精度能够达到 5+1×10-6mm,这可以最大限度的确保此次对工程采集数据的真实有效,而且设置一定的观测条件,数据采集每隔 15 s 进行一次,并将采集到的数据进行处理分析(数据采集保证有效卫星数量在 6 颗以上,卫星截止高度要不小于 15°),表 2 即为此次采集的数据。
        表2  外业数据检核结果
       
        4.4 数据平差计算
        利用坐标系建立三维无约束平差对测量所得数据进行分析计算,最后计算出基线改正数值小于 3 倍标准差,说明此次外业观测质量较好。
        4.5 精度指标的分析
        公路桥梁的施工质量是整体使用的重要保障,倘若施工质量无法保证则会给人身和财产带来一定的危险,所以在公路和桥梁的施工过程中,需要施工人员对于整体的测量以及施工的精度进行严格的控制。在GPS测量中对于精度的标准通常会用控制网中相邻点距离中的误差来表示,其中包括有固定误差、比例误差系数和相邻点的距离,一般国家有三种不同级别的GPS控制网,在测量中需要根据不同测区的大小以及不同的用途来对GPS控制网的等级进行合理划分,从而得到更为精准的标准,并且在追求精度的最高化时更为强调质量和成本。在本工程中,我们首先利用跟踪点作为 GPS 网的固定点应用基线解算结果进行坐标传递,然后通过对基线的计算来确定最终的结果以及坐标。经过平差分析计算后,最后得到点位误差仅为±0.64 cm。
        结束语
        综上所述,在道路桥梁工程测量过程中,应用 GPS 技术具有诸多优势,不仅能够显著提升测量准确度,而且还能有效减少外部因素对测量工作的影响,提升测量效率,节省测量工作时间。因此应当将其广泛应用到道路桥梁工程测量工作中,尤其是测绘网控制等工作中,确保相关测量工作的效果,为后续道路桥梁工程施工的开展奠定良好的基础条件。
        参考文献:
        [1]李海洋,赵大梅.道路桥梁工程测量中的 GPS 技术应用[J].交通世界,2018(24):56-57.
        [2]赵晓军,郭建华.浅谈 GPS 技术在道路桥梁工程测量中的应用[J].建材与装饰,2017(09):268-269.
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