GPS在路桥设计中的优势及应用分析

彭树丹

摘    要：随着我国科学技术的不断发展，gps技术已广泛应用于各行各业。该技术具有较高的精度和速度，是一种新型的监测系统。与一些传统的测量技术相比，它在工作中有更多的优势。它有广泛的用途，如军事和工程调查。它的操作方法越来越简单，测量功能也在逐步提高。因此，它在各种项目中发挥着非常重要的作用。在我国公路路桥设计中，一般都采用gps技术，这在一定程度上提高了测量的准确性和相关工作的效率，也降低了工程的测量成本，文章针对GPS在路桥设计中的优势及应用分析进行了详细的阐述，内容仅供参考。

关键词：GPS;路桥设计;优势;应用分析

1  导言

公路路桥工程作为我国交通建设的重要组成部分，其质量问题一直受到政府和社会的广泛关注。道路和路桥的质量在很大程度上取决于设计的准确性和合理性，而设计的质量则取决于测量的准确性。测量工作将受到地形、管道工程、施工流量等诸多因素的阻碍。gps可以为我们提供准确的三维坐标，不受上述不利因素的影响，不仅准确快速，与传统的测量技术相比，大大缩短了测量周期，提高了设计效率，有利于公路路桥工程的发展，值得推广应用。

2  GPS技術的组成以及优点

2.1  GPS的组成

（1）用户设备。GPS的用户设备主要是通过接受GPS卫星所发出的信号再对这些信号进行定位导航。它比较常用的设备就是GPS接收机， GPS接收机可以根据不同的功能需求来进行配备， 所以它们之间的价格、形状等等都不太一样。

（2）地面监控。在gps技术的组成部分中，地面监测的主要作用是收集卫星传输的信息，并计算相对距离和大气校正等数据。在这三个部分中，监测站的主要任务是接收从卫星发回的各类信息，同时监测卫星的运行情况。主控制台通常控制卫星的运行，计算监测站接收到的信号，得到卫星中的各种参数。注入站是将主控制站的计算数据注入卫星。

（3）空间星座。在全球定位系统技术中，离地球20，000km的24个全球定位系统卫星星座构成全球定位系统空间星座，这些星座均匀分布在6个轨道平面上，其中4颗卫星分布在每个轨道平面上。当使用全球定位系统进行定位时，必须首先计算位置的纬度、经度和高度。卫星轨道的运行周期为11小时58分钟，因此全球定位系统信号可以在任何地点和任何时间接收。

2.2  GPS技术在工程测量中的优点

（1）测量精确。在GPS技术中， 它的测量距离比较长， 测量数据的精确度相对来说更高一些， 所以在测量的时候存在的误差会小一些， 有利于测量工作的良好进行。

（2）操作简单。现在，科学技术越来越发达了。相关的机器功能越来越完备。同时体积也越来越小，但精确度却越来越高。对于GPS接收器来说，它非常智能，操作也相对简单。这对工程测量非常方便。

（3）观测时间短。随着gps技术的不断发展，其工作速度也大大提高，因此其工作效率也越来越高。其中动态相对定位仅为数秒，静态相对定位仅需约20min。观察时间和时间都很短。

3  GPS在路桥设计中的应用

GPS技术在路桥设计中得到了很好的应用， 它在进行测量时， 构成的网状不仅能提高精确度， 同时对测量支点的监测也取得了很好的效果。

3.1  GPS动态相对定位在路桥设计中的应用

gps动态相对定位是指将gps接收器放置在已知坐标的基准站上。在这里，同样的卫星被观测到。参考接收机将瞬时观测测量结果与已知的基准站坐标得到的相应结果进行比较。得到瞬时修正值。用瞬时修正值对移动接收机的瞬时观测进行修正，得到移动站相对于参考站五的瞬时位置。根据相关数据，gps技术的应用与传统定位方法相比，提高了操作效率，降低了近三倍的成本。因此，在路桥设计中应用gps动态相对定位是非常必要的。

3.2  GPS-RTK定位在路桥设计中的应用

GPS-RTK定位是基于载波相位测量的动态相对定位方法。

随着全周未知方法的不断进步，它也发展成为一种实时性强、准确度高的动态相对定位方法。这是gps测量技术的新突破。采用载波相位动态实时差分法。该技术的应用为公路路桥的设计提供了新的技术支持，从根本上提高了运营效率。

3.3  GPS在公路工程的控制测量上的发展前景

在公路工程的测量上， GPS的两大功能得到了应用， 即动态功能和静态功能。动态功能指的是通过卫星系统， 将三位坐标点位放样在地面上;而动态功能指的是通过卫星系统接收到的信息， 将地面上点的三维坐标进行确定。所以， GPS在公路工程控制监测上的发展前景是非常广泛的， 具体表现在以下几个方面：第一， GPS的精确度更高。在实际应用中，gps不受恶劣的地理条件、恶劣的天气条件和长距离的影响。它的准确度很高。第二，GPS测量是有效的。在实际应用中，GPS不会受到任何人为因素的影响。在测量过程中，计算机相关技术等会自动记录、计算和处理数据，以提高工作效率。它还提高了测量质量。第三，GPS-RTK技术彻底推翻了传统的道路测量模型。在PTK的实际应用中，可以快速、准确地得到某位置的三维坐标，其时效性强。这种技术非常适合公路路桥的设计。第四，GPS测量提高了操作效率，降低了劳动强度。在实际应用中，gps的操作效率是传统测量方法的三倍，同时降低了操作的强度和工作量，从根本上提高了效率。第五，GPS的精度和同步测量可以与平面测量一致。由于近年来道路、路桥水平的提高，对于一些特殊的区域环境，如山岭丘陵、河流等，传统测量已不能满足实际要求，而GPS高程测量可以精确地实现高精度测量。因此，gps有广泛的应用。

3.4  GPS静态相对定位在路桥设计中的应用

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 （已知点） 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） ，因此，计算每个未知点的坐标的方法是从已知的点坐标推导出来的。由于连续观测的结果，得到了足够的冗余观测，从而可以获得很高的定位精度。GPS静态相对定位是一种比较经典的定位模式。它在大型或超大型路桥的工程测量中起着重要的作用。广泛应用于平面控制测量和变形监测。它的特点是准确性高，及时性高，成本低。GPS静态相对定位技术已经彻底解决了传统测量技术的一些缺点。例如，远距离测量的精确度不高。因此，GPS静态相对定位技术是路桥设计中不可缺少的技术内容。

4  结束语

公路路桥建设是交通工程建设的重要组成部分。人民的日常出行和我国经济的发展离不开道路和路桥。随着我国经济和社会的发展，运输业的发展日益受到重视。道路和路桥的质量也越来越受到人们和政府的关注。公路路桥工程建设力度加大，质量问题需要严格控制。为了保证道路和路桥的净空质量，采用新技术提高测量精度是非常重要的。这给道路和路桥的设计工作带来了极大的便利。GPS高科技不仅具有良好的导航功能。近年来，它的精确定位功能也被用于公路和路桥工程的测量。GPS技术具有较强的保密性和良好的抗干扰能力，具有较高的应用优势。有关部门和工作人员应充分利用这一技术，减少传统测量过程造成的各种损失和误差，从而大大降低设计成本。在实践中，有必要不断探索在GPS技术应用中需要完善和改进的方面，以优化、扩大其应用范围、简化操作;并使其更加自动化和实用，更好地为交通建设道路路桥工程的发展服务。

参考文献：

[1] 冯建强.谈GPS技术在路桥设计与监测中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2018（3）：245～246.