GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用分析

收稿日期：2023-11-24

作者简介：王昶（1992—），男，甘肃庆阳人，本科，讲师，研究方向：智能测绘与摄影测量实景精细三维建模。

摘 要：路桥梁工程工程量巨大，其测量工作涵盖诸多内容，对测量技术的专业性和规范性具有十分严格的要求。GPS技术作为一种高精度技术手段，应用于道路桥梁工程测量工作中能够有效减少外在因素的干扰和影响，保障测量数据的精确性和全面性，为施工组织管理提供有效的数据参考。基于此，围绕GPS技术概念作具体阐述，详细论述GPS技术的具体应用方式，并结合具体工程实例分享应用流程，以供同类型项目参考。

关键词：GPS 技术；桥梁工程；测量；应用

中图分类号：U412.2                               文献标识码：A                                 文章编号：2096-6903（2024）03-0088-03

0 引言

道路桥梁工程建设规模庞大、结构繁多，往往会受到环境以及地质等方面因素的干扰，影响项目施工质量和效率，因此需要做好工程测量工作。基于精准数据指导下开展道路桥梁工程各个环节的施工，方能在规定的时间内保质保量地交付项目。GPS技术是目前最为先进的测量技术之一，能够突破地域和环境因素限制准确获得测量数据信息，对推动道路桥梁施工管理和提升施工质量具有十分重要的意义。

1GPS技术简介

1.1 GPS技术概念

GPS 技术最早可追溯至20世纪70年代，主要应用于军事领域，是一种精确度极高的卫星导航定位系统。随着时代的发展，由军事领域过渡至民用领域当中，其与先进的信息技术进行结合，能够清晰地展示三維立体空间效果图，对促进城市经济发展发挥了重要的作用。

GPS技术的应用基于全球覆盖的同步卫星与接收系统，即确保GPS卫星、用户天线以及地面接收系统形成三维立体坐标，并利用GPS技术及时准确地获取观测点的具体位置，且不受气候以及环境的现状，实现定位目标。因此，GPS技术具有精确度较高的定位功能以及广泛的实用性，将其与现代化工程建设中的测量工作进行融合，对促进城市化发展以及提升测量工作准确性意义重大。

1.2 GPS技术的使用优势

1.2.1GPS 技术的适用性强

GPS技术应用于工程测量工作中能够及时准确地测量道路桥梁工程中不同模块的具体信息，并在具体的模块中获取有用的信息，具有较强的实用性。GPS技术在应用过程中，能够对道路桥梁工程系统进行精准地把控，根据测量定位信息构建全面的监测网络体系，更加清晰真实地展示各个模块内容，帮助建筑单位有效解决施工建设各个环节中潜藏的隐患信息，实现工程自动化管理。若是道路桥梁项目所处地理环境相对恶劣，通过GPS技术能够更加精准地把控测量位置信息，将测量误差控制在允许范围内[1]。

1.2.2GPS 技术受环境因素影响小

道路桥梁工程测量工作会受到时间与空间变化的干扰，影响测量数据的准确性和全面性，因此施工单位应当根据项目所处地理环境，合理利用GPS技术对测量工作进行针对性的调整和优化。GPS技术主要采用卫星装置，受环境以及时间影响相对较小，即使环境恶劣也能够尽可能缩减测量数据误差，这是其他测量技术无法比拟的。

1.2.3GPS技术的测量效果比较精确

在道路桥梁工程测量工作中，合理发挥GPS技术的优势和作用，能够最大限度地保障测量数据结果的全面性和精准性，尤其是在海拔较高的地区，能够精准地判别道路桥梁工程存在的微末差别，更便于项目管理人员开展精细化施工管理。利用GPS技术优势能够细化工程设计方案，保障设计方案具有较强的安全性和可行性，提高设计图纸的指导作用，为后续道路桥梁工程项目的有序开展奠定坚实的基础。

1.2.4GPS测量技术的测量效率较高

在道路桥梁工程测量工作中，将GPS技术与计算机技术进行充分融合，能够根据工程项目实际情况对测量数据进行优化和调整，进一步提升测量工作效率和质量。施工人员能够在测量过程中对测量数据信息进行同步翻译，在保障测量数据精准性和全面性的同时优化施工流程，简化施工人员的工作任务，对推动道路桥梁项目的有序开展意义重大。GPS技术具有较强的可靠性和灵活性，将其应用于测量工作中并不受时间和地域的限制，能够根据实际情况合理调整测量时间和地点，在保障测量数据结果的基础上提升测量效率和时间。

2GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用

在时代的快速发展中GPS 技术的应用范围越发广泛，将其应用在道路桥梁测量工作中，能够充分发挥GPS技术的优势和作用，转变传统的模糊测量方式，突破环境和地域因素的限制，最大限度地保障测量数据结果的精确性和全面性。GPS技术的应用极大地拓宽了道路桥梁测量工作的适用范围，在更为广泛的定位基础上，凸显了测量技术的优势。GPS技术随着道路桥梁工程项目的深入发展，已经在多个领域实现了深入的探索，为城市建设和发展奠定了坚实的基础[2]。

2.1 GPS技术运用于测量控制网中

道路桥梁工程项目建设过程中的重要内容之一便是构建与施工项目相符合的控制网络，道路桥梁项目在建设过程中，应当紧紧把控控制网中的数据信息，以便为项目图纸和测量工作提供精准的服务。

传统测量工作中主要采用的是边角测量方式，在应用过程中，需要测量人员利用专业的测绘仪器精准控制导线精准控制，由此实现控制网的坐标信息进行控制的目的，最终组建完善的控制网络。但是在实践中发现，此种测量方式更适用于小范围内的项目测量工作，对于海拔高且范围较大的测量作业难以保障测量精准度。

采用GPS技术对道路桥梁测量控制网进行监督和把控，不仅能够满足控制网精度要求，且能够将测量数据结果误差控制到毫米级。目前，道路桥梁测量工作中最为常见的静态差分技术，在应用该技术时，需要基站开展测量工作并对测量数据信息进行确认和分析。

2.2 GPS技术运用于变形监测中

多数道路桥梁工程项目施工环境相对恶劣和复杂，可变因素相对较多，极大地增加了测量工作的实施难度，为测量人员精确监测工作的实施带来了阻碍，影响后续道路桥梁工程项目的施工建设。将GPS技术应用于道路桥梁工程项目测量工作中，能够在保障测量结果准确性的基础上，大幅度降低测量难度。

可以在在大型建筑工程中内部和外部同时安置GPS接收端开展全天候监测，一旦建筑工程在外力影响下出现变形，其能够第一时间接收信息掌握变形程度进而做出针对性处理措施，保障建筑项目整体安全性。道路桥梁工程项目在长期使用中，难免受到自然灾害以及车辆荷载等影响，出现结构性损伤和老化。GPS监控系统能够全天候显示在不同环境下道路桥梁工程项目的变形情况，并定期对桥梁项目的结构完整性和安全性等进行分析与评估。这有助于相关人员了解道路桥梁工程运营情况，减少道路桥梁工程项目变形问题的发生，延长项目使用年限，保障交通运输安全性[3]。

2.3 GPS技术运用于高程拟合计算

GPS高程拟合计算的实际应用主要是测量人员通过GPS定位系统，对各个空间点的准确度高差进行详细计算，并利用平差的方式进一步确定GPS空间点内所获得的最大高度，最终获得各个空间点内的高程差值。测量人员首先要确定各个空间点内高度的具体数据。但由于目前部分空间点大地高度以及异常值获取难度相对较大，GPS高程测量工作中所获取的数据信息不够全面，因此越发凸显控制点精确度掌控的重要性。合理利用GPS高程拟合计算方法，利用曲面拟合解析等手段合理获得各个空间点的异常值等，尽可能选择平坦区域作为道路桥梁项目的建设地点。GPS高程拟合计算虽然对提升道路桥梁工程测量数据结果具有明显的推动作用，但是其存在测量理论以及手段尚有不足等问题。

2.4 RTK技术的应用

RTK定位测量是GPS技术的延伸和发展，大幅度提升了测量精确度，将其应用于道路桥梁测量工作中，能将精确度逐步提升至厘米乃至毫米级别，是目前较为实用和高效的GPS测量手段。RTK定位测量主要以GPS相对定位原理为实施基础，测量人员根据测量需求在基准站合理安装信号接收机，在移动站安装适当接收机，便能够解决测量定位不科学等问题，大幅度提升测量精确度。

道路桥梁项目在准备阶段往往需要测量地域地形、横断面以及定线放样等，借助RTK 定位测量技术能够保障定位准确，减少工作流程，提升测量效率和质量，提升资源利用效率，减少道路桥梁施工成本支出[4]。

2.5 GPS技術在断面测量中的应用

采用GPS技术替代传统的测量技术，能够有效提升测量效率，保障测量数据的精确度。断面测量是道路桥梁测量工作中的重要组成部分，借助GPS技术能够更加准确、全面地获取测量桩点的距离以及高程坐标等相关测量结果，并利用绘图软件可绘制道路桥梁断面图纸。尤其是针对施工环境相对恶劣复杂的地区，传统测量方式往往会出现定位偏差以及测量结果不精确等问题，测量人员也往往存在人身安全问题。采用GPS技术能够则可有效解决此类问题，这对促进道路桥梁建设极为重要。

2.6 对质量成果进行控制

在传统的道路桥梁工程项目质量验收工作中，需要验收人员深入施工现场进行实地勘察和验收，监管部门也要派遣专业人员进行全过程跟踪和监督管理，消耗大量的人力物力财力。采用GPS技术能够简化质量验收和监督管理流程，对道路桥梁工程项目施工全过程进行实时监督，并在竣工验收阶段，利用GPS技术对高程、坐标以及面积等相关数据信息进行详细计算和汇总，进而确定道路桥梁工程建设质量是否满足设计方案标准。通过GPS技术能够实现自动化计算和分析，可实现数据长久保存，节省了大量的人力物力。即使道路桥梁工程项目日后存在问题需要维修和养护，通过查阅数据资料便能够为维护管理工作提供必要的参考，保障道路桥梁工程运行安全性。

2.7 在动态测放测量技术中的动态测量功能

动态测放属于定位技术领域，是将信息传输技术与GPS测量技术融为一体。这种定位技术性能优越，在高速公路勘测领域具有非常广泛的应用空间。在具体操作过程中，工作人员可以根据路线带状平面控制网的等级差别进行针对性的分析与布置，并同步实现路线中线等方面的测放。尤其是对于高级公路工程施工作业中，可以充分发挥动态测放优势，最大限度地保障施工放样工作的准确性和合理性。此外，还可以充分发挥基站与流动站的功能作用完成一次性作业，并设立永久基站，保障施工放样的准确性和实时性功能，减少施工环境、自然以及时间等方面因素的影响和制约。其不仅能够大幅度减少作业流程，还能够保证放样结果准确性，减少施工成本。

3工程实例

3.1 工程情况介绍

某桥梁工程测量长度、主塔高度分别为7 206ｍ、206ｍ，主孔跨度988ｍ，桥梁工程项目所处施工环境相对复杂恶劣，自然条件变化较大，存在长时间大风气候，测量难度较大。鉴于测量工作无法采用传统模式下的边角测量方法，因此选用GPS测量技术进行操作。

3.2 选点布网

选点是GPS网构建的重要内容之一，对布网精确性和可行性具有重要影响。GPS测量技术对空间点与空间点之间的互通要求并不严格，测量人员在选点过程中，可以根据桥梁工程项目的实际情况进行合理选择。应用GPS技术能够大幅度减少传统测量模式中传算点以及过渡点的测量作业内容，优化测量作业流程，节省测量时间。选择点应当满足桥梁工程测量工作需求，保证选择点中信号接收器的安装与操作不得出现失误现象。

3.3 外业观测

根据桥梁工程建设需求可以安设1个至多个选择点和观测墩，并根据观测方案要求采用双频GPS信号接收机，以保障测量精确度。测量数据频率为4次/min。及时对采集的数据信息进行深入分析与处理，通常情况下，数据采集保障卫星数量不得小于6颗，卫星高度应当大于15°。

3.4 数据平差计算

利用GPS技术构建三维无约束平差，对桥梁工程项目测量作业中所收集到的数据信息进行分析与计算，确保最终计算结果基线改正数值在3倍标准差之内，以使本次测量作业质量符合项目要求。

3.5 精度指标的分析

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，随后经过计算确定测量数据的最终结果以及坐标。通过测量人员进行平差计算可以得知，测量作业中对点位误差实现了可将把控，精准误差精确到厘米级。

4 结束语

道路桥梁工程项目准备阶段进行合理的测量作业，能够对设计方案和后续施工进行有效的指导，在提升施工效率的基础上保障交通运输安全。相关部门应当明确GPS测量技术的优势和作用，并将其有效运用于测量作业当中，提升测量数据精确度和全面性，为促进道路桥梁工程项目建设奠定坚实的基础。由于环境复杂多变和技术限制，GPS技术在测量作业中的应用仍存在一定的缺陷亟需优化，随着时代的发展和信息技术的创新，GPS技术的应用范围也会越发广泛，测量技术也会得到明显的提升。

参考文献

[1] 刘立峰.GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用[J].运输经理世界，2023（1）：97-99.

[2] 董昊锦.道路桥梁工程测量中的GPS技术应用[J].中华建设，2019（1）：176-177.

[3] 徐军.浅谈GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2020（5）：85-86.

[4] 倪星航.GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用分析[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（14）：249-250.