水利測量工程中GPS的作用

戴國濤

摘 要：隨著我國科學技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS全球定位系統(tǒng)被開發(fā)和研制出來，從20世紀初期開始，GPS全球定位系統(tǒng)就被應用到我國衛(wèi)星導航等當中，隨著GPS技術(shù)應用范圍的不斷擴大，該技術(shù)在各個領域當中的作用也越來越大，不僅在我國航空航海當中得到了應用，也在我國水利等測量工程當中得到了有效應用。如今，相關(guān)部門對我國水利測量工作的要求越來越嚴格，要想提高水利測量工程質(zhì)量，必須應用更多更好的先進技術(shù)，而GPS技術(shù)就是水利測量工程當中的主要應用技術(shù)之一。

關(guān)鍵詞：水利測量工程 GPS 應用 作用

中圖分類號：TV523 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0079-01

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，水利工程科學技術(shù)的發(fā)展速度越來越快，同時水利測量要求也越來越高。因此必須引進高科技技術(shù)來保障水利測量工程質(zhì)量。GPS作用是比較多的，不僅有實時導航作用，還具備定時功能，且具有抗干擾性較強的特點。通過應用GPS，可以讓用戶及時掌握三維坐標以及其他相關(guān)信息。如今GPS技術(shù)已經(jīng)變得越來越成熟，應用范圍也越來越廣泛。

1 GPS系統(tǒng)組成和工作原理

1.1 GPS系統(tǒng)組成

CPS系統(tǒng)主要包括兩個主要組成部分，第一大組成部分是空間衛(wèi)星群，該衛(wèi)星群主要包括24顆衛(wèi)星群，這些衛(wèi)星群的高度最大可達到20萬km，這些衛(wèi)星群主要分布在多個軌道上，各個軌道之間都有相同的交角，無論在何時何地，衛(wèi)星信號都能被正常接收到，接收速度也是比較快的。

第二大部分是地面控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)主要包括監(jiān)測站，監(jiān)測站的數(shù)量有5個，還有注入站，注入站的數(shù)量有兩個，另外還有主控站，主控站的數(shù)量有一個。各個站點都會發(fā)揮出自己的作用，主控站可以進行數(shù)據(jù)觀測和參數(shù)改正；注入站可以進行數(shù)據(jù)注入，注入目的地是衛(wèi)星表面；監(jiān)控站可以進行信號接收，還可以完成衛(wèi)星情況監(jiān)測工作[1]。

除了兩大主要組成部分之外，GPS系統(tǒng)還包括用戶組成部分，主要是用戶設備，比如氣象儀器等，不僅可以完成信號接收工作，還可以完成定位導航工作。

1.2 工作原理

GPS系統(tǒng)屬于一種衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，首先要進行接收機架設，就可以在相同時刻進行導航電文接收，然后進行相關(guān)信息和數(shù)據(jù)處理，通過精確計算最終得出接收機距離GPS衛(wèi)星的距離，也可以確定衛(wèi)星所在具體位置，即衛(wèi)星的三維坐標[2]。一般來說，在GPS測量過程中用到的坐標系統(tǒng)包括兩大類，第一類是固定的，第二類和地球體相聯(lián)的。但在具體的測量當中，必須進行相關(guān)參數(shù)轉(zhuǎn)換和相關(guān)坐標類別轉(zhuǎn)換，最終才能計算出衛(wèi)星所在三維坐標。

2 水利測量工程中GPS的作用

2.1 大大提高定位準確度

自從GPS系統(tǒng)研制出來以后，就得到了不斷的完善。至今為止，GPS全球衛(wèi)星導航定位已經(jīng)精確到了厘米。大量水利測量工程應用表明，在50 km定位當中，GPS定位可以精確到10 mm，在100～500 km定位當中，GPS定位可以精確到100 mm[3]。在水利測量工程當中應用GPS，可以大大提高定位準確度和測量結(jié)果準確性，尤其是在那些地形特別復雜的區(qū)域內(nèi)，GPS定位技術(shù)的抗干擾能力是比較強的，盡管環(huán)境惡劣，還是可以測量出準確的結(jié)果。

2.2 大大縮短測量時間

GPS主要是依靠24顆導航衛(wèi)星等完成定位導航工作，GPS導航的信號可在范圍是特別廣泛的，可以覆蓋全世界，也可以長時間持續(xù)工作。所以，應用GPS系統(tǒng)不僅可以大大縮短測量時間，還可以加強測量全過程情況監(jiān)控。相關(guān)研究結(jié)果表明，運用GPS進行水利工程測量，每次得出數(shù)據(jù)的時間短至幾秒鐘。在水利工程測量當中，測量速度快以及監(jiān)控無間隔的優(yōu)勢是十分明顯的。通過應用GPS，測量人員可以及時掌握險情，及時發(fā)出警報，使得人們可以在最短時間內(nèi)采取有效措施。另外，快速度的測量還可以大大縮短水利工程測量工期，更加利于水利工程維護。

2.3 大大提高測站效率

在水利工程測量當中，測量站點是比較多的，特別是那些大型河流。以往利用傳統(tǒng)技術(shù)進行測量的時候，就會遇到站點通視問題，由于測量站點之間的距離比較大，因此測量起來是特別不方便的。這就不利于兩站點之前工作人員的溝通和交流。在應用GPS系統(tǒng)之后，可以在站點之間建立信號發(fā)射平臺，有效落實站點之間信號交換工作，有效解決了站點之間通視問題，大大提高了站點工作人員溝通效率。

3 水利測量工程中GPS的應用

3.1 外業(yè)測量

在水利工程測量當中，外業(yè)測量是比較重要的，但也是比較困難的。但應用GPS之后，該問題就能得到解決。通過應用GPS，可以首先完成準確選點工作，確定導航基站具體位置，在選點工作當中，必須完成無線安置和開機觀測工作[4]。在無線安置方面，通過應用GPS，首先進行正常點安置，把天線固定在平臺上，保證天線和標志中心在一個方向上，還要保證天線基座當中的氣泡平整。要定期做好基座加固工作和防雨防潮工作。

3.2 布網(wǎng)

在水利工程測量當中要進行布網(wǎng)，布網(wǎng)要用到GPS導航儀器進行測量點全過程監(jiān)測控制。通常來說，GPS系統(tǒng)布網(wǎng)主要包括邊連式布網(wǎng)和點連式布網(wǎng)兩種，在邊連式布網(wǎng)當中，可以進行導航基站設立，把測控點確定在三角形核心位置上。在點連式布網(wǎng)當中，可以在河道附近進行基站設立，最終形成測控系統(tǒng)[5]。

3.3 高程測量

在水利工程高程測量當中，應用GPS系統(tǒng)可以解決高程數(shù)據(jù)精確性問題，就算在那些環(huán)境惡劣的地區(qū)，應用GPS系統(tǒng)也可以及時掌握水準測量信息，通過水準數(shù)學模型的有效建立得出高程異常具體差距。

4 結(jié)語

綜上所述，水利測量工程當中GPS的作用是比較大的，應用也是比較廣泛的，但至今該導航技術(shù)的發(fā)展仍舊不太成熟，因此相關(guān)部門必須加大GPS導航技術(shù)創(chuàng)新，采取有效措施提高GPS水利工程測量水平。

參考文獻

[1] 李志廣.淺論水利測量工程中GPS的應用[J].黑龍江科技信息，2013（35）：107.

[2] 于景杰.芻議測繪新技術(shù)在水利工程中的應用[J].黑龍江水利科技，2010（38）：217-218.

[3] 陳佳華.GPS-RTK技術(shù)在水利渠道測量工作中的應用[J].商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2013（10）：863.

[4] 楊瑞然，隋偉，隋闊，等.淺析公路工程控制測量中GPS的應用[J].建材與裝飾，2013（3）：169-170.

[5] 楊忠文.對水利水電工程測量技術(shù)及其發(fā)展的探討[J].數(shù)字化用戶，2013，19（35）：51.endprint