试述gps在路桥设计中应用

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1、试述GPS在路桥设计中应用　　摘要：随着科学技术的发展，对于道路、桥梁的建设要求也越来越高，以前那些传统的建筑设计、施工方式已经不太适合现在的环境了。像一些修建在山间的道路，由于地理条件比较恶劣，一般的电子、光学仪器已经无法对整个工程的数据进行测量，而靠人工进行估算，又无法保证数据的准确性。所以，这样难度较大的工程，工程的设计之初的数据测量就是一大难题。为了解决这方面的问题，人们结合计算机技术和卫星，开发出了运用在工程当中的GPS技术，有效的解决了这一方面的问题。本文对GPS技术在路桥设计当中使用的原理，阐述这种技术运用的优点。关键词：路桥建设；工程设计；G

2、PS技术中图分类号：[U24]文献标识码：A文章编号：GPS是英文GlobalPositioningSystem（全球定位系统）的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS6。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical

3、ProductSpecifications)-简称GPS，另外一种解释为G/s（GBpers）。通过几十年来的发展，GPS技术已经运用到了很多的领域，比如为汽车、飞机等交通工具导航，而把GPS技术使用到工程当中，也是最近的几年内才开始出现的。1GPS技术1.1GPS的构成GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是测量人员装置部分，由GPS接收机和卫

4、星天线组成。现在民用的定位精度可达10米内。1.2GPS在路桥设计当中的使用原理6GPS的基本原理是测量出已知位置的卫星到测量人员接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而测量人员到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到测量人员所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是测量人员与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。当测量人员接受到导航电文时，提取

5、出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与测量人员的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，测量人员在WGS-84大地坐标系中的位置数据便可得知。通过这样的方式，就可以对两点之间的三维坐标进行测量，再通过相关的计算软件进行计算，得到我们需要的设计数据。2GPS运用到路桥设计的优点2.1可以随时随地使用GPS卫星的数目较多，且分布均匀，保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星，确保实现全球全天候连续的定位服务（除打雷闪电不宜观测外）。2.2测量精度高应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50km以内可达10-

6、6m，100-500km可达10-7m，1000km可达10-9m。在300-1500m工程精密定位中，1小时以上观测时解其平面位置误差小于1mm，与ME-5000电磁波测距仪测定的边长比较，其边长较差最大为0.5mm，校差中误差为0.3mm。实时单点定位(用于导航)：P码1~2m6；C/A码5~10m。静态相对定位：50km之内误差为几mm+(1~2ppm*D)；50km以上可达0.1~0.01ppm。实时伪距差分(RTD)：精度达分米级。实时相位差分(RTK)：精度达1~2cm。GPS测量可同时精确测定测站平面位置和大地高程。目前GPS水准可满足四等水准

7、测量的精度，另外，GPS定位是在全球统一的WGS-84坐标系统中计算的，因此全球不同地点的测量成果是相互关联的。2.3测量时间充足随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20km以内相对静态定位，仅需15-20分钟；快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时，流动站观测时间只需1-2分钟；采取实时动态定位模式时，每站观测仅需几秒钟。因而使用GPS技术建立控制网，可以大大提高作业效率。2.4降低了测量的成本GPS测量只要求测站上空开阔，不要求测站之间互相通视，因而不再需要建造觇标。这一优点既可大大减少测量工作的经费和时间（一般造标

8、费用约占总经费的30%～50%），同时也使选点工作变