中铁十四局集团有限公司 山东济南 250101
摘要：近年来，随着我国科学技术的不断发展，GPS技术的发展也非常迅猛，GPS测量技术在工程领域的应用也越来越普遍，GPS测量技术的优势也愈加突出，传统的测量技术将逐步被新技术所取代。
关键词：GPS测量、施工放样、道路桥梁
1.工程概况
黄张路客货分离改造工程位于山东省青岛市黄岛区前湾港区北侧，大致成南北走向，南起淮河路，北至昆仑山路，沿线与海河路、胶黄铁路相交，全长约9.8公里，在与胶黄铁路相交处建设一座长度1057米，宽度24米的高架桥横跨胶黄铁路。黄张路既是对外疏港的重要道路，又是周边居民出行的必经之路。本工程地处黄岛大炼油驻地，原黄张路又是青岛市黄岛区交通要道，车流量大，且重型油罐车非常多，当地政府在综合考虑经济和社会效益的前提下，不同意全封闭施工，只能半幅封闭施工。
本工程属于市政工程，道路两侧的高大建筑物、快速通行的大货车和高压线，对GPS信号影响非常大，一旦控制点选择位置不佳，导线复测结果将不合格；对施工放样时的信号影响也很大，往往在有效测段距离内，受过多外界因素的干扰，移动站经常接收不到基站的信号；桥梁半幅施工完成时，已完工的桥梁对GPS信号干扰极大，往往对另外半幅桥梁施测时GPS接收不到信号或信号很弱。
2.GPS的组成及工作原理
运用GPS技术，需要了解GPS的组成，通常情况下，GPS系统包括3部分：空间星座、地面监控、GPS信号接收设备。空间星座方面，GPS由24颗卫星组成（21颗工作卫星，3颗备用卫星），每4颗划分为一组，放置到6条60度轨道的平面上，实现了任何时间段，都有4颗以上的卫星为GPS系统提供数据。空间部分主要在于目标观测，收集目标观测数据，将其转换为载波信号和码信号，传输给地面监控以及用户设备，实现观测目标的定位。地面监控部分，主要包括监测站、地面天线、主控制站。主控制站在于收集天线接收的信息，将信息通过计算和调整，进而控制空间卫星的运行。GPS信号接收设备，也就是所谓的用户端，主要起到查找和捕捉卫星信号，跟踪卫星传达的信号，进行转换和处理，计算接收机所处的经纬度和高度数据的作用。
3.道路桥梁工程测量中GPS技术的应用
3.1 GPS在导线复测中的应用
工程项目进场后，甲方单位首先向我方交接本标段的控制点，控制点一般在本项目设计阶段就已经做好，我们施工单位进场施工时，控制点一般已经做了很长时间，经过这么长时间不能保证控制点没有受到破坏，因此在交接完控制点后，首要的工作就是对控制点进行复测，复测分为平面复测和高程复测，本文只讨论平面复测。在路桥工程项目中控制点的布设基本上采用附合导线的形式进行布设，因而此项工作也叫导线复测。导线复测在整个工程测量工作中起到至关重要的作用，此项工作影响着整个工程的进度与质量。在GPS技术应用于工程测量以前，一般用全站仪对导线进行复测，复测方法是：首先是外业对导线进行测量边长和角度，然后通过计算软件或计算公式进行测量成果分析，测量成果符合要求后，再进行平差和坐标计算，由于过程非常繁琐复杂，任何一个环节出现问题，都将会导致整个复测工作进行返工，从而影响整个测量工作进度。GPS静态测量技术有以下优点：测量精度高，尤其夜间测量精度更高；选点灵活，可全天候作业，作业效率高；自动化程度高，观测数据和数据处理完全自动化，规避了传统人工观测、数据记录、数据处理可能出现的失误，大大的提高了导线复测的效率和质量，因此GPS静态测量技术必将取代传统导线复测技术。
3.2 GPS RTK技术在施工放样中的应用
测量是整个工程的眼睛，测量工作的效率与质量直接影响着整个工程的进度与质量。
传统的全站仪施工放样不仅要求控制点与放样点之间要通视，而且受天气因素干扰比较大，雨雾天气和高温天气不易进行工作，工作效率还低，耗费大量人力，至少需要3-4人为一组才能进行工作。GPS RTK技术，无需通视要求，不受气候条件的限制，能实现全天候测量工作，效率高，节约人力，一人操作GPS可以快速完成测量工作。当然任何事物都是一分为二的，有优点就会存在缺点，GPS放样最大的缺点就是相对于全站仪来说精度相对差一点，但也完全可以达到cm级，对于道路工程、桥梁桩基的施工放样完全可以满足设计和规范要求，而桥梁上部结构，位置高，干扰少，GPS信号相对较强，测量精度也就相对较高，经与全站仪测量成果对比，完全可以满足设计及规范要求，但有一点，必须时刻关注GPS信号、水平误差和垂直误差，必要时用全站仪进行抽点复核，确保测量质量。
4.施工测量中出现的问题及解决方法
4.1 静态测量数据解算不合格
黄张路客货分离改造工程是我们项目部首次使用GPS技术进行导线复测，经验少，理论知识不足。黄张路沿线多是企业和居民楼，楼高树密，路上通行的集装箱和大货车非常多，第一次布设控制点根据以往经验沿道路两侧布设，外业数据采集完成后，导入静态数据处理软件进行数据处理，结果多次解算失败，数据不合格。在确认已知坐标和测量方法没有问题后，通过查阅规范和网上资料分析，数据解算不合格最大的原因是控制点布设位置有问题。GPS控制点的布设应远离大功率的无线电发射台和高压输电线，以避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰，接收机天线与其距离一般不得小于200米；观测站附近不应有大面积的水域或对电磁反射（或吸收）强烈的物体，以减弱多路径效应的影响；观测站应设在易于安置接收设备的地方，且视野开阔，在视场内周围障碍物的高度角，一般应大于10°-15°，以减弱对流层折射的影响；观测站应选在交通方便的地方，并且便于用其他测量手段联测和扩展。基于以上布点原则，我们将控制点重新布设在居民楼顶或是远离道路的空阔地，经再次测量后，数据解算结果完全符合设计和规范要求。
4.2 移动站接收不到基站的信号
GPS移动站接收10公里以内的基站信号理论上是完全没有问题的，但由于黄张路靠近市区，楼高树密，大货车和集装箱快速通行，加上道路左侧高压线的影响，导致部分测段有时两公里以内都无法接收基站信号，严重影响了测量作业，进而影响了工程的进度。对此我们采取了一系列的措施，第一个措施是缩短基站与移动站的距离，此方法需要频繁移动和架设基站，且每次都需要重新校正移动站，对测量工作的效率和质量影响较大；第二个措施是外挂大功率电台，此方法有效的解决了基站与移动站的距离问题，但此方法最大的问题是安全隐患，由于外挂电台需要连接蓄电池进行供电，测量外业都是野外作业，夏季雷雨天气较多，遮挡或收拾不及时易发生隐患，且设备太多不便于携带和移动；第三个方法是租用CORS站，移动站直接接收CORS站信号，省去了架设基站的步骤，且不受距离的影响，外界因素的干扰更小，大大提高了测量作业的效率和质量，此方法也是必要时经常采用的方法。
结语
总的来说，随着当前科学技术的不断发展，GPS测量技术也在不断进步，其高效率、高精度、自动化、智能化的优势也将更加突出，GPS测量技术在工程领域的应用终将是一个趋势，发展到一定程度将逐步取代传统的测量方法，我们应当在道路桥梁施工过程中大力推广GPS技术，将其优势充分的发挥到工程测量中去，更好的为工程建设服务。
参考文献
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[2]]张曙光．探析GPS技术在路桥测量中的应用[J]．科技创新导报，2015.
[3]任占贝．浅析路桥施工中GPS测量技术的应用[J]．山东工业技术，2015.
[4]王飞虎．浅析路桥施工中GPS测量技术的应用[J]．商品与质量，2015.