陕西省榆林公路管理局陕西省榆林市719000
摘要：随着GPS定位技术在不断的向更实用化发展，它的测量范围越来越广，测量功能越来越完善，操作也日益简便。在工程应用上发挥着不可替代的作用，越来越发挥我国在做路桥设计的时候常常把GPS定位技术应用进去，这样不仅可以避免传统测量方法带来的弊端，而且可以降低测量成本，同时也提高了精度与效率。GPS定位技术的优势急需我们发展应用。本文对GPS在路桥设计与监测中的应用进行分析研究。
关键词：GPS技术；路桥设计；监测；应用
近几年来，我国路桥工程等基础设施建设逐渐增多，要确保路桥的施工质量，最重要的就是路桥的设计和监测工作必须合理准确。这就对其技术提出了更高的要求，GPS技术的研发给我们提供了良好的帮助，导航定位等功能的提高，预示着GPS技术在未来有更好的发展。
1GPS定位系统简介
GPS定位系统也称全球定位系统，本来是用于军事的卫星导航和其定位系统，它以卫星为基础，具有全天候、速度快、连续性、实时性等特点，并且GPS具有良好的保密性及抗干扰性。GPS定位系统的优势在于它可以全天候地向全球任意一个用户提供某一点的时间信息和三维坐标等参数，且精密度极高，在各种变形监测中都有很好的应用，主要包括大坝变形监测、桥梁变形监测、滑坡监测及矿区变形监测等特殊地区监测。其从根本上解决了人类在地球及其周围空间的导航及定位问题。一般来说，GPS系统主要由空间星座、地面控制与用户设备三个部分。
2GPS测量的优点
2.1通规问题
测量工作的一大重点问题就是通规，如何在不同的测量站之间统一测量标准，一直是影响测量精准度的难题。GPS全球卫星定位系统在测量中可以很好的避免不同测量站之间的通规，在使用过程中没有过多的限制，使得使用更加快捷和高效。在不同的测量站对测量数据进行接受和处理时，一定要保证信号正常，对于信号干扰要进行一定的矫正，这样测量得到的数据能够得到最大程度的准度，让数据在不同测量站之间可以更好的利用。
2.2测量更加精准
测量工作最看中的就是测量数据的准确度，因为其直接关系到工程或者相关工作的质量。一般来说，采用无线电技术进行地面测量，双频GPS基站对于数据的解析度高达5×10-6mm级别，红外线测量技术的精准度也达到了5×10-6mm±5mm的级别，对于地面对象的测量来说，这样的精确度已经能够保证相关数据的有效性。GPS测量的精准度随着测量距离的增加而愈发明显。通过长时间GPS测量经验，在小于五十公里的测量相对精度为1.2×10-5mm，而五百公里的测量相对精度就达到了10-7级别。
2.3操作简单
对于专业测量人员来说，测量技术要求很高，测量工作的难度也相对更高。而利用GPS测量系统，能够通过高度自动化的系统完成复杂的测量工作。测量人员只需要按照测量站安装要求布置好地面测量基站，对相关仪器做出准确度调整，其他的测量工作都有卫星和地面计算机系统完成。高度自动化、集成度高的测量系统大大降低了测量人员的工作难度，另外计算机测量比人工测量更加精准，也更加便于储存和处理。
2.4全天候作业
GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证在任何时间、任何地点连续进行观测，一般不受天气状况的影响。
3GPS在路桥设计中的应用
3.1GPS静态相对定位在桥梁设计中的应用
GPS静态相对定位的一般方法，就是将1台GPS接收机安置在已知坐标的地面点（已知点）上；另1台或多台GPS接收机安置在未知坐标的地面点（待定点）上，并保持各接收机固定不动，同步连续观测相同的GPS卫星星座，用以求得未知点相对于已知点的坐标增量（基线矢量），从而由已知点坐标，推求各未知点坐标的方法。由于进行连续观测，取得了充分的多余观测量，因而可获得非常高的定位精度。GPS静态相对定位是一种较为经典的精密定位模式，自1990年初开始应用于特大桥梁工程平面控制网的测量中。与传统的测量方法相比，具有效率高、精度高与成本低等优点，因此，GPS被广泛应用于各种桥梁工程的平面控制测量与变形监测工作中。近年来，GPS相对静态定位测量与快速静态相对定位测量技术，也在特大型跨海桥梁工程设计与施工测量定位中发挥着重要作用，成功的解决了以前传统测量技术无法完成的长距离施工测量精确定位技术难题。
3.2GPS动态相对定位在桥梁设计中的应用
所谓GPS动态相对定位，就是将一台GPS接收机安置于已知坐标的同定观测站（也称基准站或参考站）上，并同步观测相同的卫星；基准接收机将瞬时观测量与由基准站已知坐标求得的相应结果进行比较，得出瞬时校正值，并用该瞬时校正值改正流动接收机的瞬时观测培，从而求得流动站乃相对于基准站五的瞬时位置。GPS动态相对定位精度可达±1m。在桥梁工程中，GPS动态相对定位技术与数字回声测深技术相结合，可以快速和高品质的完成内江湖泊水下地形图测绘工作，以解决传统测量手段几乎不可能完成的大型跨海桥址水下地形图测绘，并充分实现内部和外业测量自动化和成果数字化。据估计，利用GPS技术比传统的前方交会定位方法，可以降低成本和提高效率三倍以上。
3.3GPS-RTK定位在桥梁设计中的应用
GPS-RTK定位是基于载波相位测量的动态相对定位方法。该方法从20世纪90年代中期以来，随着快速确定整周未知数方法的进步，已发展成为一种实时的、高精度的动态相对定位技术测量系统。它采用了载波相位动态实时差分的方法，是近年来GPS技术的一种新突破，它的出现为桥梁设计工程带来了新的血液，可以极大提高了外业作业效率。
4GPS在路桥监测中的应用研究
变形监测往往采用传统的工程测量方式。其优点是精度高、可靠，然而，这一方法也有着很多的缺陷，比如说巨大的工作量，和极低的效率，除此之外，该方法还要求监测点和基点通视，工作时需要良好的气候环境，所以很难进行连续的检测、也无法做到自动化的观测。GPS测量的高精度三维定位能力，使得连续工作成为可能，是良好的桥梁动态与静态变形监测的工作方法。同时，建立三维监测网非常简单，对测站间的通视没有要求。所以，当进行大规模的公路和桥梁的变形监测时，用GPS比传统的测量工程手段准确性和效率更高。桥梁能否安全运行，主要要看桥梁基础结构是否足够稳定。桥梁的沉降往往会给运行过程带来巨大的危害。特别是由于基础不均匀而导致的沉降，会使得桥梁结构承受过的的附加内力，还会使得桥梁线形恶化、损伤桥梁的支座、伸缩缝和栏杆等。如果沉降的幅度非常大，那么附加内力就会更大，桥梁线形将会遭到破坏，而相关的附属设施也可能会遭到毁坏。所以，桥梁管理过程中，一定要保证大桥在建成后的稳健运行，确保桥梁能够长时间安全使用。而要想保证大桥保持健康的运行条件，那么就一定要通过大桥沉降监测工作来观察大桥在冲刷和汽车载重状态下每个墩台的沉降情况。
结束语
GPS定位技术所有具有的高精度、实时工作性与较好的发展潜力引起测绘工作者的极大兴趣。随着GPS测量理论与设备的不断发展，使得GPS测量技术日趋完善。本文分析了GPS在变形监测中的应用现状，并进一步探讨了变形监测中GPS的发展趋势，对监测效果的保障等具有重大的意义。
参考文献
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[3]路桥探析:GPS技术在路桥测量中的探讨[J].甘辉平.住宅与房地产.2016(09)
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