工程控制测量中GPS技术的应用_杜菊平
山西交通科技山。交通科技
收稿日期：2014－08－15；修回日期：2014－10－23作者简介：杜菊平（１９８２—
），男，山西大同人，工程师，２００８年毕业于山西交通职业技术学院工程测量专业。
工程控制测量中ＧＰＳ技术的应用
摘要：随着我国公路工程及市政工程的不断发展，工程中采用新技术也更为普遍，ＧＰＳ技术在工程控制测量中的应用就是如此，它的出现，在很大程度上使控制测量中遇到的问题迎刃
而解。从公路工程及市政工程的角度出发，
对工程控制测量中ＧＰＳ技术的应用进行分析探讨。关键词：公路工程；市政工程；控制测量；ＧＰＳ技术；应用
中图分类号：U412.241文献标识码：B 文章编号：1006-3528（2015）01-0011-02
杜菊平
（山西省公路局太原分局勘测设计所，山西
太原
０３００１２）
第1期(总第232期)山西交通科技
No．12015年2月
SHANXI SCIENCE ＆TECHNOLOGY of COMMUNICATIONS
Feb.
在公路工程及市政工程发展的初期，传统意义
上一直都采用水准仪、经纬仪来进行控制测量，到后来出现了全站仪，才使测量的难度降低了不少，但全站仪在控制测量中还是存在一些劣势，公路工程及市政工程往往由于测量区域大、线路弯曲且长、沿线地形地貌复杂等条件的限制，使得以往传统的测量技术及测量仪器造成控制测量工作强度大、周期长、成本相对较高，还往往达不到预期的效果。但ＧＰＳ测量技术的出现，从很大程度上去除了测量工作中存在的诸多缺陷，不仅使测量工作节省了更多的时间与成本，而且测量在精度方面也能达到相应的要求。1GPS 技术概论
随着我国科学技术的不断发展，ＧＰＳ技术的出现在很大程度上将前期测量定位的准确度提高了一个台阶。
1.1ＧＰＳ技术定义
ＧＰＳ定位技术其本质主要是以ＧＰＳ卫星和测量用户接收所在的接收信息的天线之间的距离为最基本的观测量，它的工作原理是依据已知的卫星瞬时坐标为基准，来确定测量用户天线的位置，说得更具体些，也就是空间距离后方交会［１］。但这种距离在理论上是一种伪距，因为卫星钟和测量用户接收钟之间存在一定的差异，因此在进行其测量的时候，至少要存在４个同步伪距观测。1.2
ＧＰＳ测量技术优劣势
与以往的控制测量技术相比，ＧＰＳ技术在测量方面的优势远远超越了传统的测量技术，可以说，ＧＰＳ测量技术已经被绝大多数测量工作者所接受与
认可，ＧＰＳ测量技术优势具体如下：
ａ）ＧＰＳ技术测量周期短、
速度快，测量效率得到很大的提高。由于ＧＰＳ主要是依靠于卫星进行信号的连接，首先在仪器的操作上就比传统的测量仪器要便捷许多，并且ＧＰＳ测量周期较短，测量速度很快，仪器自动化程序高，同时测量结果数值较为精确。
ｂ）利用ＧＰＳ技术进行测量，测站与测站之间不需要形成通视，相对于传统的测量技术来说，为了确保测量工作的顺利进行，相邻测站之间必须没有障碍物遮挡住观测视线，才能确保测量工作的下步进行，但在实际测量工作中，尤其是在地形变化大，丘陵地带或障碍物较多的情况下，障碍物给通视造成了很大麻烦，但ＧＰＳ则不需要测站之间一定要形成通视，使得测量工作首先抛弃了对障碍物清除的顾虑。
ｃ）ＧＰＳ技术的第三个优势是定位精度很高，这是因为ＧＰＳ是鉴于全球定位系统而发明的测量仪器设备，经测量具体实践证明，ＧＰＳ距离测量精度可达到５ｍｍ＋１ｐｐｍ，同时在大范围、很长距离的测量情况下，它的测量精度可靠性更高，更能彰显出定位精度高的优势［２］。
ｄ）ＧＰＳ会受到电离层的干扰影响，由于ＧＰＳ系统主要是依靠卫星与接收机之间的传输来进行数据测量，因此当电磁波在大气层中传播的时候，会受到电离层的重重干扰，因此计算在某些区域会形成一定的误差。2
GPS 技术在工程控制测量中的应用
公路工程及市政工程的测量主要运用了ＧＰＳ
技术的静态技术功能与动态技术功能，ＧＰＳ静态技术功能主要是通过与卫星进行通信建立连接，从而确定出要测量的点三维坐标，而ＧＰＳ动态技术功能主要是通过与卫星系统建立信号，利用已知的三维坐标点位，将设计点实地放样到地面上［３］。ＧＰＳ静态技术功能主要用于公路工程及市政工程中的控制测量，而动态功能主要被延伸至对工程部位的实地放样方面。
ＧＰＳ技术出现在公路工程及市政工程控制测量中的主要缘由，是随着公路工程以及现代市政工程建设等级的提升，我国对其建设标准要求越来越严格，相对于前期工程控制测量中，一般采用水准仪、经纬仪与全站仪进行导线测量，一般来说，控制测量中的控制点较少，加上地貌的变化，障碍物的多少与高低，这样往往一小段控制测量，也会出现测量仪器的数次搬移架设以及工作量很大的测量计算，导致数天才完成控制测量。这样传统的测量技术开展难度大、周期长，因此将ＧＰＳ技术引入到公路工程及市政工程控制测量中，显然为前期繁琐的工作节省了更多的时间与精力［４］。
ＧＰＳ静态测量法在工程控制测量中的应用，一般来说，可以根据事先已经制定好的观测方案，将数台ＧＰＳ接收机安置在待定点（ａ１、ｃ１、ｃ２、ｃ３……），以此来同时获取卫星信号，直至将所有环路观测完毕，观测数据经平差计算得到５４北京坐标系的坐标，利用ＧＰＳ布设控制网是其中的应用之一［５］。比如在某项公路工程及市政工程Ｄ级ＧＰＳ网的设计中，需要实测控制点４５个，其中已知点４个，未知点４１个，ＧＰＳ静态功能采用布设７台ＧＰＳ接收机，并在３个ＧＰＳ点上同时进行观测，时段长度大于６０ｍｉｎ，这样得到的有效卫星控制数达到了７颗以上的精确度，利用ＧＰＳ技术测量的优点，本次控制测量快速形成最小同步环１３５个，多边形异步环８个，独立基线５４条，平均重复设站数１．７／站。这样在很大程度上减少了仪器的二次搬运浪费的时间，同时减少了传统公路工程及市政工程分级布网的繁琐性。
ＧＰＳ静态测量在工程控制测量中应用的另一方面是进行控制网中高程与５４系三维坐标的测量，它在控制测量中被得到应用，其主要是ＧＰＳ接收机在电量充足的情况下，接收信号稳定，一般卫星数可以达到７～８颗控制，有的甚至能达到１０颗以上［６］。这样对于天线高度的测量校核、中误差等精度得到了更大提高，使得控制网高程的精确度也得到了保证，利用ＧＰＳ静态测量进行控制测量，其点误差可达到毫米级，这样为后期平差的精确计算打下了良好的基础。3GPS技术在工程控制测量中的发展前景
ＧＰＳ技术在公路工程及市政工程控制测量中的应用已经较为普遍，这项技术的应用前景也是比较长远的，主要表现如下：
ａ）ＧＰＳ技术能够使公路工程及市政工程控制测量模式得到很大程度上的改变，主要是ＧＰＳ技术可以获取到被监测位置的三维坐标，那么这项技术刚好可以应用到桥梁以及线路的勘察中去，同时在ＧＰＳ卫星定位当中还可以利用ＧＰＳ技术实时开展放样，点位的测量以及中桩测量等。
ｂ）将ＧＰＳ技术应用到公路工程及市政工程控制测量中去，使测量精度得到提升，相对于更加复杂困难的测量区域来说，ＧＰＳ全球定位系统在具体的测量作业中并不局限于距离和某些外界因素的干扰，所以，运用ＧＰＳ技术将会在很大程度上使困难区域测量结果精度提升更大［７］。
ｃ）ＧＰＳ技术在工程控制测量中得到应用，将会使后期测量作业成果质量得到更大的保证，ＧＰＳ技术在工程控制测量工作中，大多数情况下都是通过仪器计算机程序自身来进行计算反映数据的，随着ＧＰＳ控制卫星的数量越来越多，那么对于丈量天线高度、点中误差以及后期的平差计算等方面，都会使测量成果更加精确。
ｄ）ＧＰＳ技术工程控制测量中的应用，其在进行高程与平面测量方面精确度基本是一致的，这是ＧＰＳ技术在控制测量中的一个重要发展前景所在，这样一来，对于高等级的公路工程或市政工程朝着山岭区域发展，ＧＰＳ技术也恰好解决了其高程测量的难度。
4结束语
ＧＰＳ技术在工程控制测量中的应用得到了一定的发展，技术也逐步成熟与完善，随着卫星轨道和钟差的精度不断提高，精密单点定位技术静态定位精度可达到ｍｍ～ｃｍ级，动态定位精度可达到ｃｍ～ｄｍ级，并且ＧＰＳ技术在公路工程及市政工程控制测量中的精度与成熟度会越来越高，这对公路工程及市政工程的测设和施工起到了一定的促进作用。
参考文献：
［１］张勤，李家权．ＧＰＳ测量原理及应用［Ｍ］．北京：科学出版社，２００５：２１５．
［２］许跃民．ＧＰＳ水准在线路工程高程测量中的应用研究［Ｄ］．武汉：武汉大学，２００５：８－１７．
［３］来丽芳．ＧＰＳ在大型桥梁工程控制测量中的应用研究［Ｄ］．杭州：浙江大学，２００５：３２．
（下转第16页）
（上接第12页）
（上接第10页）
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The Spraying and Its Main Operation Parameter Optimization of Priming Oil
JIA Xiao -ping
(The Second Engineering Co.,Ltd,Shanxi Road &Bridge Group,Linfen,Shanxi
041051,China)
Abstract:Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｈｉｇｈｇｒａｄｅｐａｖｅｍｅｎｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｏｆｐｒｉｍｉｎｇｏｉｌｓｐｒａｙｉｎｇｆｒｏｍｏｉｌｐｒｏｄｕｃｔｓｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｓｐｒａｙｉｎｇｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｏｔｈｅｒｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．
Key words:ｈｉｇｈｇｒａｄｅｐａｖｅｍｅｎｔ；ｓｅｍｉ-ｒｉｇｉｄｂａｓｅ；ｐｒｉｍｉｎｇｏｉｌｓｐｒａｙｉｎｇ；ｐａｒａｍｅｔｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ａｎａｌｙｓｉｓ
The Application of GPS Technology in the Measurement
of Engineering Control
DU Ju -ping
(Taiyuan Branch of Shanxi Provincial Highway Bureau,Taiyuan,Shanxi 030012,China)
Abstract:Ｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｈｉｇｈｗａｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｍｕｎｉｃｉｐａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＧＰＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌ，ｗｈｉｃｈｈａｄａｃｅｒｔａｉｎｒｏｌｅｉｎｐｒｏｍｏｔｉｎｇｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｗａｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｍｕｎｉｃｉｐａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．
Key words:ｈｉｇｈｗａｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｍｕｎｉｃｉｐａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｃｏｎｔｒｏｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ＧＰＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
［４］
谢绍敏．ＧＰＳ在控制测量中的应用［Ｊ］．科技资讯，２００６（１８）：２３－２５．
［５］王立富，王永国，周晓愚．ＧＰＳ基线评估与优化［Ｊ］．东北测
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［６］王军．卫星几何分布对ＧＰＳ相对定位精度的影响［Ｊ］．测绘
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［７］李春和．ＧＰＳ技术在市政工程控制测量中的应用［Ｊ］．黑龙
江水利科技，２０１１（２）：５８－６０．
The Design of the Nenjiang River Main Bridge in Da,an
YANG Zhong
(Jilin Provincial Survey &Design Institute of Communications,Changchun,Jilin 130021,China)Abstract:Combined with the Nenjiang River main bridge in Da ’an as an example,this paper expounded the design of this prestressed concrete half rigid frame continuous box beam bridge,whose upper structure was a single box,single room,variable cross -section continuous box beam,lower structure adopted double thin wall pier and the foundation was bored pile foundation.It also simply introduced the engineering general situation,structure design,seismic analysis and durability design of the bridge.
Key words:half rigid frame continuous box beam;overall design;anti -seismic;durability
ｅ）桥梁护栏底座、伸缩装置预留槽混凝土表面采用异丁基三乙氧基硅烷浸渍处理。
ｆ）上部结构采用高性能混凝土。
ｇ）地表水及地下水化学腐蚀作用等级为Ⅴ１－Ｄ级，采取对抗的措施。
（ａ）承台、墩身主筋保护层厚度采用净５ｃｍ。（ｂ）承台、墩身采用Ｃ４５混凝土。（ｃ）位于主河道中的２～４号桥墩在标高１３１ｍ以下的墩身表面及承台顶面和侧面采用异丁基三乙
氧基硅烷浸渍处理。
（ｄ）主桥２～４号桥墩桩基钢护筒作为永久钢护筒，不予拔出。8
结语
本文所介绍的大安嫩江大桥，其地形、通航、地质条件相对复杂，在结构设计、抗震以及耐久性方面的工作，具有一定的工程参考价值。大安嫩江大桥建成后将成为吉林省西北部一道美丽的风景。