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1、GPS在路桥设计与监测中的应用研宄（烟台市公路勘察设计院，山东，烟台，264000）【摘要】由于GPS在静态相对定位中的高精度、高效益、全天候、不需通视等特点，新建路桥投入运营后，釆用GPS对其变形情况进行监测，为运营管理单位及监理提供有效的监测数据。木文介绍了GPS概述，分析了GPS在桥梁设计中的应用，阐述了GPS在桥梁沉降变形监测的应用。【关键词】GPS；路桥设计；变形监测利用GPS手段对工程变形进行实时动态监测，这一监测方式，可以解决同一变形体，由于受阳光、风力、外界因素干扰等，在某一时刻，它们之间最或然
2、的相对关系与它们相对于参考基准点的绝对位移。分析它们各项因子对变形体影响的显著性，为工程及设计，运营管理单位提供最可靠、最直观的数据分析资料。一、GPS概述一般来说,GPS系统主要由空间星座、地面控制与用户设备三个部分。1.空间星座部分。主要是24（21+3｝颗卫星组成，其中,21工作卫星，另外3个备用卫星组成GPS系统星座。24颗卫星均匀分布在6个轨道面上，每个轨道面四颗卫星。根据时间和地点的不同，一般至少有四个可以看到，多的时候高达11个。GPS信号导航定位，要计算点的经度、纬度和高程，至少4个GPS定位卫
3、星可用。由于地理和环境因素或图形结构不佳,在某处可能难以测得精确坐标点，这个时间称为“间隙段”。但是，这种差距段很短，不会影响绝大多数GPS工作。三个备用卫星，根据指示，必要时可以更换出现故障的卫星，从而提高工作效率和可靠性。2.地面监控部分。该部分主要由分布在全球不同地方的6个地面站组成，其中伍括卫星监测站、主控站、备用主控站与信息注入站,分别位于科罗拉多、盖茨堡、夏威夷、南大西洋的阿松森群岛、印度洋的迭哥伽西亚和南太平洋的卡瓦加兰。地面监控部分负责收集由卫星传冋的信息，并计算卫星星历、相对距离，火气校正等数
4、据。1.用户设备部分。该部分主要设备就是GPS接收机，即一种特制的无线电接收机。该部分的主要作用是接收卫星导航发出的信号，并对接收的卫星信号进行处理，从而获得需要的数据,以确定位置。根据不同用户所需要的功能，需要配置不同类型的GPS接收机。它们的性能结构、形状、大小和价格也有很大的不同。比如，航海与航空使用的导航型接收机，要具有与存储量或其它媒介相互通讯的功能，因为其中存冇电子导航图等资料;测地用的接收机就要求具冇很高的精度,并能快速采集和存储数据;军用的接收机，要附加解码模块，如果用于地面部队则要求较高的机动
5、性。二、GPS在桥梁设计中的应用GPS技术在应用于特大桥梁的控制测量中，可构成较好的网形，能提高定位精度,同时对检测传统常规测量的支点也非常的有效。首先用传统常规测量方法建立高精度的边角网，然后利用GPS对该边角网进行检测,GPS的检测网可达毫米级精度。1.GPS静态相对定位在桥梁设计中的位用。GPS静态相对定位的一般方法,就是将1台GPS接收机安置在己知坐标的地面点（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
6、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，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
7、长距离施工测量精确定位技术难题。2.GPS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接收机安置于己知坐标的固定观测站上,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，得出瞬吋校正值,并用该瞬时校正值改正流动接收机的瞬时观测值，从而求得流动站乃相对于基准站五的瞬吋位置。GPS动态相对定位精度可达厘米级。在桥梁工程中,GPS动态相对定位技术与数字冋声测深技术相结合，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
8、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，可以大幅降低成本和提高工作效率。1.GPS-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。随着快速确定整周未知数方法的进步，己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吋差分的方法，是近年来G
