試述gps在路橋設計中的應用

1、<p>　　試述GPS在路橋設計中的應用</p><p>　　摘要：隨著科學技術的發(fā)展，對于道路、橋梁的建設要求也越來越高，以前那些傳統(tǒng)的建筑設計、施工方式已經(jīng)不太適合現(xiàn)在的環(huán)境了。像一些修建在山間的道路，由于地理條件比較惡劣，一般的電子、光學儀器已經(jīng)無法對整個工程的數(shù)據(jù)進行測量，而靠人工進行估算，又無法保證數(shù)據(jù)的準確性。所以，這樣難度較大的工程，工程的設計之初的數(shù)據(jù)測量就是一大難題。為了解決這方面的問

2、題，人們結合計算機技術和衛(wèi)星，開發(fā)出了運用在工程當中的GPS技術，有效的解決了這一方面的問題。本文對GPS技術在路橋設計當中使用的原理，闡述這種技術運用的優(yōu)點。 </p><p>　　關鍵詞：路橋建設；工程設計；GPS技術 </p><p>　　中圖分類號：[U24] 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　GPS是英文Global Positioning

3、 System（全球定位系統(tǒng)）的簡稱。GPS起始于1958年美國軍方的一個項目，1964年投入使用。20世紀70年代，美國陸海空三軍聯(lián)合研制了新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS 。主要目的是為陸?？杖箢I域提供實時、全天候和全球性的導航服務，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應急通訊等一些軍事目的，經(jīng)過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設完成。在機械領域GPS則有另外一種含義：產(chǎn)品幾何技術規(guī)

4、范(Geometrical Product Specifications)-簡稱GPS，另外一種解釋為G/s（GB per s）。通過幾十年來的發(fā)展，GPS技術已經(jīng)運用到了很多的領域，比如為汽車、飛機等交通工具導航，而把GPS技術使用到工程當中，也是最近的幾年內(nèi)才開始出現(xiàn)的。 </p><p><b>　　1GPS技術 </b></p><p>　　1.1 GPS的構

5、成 </p><p>　　GPS導航系統(tǒng)是以全球24顆定位人造衛(wèi)星為基礎，向全球各地全天候地提供三維位置、三維速度等信息的一種無線電導航定位系統(tǒng)。它由三部分構成，一是地面控制部分，由主控站、地面天線、監(jiān)測站及通訊輔助系統(tǒng)組成。二是空間部分，由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個軌道平面。三是測量人員裝置部分，由GPS接收機和衛(wèi)星天線組成?，F(xiàn)在民用的定位精度可達10米內(nèi)。 </p><p>　　1.2

6、 GPS在路橋設計當中的使用原理 </p><p>　　GPS的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到測量人員接收機之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的，衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時鐘所記錄的時間在衛(wèi)星星歷中查出。而測量人員到衛(wèi)星的距離則通過記錄衛(wèi)星信號傳播到測量人員所經(jīng)歷的時間，再將其乘以光速得到（由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是測量人員與衛(wèi)星之間的真實距離，而是偽距（PR）：

7、當GPS衛(wèi)星正常工作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發(fā)射導航電文。當測量人員接受到導航電文時，提取出衛(wèi)星時間并將其與自己的時鐘做對比便可得知衛(wèi)星與測量人員的距離，再利用導航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時所處位置，測量人員在WGS-84大地坐標系中的位置數(shù)據(jù)便可得知。通過這樣的方式，就可以對兩點之間的三維坐標進行測量，再通過相關的計算軟件進行計算，得到我們需要的設計數(shù)據(jù)。 </p><

8、p>　　2GPS運用到路橋設計的優(yōu)點 </p><p>　　2.1 可以隨時隨地使用 </p><p>　　GPS衛(wèi)星的數(shù)目較多，且分布均勻，保證了地球上任何地方任何時間至少可以同時觀測到4顆GPS衛(wèi)星，確保實現(xiàn)全球全天候連續(xù)的定位服務（除打雷閃電不宜觀測外）。 </p><p>　　2.2 測量精度高 </p><p>　　應用實踐已

9、經(jīng)證明，GPS相對定位精度在50km以內(nèi)可達10-6m，100-500km可達10-7m，1000km可達10-9m。在300-1500m工程精密定位中，1小時以上觀測時解其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000電磁波測距儀測定的邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm，校差中誤差為0.3mm。實時單點定位(用于導航)：P碼1~2m ；C/A碼5~10m。靜態(tài)相對定位：50km之內(nèi)誤差為幾mm+(1~2ppm*D)；50km以上可達0.1

10、~0.01ppm。實時偽距差分(RTD)：精度達分米級。實時相位差分(RTK)：精度達1~2cm。GPS測量可同時精確測定測站平面位置和大地高程。目前GPS水準可滿足四等水準測量的精度，另外，GPS定位是在全球統(tǒng)一的WGS-84坐標系統(tǒng)中計算的，因此全球不同地點的測量成果是相互關聯(lián)的。 </p><p>　　2.3 測量時間充足 </p><p>　　隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更

11、新，目前，20km以內(nèi)相對靜態(tài)定位，僅需15-20分鐘；快速靜態(tài)相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距在15KM以內(nèi)時，流動站觀測時間只需1-2分鐘；采取實時動態(tài)定位模式時，每站觀測僅需幾秒鐘。因而使用GPS技術建立控制網(wǎng)，可以大大提高作業(yè)效率。 </p><p>　　2.4 降低了測量的成本 </p><p>　　GPS測量只要求測站上空開闊，不要求測站之間互相通視，因而不再需要建造覘

12、標。這一優(yōu)點既可大大減少測量工作的經(jīng)費和時間（一般造標費用約占總經(jīng)費的30%～50%），同時也使選點工作變得非常靈活，也可省去經(jīng)典測量中的傳算點、過渡點的測量工作。 </p><p>　　2.5 降低了測量難度 </p><p>　　隨著GPS接收機的不斷改進，GPS測量的自動化程度越來越高，有的已趨于“傻瓜化”。在觀測中測量員只需安置儀器，連接電纜線，量取天線高，監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其

13、它觀測工作，如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測和記錄等均由儀器自動完成。結束測量時，僅需關閉電源，收好接收機，便完成了野外數(shù)據(jù)采集任務。如果在一個測站上需作長時間的連續(xù)觀測，還可以通過數(shù)據(jù)通訊方式，將所采集的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理中心，實現(xiàn)全自動化的數(shù)據(jù)采集與處理。另外，現(xiàn)在的接收機體積也越來越小，相應的重量也越來越輕，極大地減輕了測量工作者的勞動強度。 </p><p><b>　　3結語 </b><

14、;/p><p>　　路橋的設計需要的數(shù)據(jù)都很多，要對這些數(shù)據(jù)全部進行測量，如果采取傳統(tǒng)的方式和技術，就會耗費很大的人力、物理，提高工程的成本，而且還無法保證數(shù)據(jù)的精度。而GPS的運用，解決了這些難題，為為了的道路橋梁建設提高了良好的技術支持。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]孟慶麗, 張婷婷.計算機新技

15、術在路橋設計中的應用[A].黑龍江交通科技,2005(10) </p><p>　　[2]王寶乙.GPS在路橋工程測量中的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究[A].中國新技術新產(chǎn)品,2011（08） </p><p>　　[3]陳利平，左玲.GPS在路橋設計與監(jiān)測中的應用研究[A].科技資訊,2012（19） </p><p>　　[4]姚偉橋，姚瑤.GPS在路橋測量中的應用[