GPS技术在桥梁工程施工、检测中的应用.doc

GPS技术在桥梁工程施工、检测中的应用 唐为华1 马卫明2 (1.如皋市交通工程技术质量监督所，江苏 南通 226500 2.如皋市水利建筑安装工程有限公司，江苏 南通 226500) 摘要：GPS技术应用于桥梁工程测量是工程测量的一项重大技术革命，其应用及开发的前景十分广阔。尤其是实时动态（RTK）定位技术在桥梁测量中蕴含着巨大的技术潜力，本文主要介绍了GPS中的RTK技术在桥梁工程施工、检测中的应用。 关键词：GPS－RTK；桥梁工程；施工、检测 桥梁工程测量以桥梁结构、形状、地形（地物、地貌）、为对象进行的观测、计算、分析和研究，贯穿于桥梁工程勘测、设计、施工、检测、验收、运营各个阶段，包括控制测量、定线测量、断面测量、施工定线放样、地形勘测、水下地形测绘、桥梁检查验收及结构变形监测等项目观测，具有工程范围小，测量内容多，精度要求高等特点。本文结合笔者近年在如皋市蒲黄线通扬运河大桥、如城镇城西大桥、S334省道如海运河大桥等大桥工程中的测量实践，阐述了GPS技术桥梁工程测量的理论、方法、技术要点，同时对应用中的难点进行剖析，并提出相应的解决措施。 1 GPS技术发展现状 全球定位系统GPS（GlobalPositioningSystem）是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。根据算法模型，分为静态、快速静态以及RTK等作业模式。GPS－RTK测量以其快速实时，厘米级精度等特点广泛应用于数据采集（如碎部测量）与工程放样中，代表着GPS相对测地定位应用的主流。 2、GPS技术在桥梁工程施工、检测中的应用 2.1 实时动态（RTK）定位技术简介 实时动态定位（RTK）系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。 2.2控制测量 桥梁测量控制网具有控制范围小，控制内容多、障碍物多、点位精度要求高、使用频繁等特点。勘测设计单位提供的控制点往往远离桥区，以往多采用全站仪等仪器进行附合、闭合导线、支导线的布设，不仅外业内容多，内业同样繁索，影响了工作效率，而且全站仪布设的点位必须要求通视，点位距离不能太远，随着工程的施工、房屋拆迁等，这项些点很容易被破坏，就需要进行控制点的恢复、计算，给测量工作带来了较大的工作量，降低了工作效率。采用GPS－RTK技术进行桥区控制网的布设，外业工作量大量减少，内业资料也很少，各控制点的坐标通过GPS测量可以实时给出。只需在桥梁测区附近固定位置架设基准站，移动站对已布设的控制点逐个进行测量，直接记录点位坐标，完成控制点的布设。测站间不需通视，只要就近布置即可。 2.3桥梁结构坐标放样 桥梁施工过程中需要对桩基、墩柱、承台、盖梁、支座等多部位进行坐标、高程的放样，往往同一个点需要进行十多次放样。以往采用全站仪等仪器进行放样时，有时因已完结构物或深基坑的影响需要设多个支导线、临时控制点，降低了测量精度和工效。利用GPS技术进行桥梁结构坐标放样前先在室内通过电脑或手工将所需放样的点名、纵横坐标输入测量手簿中的放样记录点库中，并设点库文件名保存。施工放样时，先设置好基准站，将测量手簿与移动站连接，选择点放样工作模式，从放样点库文件夹中找到需放样的点名，选中放样点，这时测量手簿上会根据移动站目前位置及放样点位坐标实时给出需要移动方向及距离，并在导航视图上显示，移动移动站，直至手簿显示的偏移量在允许范围内，定点。在离放样点小于5cm时，需要多移动测站几次，观测时间稍长一点，等手簿显示稳定后再定点。 2.4桥区勘测测量 地形勘测测量是测量工作的重要内容，也是工程测量中内容最多、测点最多、工作量最大的工作。以前进行桥位地形勘测时，总是先布设控制导线点，再用全站仪或经纬仪进行地物、地貌的测量、量距，再在室内进行大量的计算、绘图。采用GPS进行地基形勘测测量后，加快了勘测进度，在平坦开阔地带，一个测点采样仅需几秒钟就可完成，大大提高了工作效率。桥区地形勘测时，同样在固定的基准点设置好基准站，通过移动站对各个测点进行取点采样，测量手簿会自动将采样点坐标记录到点库文件中的记录点库中，设立点库文件名保存。采集完所有数据后，在测量手簿上进行测量成果导出。采集的碎部点坐标以文本格式导出，选择好导出的数据格式类型，如威