现代工程测量技术发展与应用-.docx

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1、摘要随着科学技术的不断进步与发展，全新的测绘理论相继应用，电子化和自动化测量设备大量涌现、更新迭代，使得工程测量工作更为简便、 快速和精确。本次论文主要从现代工程测量的重要性着手，对现代工程 测量新技术在实践中的应用进行表述，其主要介绍现代测量技术在道路 桥梁工程中的具体应用，具有一定参考价值。现阶段随着我国经济高速 发展、综合国力增强，城市化建设加快以及建筑材料、设备、技术的进 步，为满足民众越来越高交通出行要求，我国的公路建设事业迅猛发展, 工程测量技术在公路桥梁工程中发挥出极大作用，同时也获得了较快发 展。研究分析现代测量技术在工程项目中的应用，发挥其在工程设计阶 段、兴建阶段以及运营管

2、理阶段的重要性，以此来提高工程项目质量、 投资效益、社会效益和环境效益等，意义深远。本文以路桥为例，介绍 现代工程测量技术的发展和应用的示例。关键词现代工程测量技术；公路桥梁；重要性分析；发展和应用；场，部分特征点无法放样，需要更改时，外业需要携带大量图纸、计算 器等诸多辅助文件和工具，极不方便。图2-2 GNSS-RTK技术在公路中线和边线放样中的应用在公路横断面测量中的应用华测GNSS接收机“测地通”软件，手簿自带的路线设计软件，可以 将设计好的道路纵横断面和平端面图形和数据文件导入外业手薄，外业 放样或测量时，仅需要在放样的点位上操作手簿，图形信息方可直观显 示。在道路视图中出现一条与道

3、路曲线垂直的红色线条表示横断面。右 侧信息栏距离提示会变成横偏和纵偏，如图2-3所示。道路放样结束后 能还能够导出中桩数据或断面数据核验。测量之前可以点击【设置】，设置横断面测量的偏移量，并指定左 偏或右偏。点击【测量】，进入横断面点测量界面，横断面测量点名采用“中 桩桩号+数字”来表示。图1-33横断面测量点点击【测量】，进行横断面测量，结果显示横偏、纵偏、高差等信 息。点击【保存】，保存横断面测量数据。图1-34横断面测量点横偏：仪器到道路中线的垂直距离；纵偏：仪器到该测量里程横断面的垂直距离；振兴中华测绘天下继续在该横断面测量时，点名“ + ”后面的数字会自动累加，点击【测 量】，测量结

4、束后需点击【保存】，保存当前测量数据。图1-35下一个横断面点采集注：在该里程的横断面测完后，如继续下一个里程横断面测量时， 需要先把横断面采集取消勾选，把里程改为对应里程后，再选中横断面采集，开始下一 个里程的横断面采集，否则测量点名会一直在上一个里程下面累加。数据导出道路放样过程结束后，需要将测量数据导出。在道路放样界面，点击【导出】，在“选择输出”界面选中需要的数据：中桩数据或横断面数据，点击【下 一步】，图1-36导出数据选择打开测量文件，显示出所测量的数据。19振兴中华测绘天下图1-37导出数据显示点击【保存】，提示“是否保存到当前数据文件”，若保存到当前 数据文件，则点击【确定】；

5、用户也可点击【取消】，自定义路径。保存完毕，会弹出对 话框提示“文件保存成功”，点击【确定】即可。保存成功后，可将手簿和电脑连接，在“RTKCeProjects” 目录或者自定义的保存路径下，将文件拷出。图1-38数据导出成功软件的【隐藏】功能可以暂时退出道路放样界面，但程序还在运行 并占用一定内存，再次点击【道路放样】后恢复，方便退出到主菜单更改其他参数设置 时使用；【退出】功能则是直接退出道路放样程序，关闭道路软件。上海华测技术支持部2012-12施工作业时我们在进行横断面采集时，传统的断面测量工作，至少 需要两个人，一人将仪器在一已知点上对中整平，然后指挥跑点人员沿 设计断面线测量。道路

6、转弯处的断面要进行曲线测量时，跑点人员需根 据经验大致跑到曲面的断面点上，经过仪器操作人员测量后再计算出跑 点偏移量，跑点人员再到真正的断面点上测量，如此反复。遇到视线上 有障碍物或高差大的路段时还要经常转测站，非常费工费时。然而采用 GNSS技术，通常只需将桩号里程桩号和断面边距预先导入GNSS接收机, 手薄中能清晰显示出横断面线以及测量杆离横断面线的垂距和纵断面中 线的偏距，测量时只需一人，方便快捷。如果要复测横断面，外业可以 按照预设桩号自动切换，测量获得三维坐标计算还能够直接计算回填量 和开挖量。大大减少了外面的工作时间，改善了工作条件，提高了测量 效率，并提高了测量精度具有很强的经济

7、性和实用性。GNSS技术适用 于地形条件复杂，地理环境恶劣以及公路桥梁横截面差异较大的区域。桥梁变形监测我国经济的高速发展，交通网络日益发达，桥梁在交通网中发挥着 非常重要的连接作用。桥梁数目不断增加、结构形式愈渐复杂，已不在 是横跨江河的桥，而是连接山谷、穿越峡谷、横跨江河、地上几层便于 通行的建筑物，这些对于桥梁的质量也提出了更高的要求。高架桥、港 珠澳大桥等大型建筑从施工到使用过程期间，混凝土或钢结构的重点部 位的受力、变形以及受到荷载和温度变化等，都是影响其结构健康的因 素。如广东省的虎门大桥桥面出现肉眼可见的“波浪式起伏”，引发市 民广泛关注。经过专家组会审研判，沿桥跨边护栏连续设置

8、1.2米高的水 马（挡墙），改变了钢箱梁的气动外形，在特定风环境条件下，产生了 桥梁涡振；武汉鹦鹉洲大桥类似的晃动，专家组分析后给出，桥梁异常 振动系特定风况引起，振幅在设计允许范围内，桥梁结构运行正常。所 以桥梁的运营阶段不仅需要专业人员对桥梁的进行维护，还需要构建桥 梁结构的在线监测系统。桥梁在线监测系统主要由传感器系统、信号采集与处理系统、信息 处理系统、评估软件、数据库系统等组成，犹如病人身上配戴24小时监 测仪一样，这些传感器和采集设备，会实时将桥梁的结构状况、基础沉 降、现场抓拍图等各种监测数据，通过互联网存储至云计算数据中心服 务器中。及时给专业人员提供准确数据，让其高效，快速的

9、进行问题处 理，避免不必要的损失，使其能够有科学依据的进行管理维护。检测的 主要内容有：桥梁基础的稳定监测，如墩塔、梁体、供圈的变形和基础 沉降进行监测；为了解承力构件的受力情况，监测桥面主要的断面；监 测索梁桥的索力；振动传感器对桥梁动力特性及振动水平进行监测；混 凝土路面裂缝监测；安装摄像设备监测违法信息等。GNSS定位技术因其 在相对定位中的精度高、效益高、24小时不间断、不需通视等优点，在 精密工程变形监测中也逐步得到广泛的应用。桥梁结构监测,常采用GNSS 测量方法建立变形监测网，在监测网外围布设基准点，基准点采用高等 级精度指标测量和平差。在每个监测点埋设结构牢固的观测墩，观测墩

10、安置强制对中器，固定安装GNSS接收机，将接收机天线用强制对中基座 对中固定安装在观测墩上。使用GNSS来接收基准点和测量点的观测数 据，进行周期观测。运用网络技术将监测数据实时发送信息到处理中心, 然后再对数据进行比对分析数据并进行处理，随时控制变形的情况。自 动化监测系统允许以任意间隔采样-典型间隔可以是按秒、分钟、小时 或者按天。对于不同类型的桥梁，所采用的监测方法也有所不同，如采 用基准线法进行直线型桥梁的水平位移监测；GNSS测量法在曲线型桥梁 的水平位移监测中应用较多；静力水准测量法在大跨度桥梁变形监测中 较为常用。GNSS技术在自动化监测系统的应用，其优点明显，避免人工 读数和记

11、录引起的人为误差；可以实现远程以及恶劣天气条件下采集数 据；每天可进24小时连续监测，连续监测能快速检测到临界变化，能在 事态恶化之前采取处理措施；自动化监测系统可以按程序步骤监测限定 阀值、变化速率，从而能在超出预定极限值时自动报警。2.2 摄影测量技术在公路桥梁测量中的应用2.2.1 摄影测量技术概述现代工程测量技术不仅包括GNSS技术和地面测量技术，还包括摄影 测量技术。摄影测量与遥感乃是对非接触传感器系统获得的影像及其数 字表达进行记录、量测和解译的过程获得自然物体和环境的可靠信息的 一门工艺、科学和技术。”按距离远近分为：航天摄影测量、航空摄影 测量、低空摄影测量、近景摄影测量。近年

12、来，随着无人机技术飞速发展，航空摄影测量技术也得到了十 足，如采用无人机搭载摄像、定位设备获取地面影像从而确定地面上物 体的形状、大小和空间几何关系。摄影测量技术不仅在复查地形测量和 城市测绘应用广泛，而且采用三维空间数据为基础的数据表达方式，更 加直观全面。在很大程度上改善工作的效率问题，从而有效地控制了在 户外进行测量工作的难度和准确性。摄影测量技术的出现为公路桥梁变 形的动态监测提供了新的思路。与其他的变形检测方法相比，近景摄影 测量法具有以下特点，首先，将测量数据存储为数字信息，易于存储和 传输，并且可以获得大量的被测对象的几何和物理信息，这对于多点测 量具有优势。其次，当观察被监视的

13、目标时，它不会接触或影响被测目 标，因此可在恶劣条件下执行测量，例如噪声，毒性，低氧和放射性的 条件下进行近景摄影。近年来，摄影测量技术发展迅速，已广泛应用于 在道路边坡稳定性监测、地形测量、钢结构、节制闸、砌体结构，以及 在边坡水土流失的监测中，已经获得了大量的研究成果。2.2.2 近景摄影技术对公路边坡进行变形监测近景摄影测量技术是通过摄影测量的方法来确定近距离目标的大 小、形态、几何位置等非接触式测量技术。主要有正直摄影、交向摄影 两种方式。近景摄影测量法用于监测高速公路，桥梁和其他建筑物的变 形。观测点选择时有必要根据公路桥梁的特性来铺设控制网络和基线， 同时，为了避免重大错误，还必须

14、在公路桥梁上放置检查点。拍摄规则 或不规则的拍摄图像，并使用拍摄图像作为数据源来获取每个监视点在 不同时间的坐标变化。通过计算，建立监测和分析变形的数据库。数字近景摄影测量技术在连霍高速新安县段，对边坡工程进行监测, 将近景摄影仪安置在监测范围内的两个不同位置的固定测点上，同时对 边坡范围内观测点摄影构成立体影像，用立体坐标仪量测像片上各观测 点三维坐标。主要内容包括：摄影机预检校、人工标志点布设、现场控制 测量、多重交向摄影、像点坐标量测、光束法平差计算、刚性位移补偿、 精度评定、成果输出等主要流程。变形分析方法主要有2种：一是数值 模拟仿真分析，二是分析相似性材料物理模型试验。可以评价边坡

15、施工 的质量问题及其使用过程中边坡的稳定性，预测预报其危险程度，为业 主、施工单位及监理提供相关信息。与传统测量相比，它具有以下优点:（1）可以即时获得多点的几何信息和物理特征，具有精度高，信息 量丰富的特点；（2）非接触式测量非常重要，这不会损坏被测物体，尤其是在考古 学和其他领域；（3）摄影测量过程机动、灵活、简单、方便、高效，成本低；（4）结果便于长期保存，有利于以后的检查和检查；（5）可避开危险环境保障人员安全等优点，特别适用于监测众多点 位的目标；（6）信息容量高、易存储;可以便捷地导出各种其他测绘结果。2.3 Insar遥感技术在公路桥梁测量的应用2.3.1 nSAR技术概述遥感技

16、术的主要使用对象是地球表面的物体。近年来，卫星遥感技 术的发展，合成孔径雷达干涉测量（InSAR）由于其全时段，大范围，高 精确性以及动态连续性等优点，己成为一种在地表形变监测领域非常有 发展潜力的新方法，可以有效地填补和替代传统形变测量的一些缺点。 它使用同一区域中不同时间段的雷达图像数据中的相位信息来提取表面 高程信息和变形信息。通过其处理获得的大型变形PS点（后向散射点） 数据库，在长时间内积累的数据序列中，使用了一种出色的算法来自动 找到对雷达敏感的地面参考点（PS点），并且计算该点的三维位置、平 均变形率和该点随时间的演变规律。该数据库基于有关时空变化的大型 科学数据，可用于对设施状

17、况进行安全评估和物理检查，追踪设施健康 历史以及分析、推断和预测未来状况。并具有以下特点：（1）全天候：太空中运行的雷达卫星是活跃的雷达图像传感器，不 受天气条件的影响，并且可以在所有天气和所有天气条件下对地球进行 观测。它们与光学卫星完全不同，并且具有很强的应对紧急状况的反应 能力（2）精度高：变形测量的年平均精度可以达到毫米量级；（3）范围广：监控范围广，单幅图像可以监控数千平方千米甚至数 万平方千米的地表信息；（4）密度高：监视密度高，每平方公里最多可观测50,000个观察点;（5）快速返回：卫星访问周期越来越短。目前最快的是 COSMO-SkyMed 5卫星星座，平均可以达到3.2天，

18、未来的系统估计可以 每天一次或每天多次重访。（6）高安全性：测量方法是通过卫星直接获取和处理空间数据，不 需要建立地面监测站。与传统的接触测量相比，无需派人参加。它在偏 远和危险地区具有强大的安全性，大大减少了劳动投入，也提高了工作 效率；（7）科学性：基于时空变化，不仅可以提供精确的宏观静态信息， 还可以提供动态的定量信息。（8）成本较低：InSAR具有上述技术特点，性价比很高，每点的平 均测量成本不到1分钱。2.3.21 nSAR技术与桥梁测量InSAR技术使用雷达卫星来捕获遥感图像，同时干涉处理目标区域中 多幅图像单元的相位信息，分析高程形变，精度高可达到毫米级。雷达 卫星观测面积大，可

19、以生成数百平方公里面积的主题形变图，以便技术 人员可以直观地过滤出主要的监视对象。遥感数据量大，处理时间长。 使用手动方法检测网桥非常耗时。以全站仪的高程测量为例，该方法在 多个监视点处安装标记（棱镜），测量监视点，然后将其转换为参考点 的值以获得监视点的值，通常需要2-3人进行放样，且要求天气状况适宜 测量。根据道路养护单位的统计数据，无论天气因素如何，每座桥梁的 平均检查时间约为2-3天。城市中有多达数千条公路桥梁，而危险的公路 桥梁的研究成本极其高昂。遥感技术可以有效地提高工作效率和效率。 一幅SAR图像覆盖面积高达1000平方公里，接近中型城市或大城市的市 区，其效率远远高于传统的手工

20、测量。1.1 现代工程测量技术概述近年来，我国建筑业的快速发展为相关技术领域开辟了新的发展方 向，现代工程测量技术置身其中，应用于规划设计兴建施工竣工后的运 营维护等各个方面，也得到了蓬勃发展。工程测量技术指的是一门研究 工程建设和自然资源开发中各个阶段进行控制测量、地形测绘、施工放 样和变形监测的理论和技术的学科，是测绘学科在国民经济和国防建设 中的直接应用。工程测量工作中所使用的相关技术，对建筑工程技术起 到重要参考的作用。在国内外的先进技术和设备的支持下，有许多现代 化的工程测量技术相继涌现，并成功的应用到建筑工程项目之中，大大 的提升了工程测量的测量精度和工作效率。伴随着工程项目的数量

21、、类 型和范围的不断增多，使得工程测量技术进入了新的发展阶段，要求也 变得越来越高。掌握工程测量技术在土木工程、交通工程、城市规划、 土地信息系统等工程项目中的应用和及时反映，解决在实际应用过程中 所面临的相关问题、困难，使得我们有必要对现代测量技术的应用进行 分析和深入的研究。1.2 现代工程测量的特点分析现代工程测量技术较为常用的有GNSS定位技术、数字化测绘技术、 航空倾斜摄影测量技术、数据库与地理信息技术(GIS)、遥感技术(RS)第3章 现代工程测量技术的发展方向预想从现代工程测量技术的发展状况来看，未来测绘技术的发展应该是 实现数字化、信息化、智能化和自动化测绘系统。它已从以前的简

22、化向 抽象化、系统化、智能化和可视化的方向发展。通过完善集成数字化测 绘技术，密切测绘技术与计算机信息技术、卫星探测技术的结合。不断 提高测绘精度，测绘速度，实现即时测量，极速绘图的测绘体系。着力 开发新的测量技术和绘图技术，兼顾与三维立体模型的结合，使测绘技 术日益专业，更加完善。工程测量随着新技术的引入，测量技术有望具 有良好的发展前景，但从现代工程测量技术的现状来看，仍然存在差距, 这就要求该技术向现代工程测量学的发展方向努力：（1）手动测量变为机器人测量。在实际应用中，由于地形，周围环 境等因素的影响，手工测量往往有一定的局限性，影响了测量信息的准 确性。从当前社会发展的角度来看，尽管

23、机器人测量已经取得了一些研 究成果，但在实际应用中仍然存在一些局限性。因此，作为测量技术未 来发展的一部分，将开发更多的测量机器人来代替手动测量（2）三维数字化技术。随着信息技术研究的深入，人们对空间三维 信息的需求更加迫切，数字城市概念的出现，三维数字化技术也必将是 现代技术测量技术的重要发展方向。（3） GNSS与GIS技术的结合。在工程测量活动中，正确结合GNSS 技术和GIS技术可以提高测量的总体准确性和科学性，在工程测量、设计 和建设中具有良好的应用效果。它对现代技术测量技术的发展产生了重 大影响。（4）多传感器混合应用。现代信息技术的进一步发展极大地促进了 传感器技术的应用。在工程

24、测量上，传感器技术也表现良好。因此，在 现代技术测量技术的发展中，传感器的混合使用也是一个新的方向。如 果将测量机器人，GNSS接收器和全站仪集成在一起，则可以大大增加测 量范围，并且可以在没有控制网络的情况下进行测量，这肯定会刺激测 量技术的进行全新的发展。结论目前，工程测量技术已在我们生活的多个领域得到广泛的应用。测 绘作为工程建设的基础，有效提高测量数据的准确性，使定位更加精确, 为项目的顺利进行提供了有力的保障，可以为社会经济建设做出巨大贡 献。在如今现代化发展建设中，借鉴和吸收发达国家的先进技术，研究 和创造适合本国的新技术，技术人员还应该加大对实时数据和地下数据 的研究力度，以便可

25、以进一步改进和完善现代工程测量技术。以公路桥梁为例，经过分析，工程测量技术人员将由原来单纯提供 数据提供者，正向着参与规划、设计和决策管理者角色转变。着力推动 决策的科学性、规划的合理性、设计的高效性和管理的严格性。随着科 学技术的快速发展，现代工程测量技术必将向高精度、高效率、多元化 的方向发展，深入研究现代测绘技术，将更多、更好的现代测量技术完 全引入公路桥梁工程中，为工程建设、乃至我国的经济建设提供有力的 技术保障。参考文献1何亚东，左虎，吴林冲.GB-lnSAR技术在桥梁振动测量中的试验探索 J.测绘地理信息,2021,46(02):71-74.2金雷.试论现代测绘技术在工程测量中的应

26、用J.居 舍,2021,(07):62-63.王峥.测量及测绘新技术在桥梁工程测量中的应用研究J.交通 世界,2021,(07):104-105+123.潘成林.桥梁施工测量工作中GNSS技术的应用J.四川建 材,2021,47(02):50-51.刘超.GNSS技术在大型桥梁测量控制中应用研究J.交通世 -,2021,(21):170-171.黄晓翔.基于现代学徒制校企共建双课程体系研究川文化创新 比较研究,2020,4(36):20-22.岳军红，李梅，王晓东.现代GIS技术及其在工程测量中的应用J. 化学工程与装备,2020,(12):239-240.董宇.公路桥梁工程测量与测绘技术的应

27、用J,设备管理与维 修,2020,(22):127-1299韩学全.测量及测绘新技术在桥梁工程测量中的应用J.居 舍,2020,(31):41+99.10崔文化.现代自动化测绘技术在工程测量中的应用关键探索J.中国设备工程,2020,(20):195-197.11连浩.现代测绘技术在工程测量中的应用研究J.居业,2020,(10):19-20.12顾士征，徐文斌.现代测绘技术在工程测量中的应用分析力科技 视界,2020,(28):36-37.13毛瑞.现代GNSS技术在工程测量中的运用J.居 舍,2020,(25):79-80.14刘兴胜.建筑工程测量中现代测绘技术的应用分析几居 舍,2020

28、,(23):32-33.等。目前，已经被广泛的应用到各项工程建设项目之中，逐步地向自动 化、智能化以及数字化的方向迅速发展，不仅可以有效的进行空间信息 的收集、管理、处理、分析、研究、应用及传播，同时必将会让工程测 量工作变得更加精确、简单、快捷和高效。（1）多样性和自动化的效率。近年来随着测量技术的具体实现方法 不断更新和改革，电子仪器（电子全站仪、数字水准仪、CNSS接收 机、近景摄影测量无人机、测深仪、三维激光扫描仪等）已逐步成为则 绘工作的常用仪器，测绘数据的自动化采集、并利用计算机软件的数字 化成图已成为常规的测量方法。（2）更具创造力。随着现代测量技术的飞速发展和变革，测量应用 和

29、过程的创造力也已成为测量技术最明显的特征之一。（3）更具广泛性。在传统技术概念中，工程测量技术包括的线路工 程测量（铁路、公路等）、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测 量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等。但是， 随着现代社会技术的不断发展，测量技术的主题及实际包括的内容己经 发生了相当大的变化。与十二年前相比，在生产和生活过程中，更加广 泛以及迅速扩展到民众生产生活以及各个行业领域之中。（4）更加科学。当前的测量技术已经从原始的二维平面空间效应转变为三维数据，其实际重要性和对现代工程的指导作用变得更加有效。这一变化使所有测量技术成为真正的科学指标。1.3现代工程测量技

30、术的重要性分析1.3.1 提供准确资料在路桥工程项目规划设计阶段即项目开建前的准备阶段，其主要任 务是在埋设控制网的基础上，进行项目所在地的地形地貌测量或航空摄 影测量，为随后的项目规划，项目设计和施工组织构成了重要的基础。 例如，图纸的设计工作应在工程测量的基础上进行操作，借助于现代测 量技术（如航空倾斜摄影测量技术），获得项目范围内的实景三维模型, 直观掌握地形地貌特征和所有建筑物的细部特征，从而帮助工程设计人 员更加科学的、合理的规划施工图；避免工作人员在施工过程中由于施 工障碍涉及设计变更；另外，还可以更好的帮助技术人员制定出高质量 的施工计划和技术措施，以保证项目在规定的时间内成功完

31、成，从而充 分保证施工单位的经济效益，找出最优的方案。因此，借助现代的测量 技术，可以为工程项目提供准确的数据，加快工程项目的进度，从而有 效地促进了工程项目的正确发展。1.3.2 确保精确定位在施工建设阶段，工程测量技术的最主要任务就是根据设计的要求, 在实地放样出道路中线、道路圆曲线测设、规划红线放样、以及建筑物 平面位置和建筑物高度精确标定，是有效的将设计转为实物施工的重要 前提步骤，并以此作为该工程项目施工和安装的主要依据，并能够根据 施工进度表，在理想的质量条件下顺利进行工程项目的实施。工程测量 定位的精度对于工程的设计和施工产生着直接的影响，测量时如果出现 了偏差，就会导致整个项目

32、工程工期的延迟，甚至返工，从而影响到工 程的整体质量。简而言之，工程项目建设过程的顺利进行离不开现代工 程测量技术，而工程测量技术以其可靠的精度为整个建设过程的顺利进 行提供了基本保证。1.3.3 保证工程质量工程项目竣工后营运管理阶段的测量，竣工验收是项目中的重要环 节之一，包括竣工的量、监视工程安全状况的测量。在这项工作中，为 了确保建筑质量符合项目的质量要求，将涉及很多测量工作。在完工验 收环节中，工程师可以通过准确的测量数据来完成工程测量报告的编制, 从而使测量报告更加准确，高效。竣工验收服务可以使用此前己经完成 的测量报告进行检验验收，以此来有效提高验收成果质量。利用这份报 告，使得

33、项目的监督进一步保证，也增强了项目投产后的安全性和可靠 性，对建设单位提高公司形象和社会效益有很大帮助，有利于公司健康 长远的发展。第2章 公路桥梁建设现代测量技术的发展2.1 GNSS技术在公路桥梁测量中的应用2.1.1 GNSS技术概述全球卫星导航技术，由空间卫星段（空间部分），地面段（地面监 控部分）和用户段（接收机）三部分组成的全球定位系统。对工程测量 区域进行卫星定位和信息分析的先进技术。由于其全天候、快速定位、 精确授时、实时性、精确性高、操作简便和全球性等技术特点，在船舶 运输，公路交通，铁路运输，海上作业，渔业作业，森林火灾预防，环 境管理监测等领域应用广泛。GNSS在桥梁测绘

34、工程方面的主要工作原理：GNSS系统的卫星星座 主要由24颗卫星组成（21颗正式的工作卫星和3颗活动备用卫星）均 匀分布于6个轨道面上，轨道倾斜角55 oGNSS系统的实际应用过程中， 卫星可以向接收机发送带有时间和位置信息的无线电信号，接收机在接 收卫星所发送的信息以后，测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的 距离即通过测量无线电信号在空中传播的时间来完成。系统有24个时钟 来控制遥测信号和广播定时卫星。每颗卫星的时钟都与内部GNSS系统同 步，与此同时，每个用户的接收器时钟也与内部系统时间同步。当用户的 接收器接收到包含卫星发送的同步信息的遥测信号时，内部系统将自动 计算信号的到达时间，然

35、后根据适当的公式可以计算出卫星与用户之间 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。差分GNSS 定位，即基准站发送改正数，由用户站接收并对其测量结果进行改正, 以获得精确的定位结果，见图2-1所示。图27 GNSS差分系统的示意图GNSS技术实际工程应用，其主要采用经典静态定位测量、快速静态 定位测量和实时动态定位测量。经典静态定位测量，需要至少2台或2台以上接收机，布网通常采 用点连式、边连式、网连式或混连式，分别安置在一条或数条基线的两 端，同步观测4颗以上的卫星，定位经典可达到mm级，特别适合测区 范围大，带状地形公路、高速铁路或是测量技术受自然因素的限制程度 较高（如跨

36、河流大桥、隧道）等工程项目的控制测量。解算独立型基线 矢量以及各站同步的观测卫星，网平差时，受到传算的误差影响较小。快速静态定位测量，需要2台接收机，在测区的中间位置设置一基准站，安置一台接收机连续跟踪所有可见卫星，另外一台依次到各个设 站点观测数分钟，定位精度12cm,适合控制网加密，小区域范围工程 测量。实时动态定位测量，首先在某一起始点上，静止地观测数分钟，以 便进行初始化工作。之后，测量员携带接收机按预定的采样时间间隔自 动观测或按测量键进行观测，并连同基准站的同步观测数据，实时的确 定采样点的空间位置。定位的精度可达厘米级。这种模式，要求在观测 过程中，保持对观测卫星的连续跟踪。一旦

37、发生失锁，则需重新进行初 始化，实时动态测量模式，主要应用于航空摄影测量、道路中线测量、 以及运动目标的精度导航等。GNSS技术定位测量所需的时间较短，无需观测站之间进行通视，就 能使三维地理坐标的位置更加精确和立体。较比传统测量技术，GNSS测 量精度高，较于传统的导线测量减少了观测误差；观测时间短；操作简 单方便，接收机个头越来越小、智能，方便携带，测量时，只需将天线 进行对中，整平，量取天线高，最后打开仪器电源开关切换到相应的工 作模式即可以自动进行测量，通过数据后处理，便可得到待测点的三维 坐标；各控制点之间无需通视；全天候工作；提供三维坐标；GNSS测量 没有累计误差；减轻了测量人员

38、的劳动强度。GNSS技术借助强大的性能 优势在公路桥梁工程中也有广泛的应用，在施工前提供可靠的位置参数, 同时在施工中对施工方向进行精准判断，保证了施工的准确性。如公路 带状地形图测绘、高程控制、桥梁结构的变形监测等，从而实现公路桥 梁测量的现代化。2.1.2 GNSS在公路放样测量中的应用在上海市祁连山路大桥工程施工中，采用现代化测量技术，以华测 GNSS接收机介绍SHCORS-RTK技术（网络RTK技术）在路桥工程中的应 用。接收机手薄中的“测地通”软件可直接导入道路设计数据，到现场 施工放样。打打开手簿测地通软件，设置好GNSS主机工作模式，利用 已有的坐标转换参数或点校正方法，将测出的

39、WGS84坐标转换成当地坐 标。打开【测量】界面模块道路放样界面，新建一测量任务，导入设计 文件，自动生成中桩数据。设置好道路的起始里程桩号，根据右侧道路 放样距离提示，放样道路点，点击【测量】进入测量模式测量并保存道 路点。点击加减桩号按钮，进入下一个点的测量模式。依次进行各道路 中桩的放样和测量，如图2.2所示，红色十字圈为道路里程桩位置，蓝点 为RTK所在位置。并打入木桩标记。机械施工完成后，再利用软件中的 道路检核功能，检查是否达到设计要求。道路中边桩放样时，图形文件 能将道路板块完全显示出来，道路加宽或变窄，也能很直观显示；放样 边桩时，当前位置和图上的边线能能够完全重和。公路放样中，除了直 线段外还有曲线段，选择菜单栏【道路】一【平曲线】，弹出“平曲线” 对话框，可选择交点法或元素法标签页进行道路数据编辑。也可采用【工 具】一【导入交点数据】和【导入CASS格式数据】，来批量导入交点 法数据和折线数据。相较于传统公路中线放样，往往需要两两相互通视 高等级控制点，使用经纬仪或全站仪，采用导线测量方法，加密控制网， 而后进行中线放样。道路中线点放样，则是根据设计文件提取特征点作 为放样点坐标，人工计算的数据量非常大，测量效率也低。另外施工现