GPS在路桥设计与监测中的应用

GPS在路桥设计与监测中的应用

黄志成

佛山市南海区里水镇国土城建和水务局528244

摘要：GPS是一个能在全球定位的系统，也是当今社会一种先进的测量系统，GPS的系统组成主要包括了空间星座、地面监控以及用户设备等。GPS技术的优势在于能够适用于各种环境中、具有一定的准确性并且比较智能化、应用范围比较广泛，可以应用到各个领域之中。载波相位差分法结合GPS系统和先进的通信技术，可以促使定位的准确性得到有效的提升。GPS的全站仪还可以应用到地形和测量土地以及各种类型的工程等检测中。文章首先对GPS的先进优势入手，并详细的对GPS在路桥设计与监测中的应用进行了解析，

关键词：GPS；路桥设计；监测；应用

前言：

随着社会经济的迅速发展，对交通建设的发展也有了更高的要求，路桥的建设对于整个交通网来说是不可缺少的一部分，其建设的质量已经成为社会关注的焦点。为了保证路桥的建设质量，首先要保证路桥的设计和检测工作的准确性。而在实际的工作进展中，进行测量时会时常遇到不同的难题，从而对测量工作的正常进行造成了很大的影响，比如，地形的影响，人流和车流量大以及线路问题等带来的障碍，这就增加了路桥的设计和检测工作的难度。GPS技术确保了路桥梁设计与监测的设计的精准度和合理性，所以GPS被应用到各个领域。

1GPS系统的相关简介

1.1GPS组成系统

1.1.1空间星座

GPS内部的空间星座是由24颗GPS卫星的星座群体组成的，其距离地球2万千米，GPS卫星平均分布在6个运行轨道上边，并且GPS卫星保证在任何时间和任何地点都能够接收到GPS的卫星信号。

1.1.2GPS地面监控系统

GPS系统对地面的监控主要包含在三个方面，分别是主控制站、注入站、和监控站。监控站的工作就是负责将卫星接收的信号和数据传递到地面中，并且随时对卫星的运行状态进行监控。主控站的工作主要是负责对卫星进行控制以及对卫星运行的范围进行调度，同时对各个监控站接收到的信号进行归集，之后对接收到的内容进行解析和计算，从而得出卫星的星历和卫星钟需要改变的数据等。

1.1.3GPS用户设备

GPS的用户设备主要就是在用户想要应用导航和定位时，通过接收GPS发出来的信号，来进行导航和定位。

1.2利用GPS技术进行工程测量的优势

在进行工程测量时，运用GPS技术会有很大的优势，能提高工程测量的标准，详细分为几点：一，测量站之间不用互相看得见，在测量站的上方就可以接收到GPS的卫星信号，在GPS信号正常的运行下，方便了工程的技术测量；二，定位比较准确，GPS的测量精准度和红外测量仪的精准度不相上下，在进行较长距离的测量时，GPS的测量精准度更加具有优势，GPS的定位比较标准，并且不易产生差错；三，观测的时间不长，距离20千米之内的静态定位只需要不到20秒就可以得到精准的测量；而在进行快速的静态测量时，其流动的观测时间只需要不到2秒就可以得到准确的测量，每一站的定位观测仅仅需要几秒钟就能完成；四，它提供了三维坐标经典大地测量，可以将观测站的大地高程进行准确测量，并实现了平面和高程的分别测量。GPS水准测量可以满足四等水准测量的精度要求；五，操作起来比较简单，用于接受信号的接收系统不大，方便携带，GPS的观测环境适应能力比较快，功能也比较多，也比较智能化，应用地方较多，操作起来也相对简单。

2GPS技术在路桥设计中的应用

GPS技术能够有效的提升定位的准确性，通常用于在特大桥梁的测量当中，针对之前常规的测量点有着明显的效果。

2.1GPS静态相对定位在桥梁设计中的应用

GPS的静态相对定位能够将工程控制网不值得更加精细，优点在于它的准确性高、操作容易、成本不高、效率高，经常用在特大桥梁的工程设计当中的测绘。解决了之前在进行特大桥梁工程测量中的测量难点。如果GPS在一个地方呈现静止状态，则将一个GPS放置在已知点的地面上，再将另一个GPS放在放在未知的地面上，保证两点之间的位置不变动，同时对卫星的星座进行追踪，以了解未知点和已知点的基线矢量，并根据已知点的位置来推断出其他未知点的坐标定位。

2.2GPS动态相对定位在桥梁设计中的应用

在进行海上桥梁的地形检测时，可以将GPS动态相对定位技术与数字回声测声技术相结合进行队其桥梁的检测，这样的检测效果更好，并且获得更加准确的获得数据，而且还能够有效的减少成本，提升工作进度。GPS相对定位的详细操方式，如将一个GPS的接收器安放在已知点上，并且对卫星进行观测，与此同时，可将接收机的实时观测的数据和已知点的估算数据进行对比，之后计算出瞬时需要修改的数值，用以将移动接收机的瞬时观测数据进行修改，确定参考站的最终瞬时位置。

2.3GPS-RTK定位在桥梁设计中的应用

随着快速确定整周未知数方法的进步，GPS-RTK测定技术得到了应用，通过采用GPS-RTK测定方法，有效的提高了桥梁现场的顺利运行。

3GPS技术在公路设计和监测中的应用

在公路的设计中，应用GPS技术的静态功能和动态功能能够促使公路设计的顺利进行，将三维坐标确定在地面的某一点上，并在地面上布置已知的三维坐标点。GPS技术在公路工程的控制测量中起着重要的作用，也具有一定的优势，具体分为几点：一，GPS的技术准确性强，能够适用于各种环境，并且其面积小对环境不会造成任何影响，可以用在地形较复杂的重要工程的测量中，比如在山峰多的地方进行高级公路的测量工作时，就可以应用GPS进行测量，应用其测量能够充分发挥出它的优势；二，使用GPS测量工作效率会得到有效的提高，而且智能化、成本相对较低，运用GPS测量时地面的控制系统在接收到数据之后，会自动的进行记录和计算，减少了人工的成本；三，GPS-RTK技术使公路的测量方式更加简单。GPS-RTK技术在进行路线、桥梁和隧道的检测时，能够得出其所在位置的三维坐标，并可以实施放样、中桩测量、点位测量等工作，使测量方式更加简单。

4GPS在桥梁沉降变形监测的应用

伴随着经济的的迅猛发展，路桥中的大型桥梁应用的越来越多，路桥作为交通运输中的重要组成部分，路桥的质量直接影响到了经济的发展。大跨度的桥梁在使用时如果使用时间较久，并且在使用时没有进行维护保养，其内部和外表就会出现破损的现象，就会影响到人们的出行安全，所以，要对大桥的变形进行严格的监测工作，以便确定何时进行修护，有提高大桥的使用年限。GPS测量和传统的测量方式相比具有工作量小、工作的效率高和环境的适应能力强等优势，所以在进行大桥梁的检测时应用GPS的先进测量方式更加便捷。

结束语：

随着人们经济水平的不断提升，和现代化的不断进步，交通运输会对经济发展带来一定的影响，而路桥作为交通运输当中的重要组成部分，路桥的质量问题受到了一定的重视，因为其质量关系到人们正常的出行安全。由此，有关部门的工作人员要充分利用GPS的先进技术，将路桥设计和测量的各个环节认真的做好，防止出现任何问题，并且要在实际使用过程当中对GPS技术进行不断地加强，对其使用区域进行扩大，促使我国交通运输的快速发展。

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