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摘要：在道路桥梁工程的建设过程中，GPS测量技术得到了非常广泛与高效的应用，GPS测量的精度十分突出，而且抗干扰性十分强，即使是处于十分恶劣环境的道路桥梁工程也能够运用GPS测量技术来进行稳定的测量工作。本文首先介绍GPS技术及其特点，进而分析道路桥梁工程建设中运用GPS技术的情况，然后对其在道路桥梁工程测量中的应用及其发展趋势进行了探讨。
关键词：GPS技术；道路桥梁；工程测量；控制网；变形监测
引言
在新形势下，城市加快了现代化的建设步伐，从而促进了道路桥梁在施工和测量方面的技术不断提升。道路桥梁的施工建设与测量，会受到地理环境等各种因素的影响，这就使传统的定位和测量技术越来越不适应道路桥梁工程建设中的测量要求，特别在现代化建设的步伐加快的同时，施工速度也相应地提速，对施工中的测量数据提出了更高的精准要求，而GPS测量技术正好符合现代化道路桥梁建设施工中测量的要求，GPS测量技术更先进，应用到道路桥梁施工建设中，使测量的数据更精准，测量更高效，对提高道路桥梁建设施工的整体质量起到了积极的作用。
一、GPS技术的概念
GPS又称为全球定位系统，其主要组成包括GPS卫星星座、地面监控系统、GPS信号接收机。目前，GPS技术已被广泛用于科学研究、军事、汽车定位、手机定位等领域。它的出现和推广应用，给人们日常生活带来全新变革。同时，GPS技术也使测量工作变得更加精准，有利于提升测量工作效率，其应用也变得愈加广泛。具体应用中，GPS接收装置通过测量无线电的传输时间，根据无线电传播速度进而计算传输距离，最终确定位置，指导工程施工与测量活动。目前GPS技术包括全球化的高精度GPS网和PIK定位和差分GPS定位，前者用于科研领域，后者用于地理测绘。PIK定位是一种实时动态定位技术，能提升定位精准度。差分GPS定位是一种定位系统。具体测量和应用过程中，应该选择合适种类，然后严格遵循工艺流程操作，把握测量工作要点，促进测量精准度提升。
二、GPS的特点分析
2.1打破了气候的限制
GPS定位服务不会受到气温、气候的任何影响，即使气候环境十分恶劣也可以进行GPS定位，并且还能够用准确、高效的定位服务来完成任务。
2.2打破了时间与地点的限制
GPS卫星可以全球覆盖，随便选取地球上的一个时间、地点至少都可以同时观测到四颗卫星，能够准确及时的进行授时、定位等服务。
2.3可以实现实时服务
GPS的实时服务一般都是为了满足需要导航服务的用户的定位需求。在过去，人们获取定位结果多是通过子午卫星定位系统来进行的，需要耗费很长时间的定位工作才能够得到最终定位结果。而GPS只需要运用实时的观测数据便能够得到实时的定位结果，实时性更加明显。
2.4速度快、精度高，产生的经济效益更高
在测量及导航等领域中，对比一些比较常规的测量技术或方法，GPS有着更高的精度与更快的测量速度，并且这种优势体现在测量领域与导航领域中的时候更加突出，由此也产生了显著的经济效益与社会效益。
2.5不需要通视
一般来说，在测量点与点之间的时候必须要通视才能够正常进行测量工作，但是通过GPS技术来测量点与点之间的时候则不需要通视，只要保证所测量的点位可以接收到卫星信号就能够进行定位工作，无需布设过渡点，测量起来更加简单省时，而且还能够取得很高的测量精度。
三、在道路桥梁工程建设中运用GPS技术的情况研究
3.1高效率进行平面电位关系换算
全站仪测量常常会受到通视条件的影响与限制，而且还会因为人为因素导致计算出现误差。GPS测量采取的是坐标系统相互转换的方式，可以直接确定出定位的坐标。在使用GPS测量技术进行测量施工的时候，其参考标准不管是用地方独立的坐标系统还是国家统一的坐标系统，GPS测量都只用在工程建设初期的过程中计算出两套直角坐标系统的转换参数，而且计算转换参数时只需要进行一次精确计算便能够为全部施工区域与整个施工工期来服务。由此可以看出，GPS在进行平面点位关系换算的时候能够取得更高的工作效率，不仅可以节省测量所需的时间，而且也降低了对外业操作人员的专业技术要求，如此一来也就降低了人力所花的投资成本。
3.2高质量导线测量
在传统的全站仪测量过程中，由于对通视条件的依赖较强，其测量过程也相对繁琐，而在道路桥梁施工中应用GPS技术进行控制点之间的导线布设工作，而后再利用已经布设好的导线进行高质量测量就可以为后期放样打好基础，在GPS测量的过程中要比利用传统全站仪测量操作简便，我们只需对GPS控制点进行明确就能够通过技术进行坐标转换作业，然后通过计算过程来对GPS测量结果进行确定，其测量精度也与全站仪测量的理论精度相同。
3.3进行断面测量和桥位放样
一般情况下，GPS不具备对测量数据进行精度叠加的功能，只符合道路桥梁施工桥位桩的精度测量规范要求，在用全站仪进行测量俯仰角度时常常会受到各种条件的限制。有些桥位放样的工作会变得极为复杂，而GPS放样点位操作却不存在这样的困扰，它的测量方式更加方便。断面测量在道路桥梁施工过程中是一项十分重要的施工测量内容。根据规范的要求，在施工测量的过程中需要对每个桩点的横截面进行测量，因此，在利用全站仪来测量时需要每测量一点后再重新到下一测点进行布置站点以及定后视的处理。而GPS测量系统则完全不需要搬站点，操作方便快捷。
3.4高程控制测量
GPS测量主要有几点优势：首先，在一些无法通过人工来直接进行高度差测量的环境中可以通过GPS来得到相应结果，不仅测量方式简单，而且所得的数据结果准确度高；其次，GPS能够广泛分布和全方位的测量实际地形，并且还能够结合地形来对误差进行调整。
四、GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用
4.1在道路桥梁测绘控制网中的应用
测绘控制网是道路桥梁工程的基础工作，其准确性直接影响到了道路桥梁工程测量工作质量。通常在测绘控制网中，精度要求较高的称为一级控制网。而这些一级控制网是作为测绘参照点存在的。为此，必须保证测绘控制网中高精度网控制坐标的精确性。较为常用的道路桥梁工程测绘工作方法是采用边角法。这种方法主要就是用测绘仪器控制导线，并进一步确定其它坐标位置，从而完成测绘控制网的构建。
但是这种测绘方法的确定在于只能进行小范围的测绘工作。如果将其用于大范围的测绘工作，有可能会导致测绘精度偏差。但是利用GPS技术则能有效弥补这一不足，将测绘工作的精度提高到毫米范围。比较常用的GPS测量技术是载波相位静态差分技术。差分GPS定位是一种通过基准站进行分转、修改、定位的定位方式。其应用原理是采用载波的相位测量局域差分法、接收机和卫星观测历元之间求二次差两种差分计算出基线长度。而实时动态（RTK）定位技术也是其中一种载波相位差分技术，能够实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。与其它定位技术相比，PTK技术的精度更高、自动化程度也更高、数据处理简便、易操作等优点。比如勘测阶段的中桩测量等工作中。据有关数据表明，PTK技术的测量精度可达到10～30mm，这是其它测量技术无法达到的。最重要的是将PTK技术应用在公路测量中能够有效缩短工作周期。比如若用其进行地形测量，每小组每天完成0.8～1.5（km）3的地形测绘。由此可见，利用GPS技术开展道路桥梁工程定位工作是非常有必要的，既能保证高效率的测绘工作，也能提供更加准确的数据，从而为道路桥梁工程的施工奠定良好的基础。
4.2变形监测
道路桥梁工程的施工环境复杂、可变因素较多。这不仅增加了道路桥梁工程的测绘工作难度，更是加剧了道路桥梁工程的变形监测难度，对于后续的道路桥梁施工极为不利。而利用GPS技术进行道路桥梁工程测绘则能有效降低变形监测难度，提高监测结果的准确性。
比如将GPS技术应用在大型建筑工程建设中。那么在建筑工程内外部都可以安装GPS接收端。这样就可以对大型建筑工程内外部进行实时监测。即便是发生变形，工作人员也能够第一时间掌握变形情况，从而及时处理。同样，将GPS技术应用在道路桥梁变形监测中，也能够确保在及时接收到工程变形状况，方便工作人员及时应对，最终保证工程质量。
桥梁在长期的使用过程中难免会发生各种结构损伤老化，原因可能是使用维护不当、车祸事故、交通量高于预测流量等人为因素，也可能是环境腐蚀、地震、风暴等自然灾害，这些因素均导致了桥梁承载能力和耐久性的降低，甚至影响到运营的安全。目前越来越多的基于GPS技术桥梁变形监测系统逐渐受到人们的重视。如用于某座大桥的GPS自动化变形监测系统包括监测单元、数据传输和控制单元、数据处理分析及管理单元，可以实时显示大桥在各种工作环境下及结构载荷下特征点及整桥的实时变情况，对大桥结构的健康状况、结构安全进行评估，全面获取桥梁运营状况的信息，用来评估结构的安全性、耐久性和使用性。该系统采用的GPS接收机为Trimble5700，GPS天线为Trim－bleZephyr大地测量型天线，接收机和天线安装时既要考虑避免遮挡，又要防止雷击。每个GPS天线接收到的射频信号通过一根最长为170m的同轴电缆送给GPS接收机。其中Trimble5700双频大地测量型GPS接收机共有三个输入输出端口，其中串口既能外接电源供电，又能输出最高更新率为10Hz的RT17格式的原始数据，其中包括C/A码和L1、L2的载波相位。串口服务器收到端口输出的数据后，再通过RJ45口接入机柜中的交换机。总的来说，应用GPS技术进行道路桥梁工程的变形监测是非常有效的。
五、道路桥梁工程测量中GPS技术的应用前景
随着技术创新发展，再加上测量经验不断总结，GPS技术的应用呈现出新的发展趋势，同时也为它的推广和应用创造有利条件。作为测量工作人员，应该加强相关技术规范标准学习，提高测量工作技能，对道路桥梁工程施工进行详细和全面测量，提升测量工作精准度，为有效开展道路桥梁工程建设创造条件。
5.1高效化
随着经济社会发展和各地联系增强，我国道路桥梁建设数量不断增多。同时，道路桥梁所在的地形地质条件可能愈加复杂，增加测量工作难度。此外，近些年来高等级、高质量、结构复杂的道路桥梁数量越来越多。因此在这样的背景下，更应该推动GPS技术创新发展，为道路桥梁测量创造便利。目前，GPS技术已被广泛用于道路桥梁测量，极大改变了传统测量方式，也让测量变得更加便捷、高效。尤其是对于地形复杂、环境恶劣的地方，使用GPS技术不仅能进行全天候测量，还有利于精准开展定位，提升抗干扰能力，促进道路桥梁测量工作水平提升，推动道路桥梁测量高效化发展。
5.2数字化、自动化
随着数字化技术、自动化技术推广和应用，GPS测量工作变得更加数字化和自动化，为道路桥梁工程建设创造有利条件。这样既能详细和全面采集道路桥梁施工数据和相关信息，构建专业化的地理信息数据库，还能为道路桥梁施工提供依据支持，对加强道路桥梁工程质量控制也具有重要意义。
5.3集成化
GPS技术的应用，也推动了道路桥梁测量工作集成化发展。例如，GPS接收器与电子全站仪、测量机器人集成，采用智能化控制方式。这样不仅推动技术的集成与创新发展，同时还有利于提升道路桥梁测量工作质量。即使是在复杂地形地质条件下，气候环境变化多样，利用GPS技术也能进行精准测量。有利于更为详细和全面掌握道路桥梁施工现场基本情况，推动道路桥梁测量网络完善，对工程施工建设也具有积极作用。
六、结束语
GPS技术在道路桥梁测量中应用广泛，优势明显，为我国路桥事业的发展做出了卓越贡献。我国应该进一步加大GPS在测量方面应用的推广力度，同时做好相关的研究工作，进一步提高GPS技术的应用水平，为我国道路桥梁的建设添加动力，使我国的交通网络质量具有更好的保障。
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