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GPS定位技术在桥梁施工测量中的应用

发布时间:2019-03-12 11:35所属分类:理工论文浏览:1

[摘要]GPS全球定位系统最先是诞生于美国,它是通过卫星进行导航定位,上个世纪70年代被用与军事定位和侦察领域。GPS具有良好的定位性、精确度和抗干扰性,这也是它之后被广泛地运用于测绘测量、工程施工、地图绘制等多个领域中的主要原因。随着GPS技术的不管

  [摘要]GPS全球定位系统最先是诞生于美国,它是通过卫星进行导航定位,上个世纪70年代被用与军事定位和侦察领域。GPS具有良好的定位性、精确度和抗干扰性,这也是它之后被广泛地运用于测绘测量、工程施工、地图绘制等多个领域中的主要原因。随着GPS技术的不管改进,对其熟练地使用可以有效降低工程时间和成本。因此,研究GPS定位技术在桥梁施工测量中的应用还是有很大的实践意义。

  [关键词]GPS定位技术,桥梁,施工测量,应用

工程技术研究

  引言

  随着我国经济建设脚步的加快,各项工程项目的建设数量也是大大增加。我国幅员辽阔,地形地势又有着不同的特点,因此对于桥梁建设的需求还比较大,但是同时桥梁建设施工复杂,技术难度高,对于施工人员的专业素质要求也很高。一些传统的测量施工技术已经不适合现阶段桥梁工程的施工要求。因此,如何应用先进的GPS定位技术服务于桥梁施工过程,解决一下现存的测量难题成为了桥梁工程师们共同面对的挑战。

  1GPS技术概述

  1.1GPS技术简介

  GlobalPositioningSystem(GPS)即全球定位系统,全球卫星定位技术是在导航卫星系统上逐步发展出来的无线电导航定位技术,像熟知的GPS就是其中之一[1]。因为其多颗卫星的使用,使得GPS具有了全天候、高精度、全球全能的特点。其原理就是通过卫星接收用户机的数据,精确判断两者间的距离,分析被测物体的具体位置,精确度可达到毫米级以上。

  因为为定位技术的普及,以及同实时动态测量技术的结合,现在的电子地图使用已经非常普及。GPS-PTK测绘技术的共同使用,使得在工程师在施工现场可以仅需进行实地放样工作,提高了效率也节约了人力。

  1.2GPS构成

  GPS由空中24颗卫星构成空间部分,卫星均匀分布在环绕地球运行的轨道上,覆盖地面绝大多数位置,都可接收到和发射信息到这些卫星。地面控制部分就是有监测站和控制站组成。最后就是大家最为熟悉的GPS信息收发站,计算机成像软件,计算机测算软件等等,这些信号处理系统被称为用户部分,将从卫星接收到的信息进行处理,为导航和测绘工作提供数据。

  1.3GPS特点

  GPS比起其他传统的测量定位方式有着无法比拟的优势,尤其是它的实时通视功能,能帮助操作人员进行及时调整,数据信息的可利用率更高而且测量定位也更加精确,降低了时间和人力成本。总的来说GPS全球定位系统有着高灵活度、高精度、应用领域广的特点,正是这些优点使得GPS应用于桥梁施工测量工程时减少了错误选点的可能,即便是在比较闭塞偏远的地方进行作业,也可以接收到信号,受干扰程度小。

  2GPS在桥梁施工测量中的应用

  随着GPS技术和计算机科学技术的不断发展,现在的GPS技术正在向着自动化方向迈进,自身修正和完善功能也是得到了充分研发,接受器和处理器更精准也更小巧,在实际的桥梁作业中十分方便,不仅帮助提高了施工效率,还节约了大量成本。因此,各工程项目负责人,都应该积极学习GPS技术,让其真正在桥梁施工中发挥关键作用。

  2.1GPS在桥墩定位中的应用

  如果采用传统的经纬仪对地理信息进行收集,在一些地形复杂的地区搭建桥梁将很难实现,而且这样的做法对于人力的依赖性特别大。桥梁建设有自己的特殊性,尤其是涉及到跨海跨江的桥梁设计时,要考虑到长跨度和水下作业踩点的问题,传统的测绘方法无法进行操作。由于大多数江面(海面)广大较大,缺乏必要的参照系,在进行水下墩柱的定点时,运用方交汇法误差会很大。就目前来说,很多跨海的大桥的修建都已经完全使用GPS全球定位技术进行测绘定位。

  在计算一些大桥索塔距离和桥主面跨度是否匹配时,可运用动态定位技术(RTK-GPS),精确度可以达到mm级别,减少了后期返工的几率。为了减少计算误差,可以通过RTK-GPS技术对以放样的桥蹲进行位置定位,并且与理论坐标想对比,计算出平均误差。

  PTK技术简单说,就是可以自动选取精确度更多的点位为参考点,在参考点装配接收器,能和卫星进行实时信息交换。PTK技术还包括流动站,主要是通过流动站中的接收器在接收到卫星信号后及时传输给计算机进行处理,从而确定三维坐标点。通过这样的方法,可以把整桥梁桥墩的位置误差最小。

  2.2GPS在塔柱安装中的应用

  在现代化桥梁的建筑过程中,塔柱的高度越来越高,尤其是对于承载力最好的斜拉塔来说,如何计算出精准的斜度,成为了桥梁建筑成败的关键。一般桥面跨度较大,想要精确算出倾斜角度一定就要借助GPS技术,利用PTK技术放样代替传统的人工放样,大大减少了人工成本,之前为了测量夹角度数往往需要两至三人共同配合,并且使用的经纬仪、全站仪等仪器的精度都很低。在利用PTK-GPS技术进行测量时,只需要把接收器放到提前算好的坐标位置,然后将动态反馈信息输入计算机,通过计算确定放样位置准不准2.3GPS在控制测量中的应用。

  控制网的精确度是桥梁建设过程的基础,且决定了之后的使用时常、维护难度等等。由于桥梁工程量巨大,宽度广度都大于普通工程项目,如果还是用边角控制网方法工作量太大。因此更适合选择静态GPS技术,不仅可以选取更少的坐标,耗时短,人力物力的投入也会大大减少。在流动站中的接收机只接受某一位置的定位信息,并将这一信息与基准站和卫星信息进行匹配计算,已得到用户站的准确坐标。

  3结束语

  随着各类测量测绘技术的不断升级,桥梁施工也变得越来越快捷容易,尤其是目前GPS技术的广泛应用,使得原本困扰施工人员的桥墩、塔柱、控制网位置确定的难题得以解决,桥梁的承载力也更好,安全系数显著提高。可以说,GPS全球定位技术加快了我国工程建设的步伐,实现全面城市化、现代化的目标离我们越来越近。但是,我国对于GPS技术的应用和一些发达国家相比较还是有一定的差距。一些高程控制项目的精确度还有待提高,还需要一大批专业人员为我国的工程建设贡献自己的力量。

  参考文献

  [1]张立军.GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用研究[J].工程技术:文摘版,2016(11):00235-00235.

  工程师评职投稿期刊:《工程技术研究》杂志于1978年创刊,是由广州金属学会主办,广东工程学院编辑出版的,面向国内外公开发行的国家级优秀科技期刊。国内刊号CN44-1727/N,国际刊号ISSN2096-2789。本刊围绕工程技术进步,报道工程前沿技术及相关信息,刊载有关冶金、建筑、机械、计算机、化工、电力、交通、水利等相关工程技术、工艺、设备、新产品研发、新技术应用等内容。

  

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