關于GPS技術在水利水電工程勘測中的應用分析

蔡迎賓

【摘要】隨著科技的發展，GPS技術的逐步完善，并廣泛應用于水利水電工程勘測中。GPS測量技術除了在雷雨天氣下有所限制，不受任何天氣因素影響，其優越性是其他勘測方式無可比擬的。定位技術在水利水電工程勘測中的應用，突破了勘測技術領域的局限，給勘測技術領域的發展起了十分重要的作用。本文介紹了GPS勘測技術概述以及GPS全球定位系統測量技術的特點，對水利水電工程勘測中GPS技術的應用進行了分析，以供參考。

【關鍵詞】GPS技術；水利水電；工程勘測；應用

一.GPS技術概述

GPS定位技術，在水利水電工程測量領域的應用也是十分廣泛的，該技術的應用正在日益發揮其巨大作用。比如說，利用GPS進行各級水利水電工程控制網的測量、利用GPS進行機載航空攝影測量、GPS用于精密水利水電工程測量和水利水電工程變形監測、利用RTK技術進行點位的測設等等，這些測量都離不開GPS定位技術。特別是在災害監測領域，GPS能夠對地震活躍區的地震監測、油田下沉、大壩監測、地表移動和沉降監測等，更為甚至還可用來測定極移運動和地球板塊的運動。總之，GPS定位技術的應用是十分廣泛的，作用是十分巨大的，在我國許多行業、許多領域，都離不開GPS定位技術。本文主要探討的是其在水利水電工程勘測中的應用，并不是說其在該領域的作用最大，只是就這一方面進行探討。

GPS定位技術在水利水電工程勘測領域的應用日益廣泛。GPS定位技術在勘測領域里的應用主要表現在大地測量方面，可以說此項技術基本取代了常規測角、測距手段建立起的大地控制網。在現實生活中，通常稱應用GPS衛星定位技術建立的控制網叫GPS網。在實際應用的過程中，GPS網主要分為這樣兩大類：其一是全球性或全國性的高精度GPS網。這類GPS網中，相鄰點的距離遠，大多在數百公里至上萬公里，這類網其主要任務為一些科學研究服務，充當全球高精度坐標框架或全國高精度坐標框架。比如說，為全球性地球動力學和空間科學方面的科學研究工作服務，或者用以研究地區性的板塊運動或地殼形變規律等問題。這些研究跨越的地理范圍廣，測量難度大，利用GPS定位技術很好地解決了這些難題，為這些領域的發展，提供了技術支持。其二，區域的GPS網，這是局部地區網，比如，常見的GPS城市網、礦區網和水利水電工程網等等，這類網的相鄰點間的距離斷，基本上距離為幾公里至幾十公里。這類網的主要任務是直接為國民經濟建設服務，也就是直接影響我們生產生活的網絡。

二、GPS全球定位系統技術的特點

GPS全球定位系統技術較傳統的測量技術有明顯的進步，其顯著的特點主要表現在以下幾個方面，GPS測量技術測量結果的準確性更高，速度更快，且全天都可以進行，在傳統測量的基礎上還增加了許多新的功能，與計算機技術相結合使得測量的操作大大的簡化，降低了對操作人員專業知識的要求，擴大了其使用的范圍和領域。

1、定位的準確性更高。根據相關研究數據及實際操作證實，GPS定位的準確度較傳統的定位方式有明顯的提高。比如應用于300m～1500m的水利水電工程定位，進行1小時以上觀測的數據誤差僅在1mm之內，較ME-5000電磁波測距儀測測得的數據精確度有明顯的提高。

2、操作更簡單。隨著GPS勘測技術與各先進技術的手段不斷結合，其操作方法得到了大大的簡化，同時使用的范圍也隨之擴展。GSP操作的集成化、自動化程度較其他勘測手段有明顯的提高。由于GPS的勘測功能豐富適合勘測內、外業等領域的應用。工作人員通過軟件系統進行作業的操控，減少了人工勘測的誤差，在減少工作人員工作量和專業要求的同時極大地提高了操作過程中的準確度。

3、觀測速率明顯高。從GPS系統誕生以來，一直以較快的速度發展，隨著科技的發展，軟件的功能的增加日趨完善。現在僅用15min就可以對20km以內的靜態目標進行精確的定位；基準站與各流動站的距離在1.5km以內時，進行快速靜態相對定位的測量，流動站觀測僅要不到2min的時間即可以準確定位，在此之后可以隨時對目標進行定位，各站之間的觀測差距在幾秒鐘之內。

三、在水利水電工程勘測中GPS技術應用

GPS技術已經被廣泛的應用在了各個不同的水利水電工程勘測領域之中。比如：三峽水利水電樞紐，小浪底水利水電工程等水利水電工程勘測中都用到了GPS技術。下面著重講解GPS技術在水利水電工程勘測中的應用。GPS技術在水利水電勘測中的應用主要包括以下部分：GPS的外業勘測，GPS的布網以及實時動態勘測技術的應用等等。

1、實時動態勘測方法。在某一個已經經過一定檢測的點之上新機站的設立。同時在機轉子上安裝上一臺GPS接收設備，使得所有的衛星都能在這一過程中進行現場勘測。并且通過無線電傳送的方式將所有GPS觀測技術。所觀測到的各項數據傳回到流動信息接收站中。流動站在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電接收設備接收基準站傳輸的數據，依據相對定位的基本原理，基準站及流動站將該數據與本身觀測到的數據進行差分解算，從而得到兩觀測站之間的相對位置，解算出流動站所在位置的三維坐標并實時存儲和輸出。

2、GPS外業勘測。在GPS技術進行戶外作業的過程中，選擇一個良好的測量點是整個測量工作的關鍵。測量點的定位準確與否對于整個勘測水利水電工程的結果精確性，有著極其重要的作用。所以在開始整個勘測工作之前就必須要做好各項充分的準備。而在準備工作之中主要包括了，對勘測地區的地理位置、標架、標型等情況進行詳細的收集，這些準備工作都是保證選點能否精確的關鍵因素。GPS技術在進行觀測的過程中主要是使用開機觀測以及無線安置的方式來進行，這與以往較為傳統的測試有著極大的不同。在進行GPS安置的過程中必須要在已經精確選好的定位點之上，將GPS設備安裝在三腳架之上。同時要保證天線基座與標志上方的中心對準的情況下進行勘測的過程中，還應當對三個不同的方向進行固定。

3、GPS布網工作。GPS技術在進行布網工作的過程中其主要的勘測工作就是對線路以及帶狀的水利水電工程進行勘測：例如對引水水利水電工程。水利水電工程等進行勘測的過程中，在這一過程中進行勘測時都是使用點連式或者邊連式的方式，來對三交所同步圖形進行發展。而這對于水利水電工程樞紐區域進行施工控制網以及電信監控網勘測的過程中，就主要是使用邊連式、網聯式的方式來進行布置。這能夠最大限度的增強網格自身的精度和強度，從而使得GPS控制網格自身的數據精確性和準確性能夠得到相應的保障。

結束語

近年來對水利水電工程勘測中使用GPS勘測技術的研究越來越多。GPS勘測技術自身有著極為明顯的優點，并且能夠廣泛地應用在各個項目工作中，而通過GPS技術來進行的勘測水利水電工程勘測，能夠使得勘測的結果獲得最高的精度和準確性。

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