GPS技術在水文水資源監測方面的應用

廖瑋燦

（河南省信陽水文水資源勘測局，河南 信陽 464000）

GPS技術是我國當前最先進的技術，它是一種精確度高、效率高的快速測量技術，而且能把動態轉變為靜態定位測量，達到毫米精度。RTK技術是實時動態定位，測量的精度一般達到厘米，它與先進的導航測量系統軟件和測深系統相配合，實時監測，現場成圖，大大縮短了水下地形的成圖周期，同時也提高了水文水資源的質量。

1 目前網絡RTK系統具備的主要功能

1.1 采用vrs系統技術來實時定位，然后為實時定位提供差分數據。

1.2 實時數據訪問時可以采用GPS技術數據通信方式，然后再通過internet進行精密定位，為用戶提供數據服務。

1.3 把基準網絡系統轉變為高級性能的GPS跟蹤站，然后對國家的地殼形變進行監測。

1.4 服務范圍:對陸地或者海上導航等各個位置進行定位、采集、更新、測繪、地殼監測、規劃、變形監測等。

2 GPS技術在水文水資源監測的應用

水位數據自動采集及實時傳輸系統:水位是水面漲落的具體反應，對抗澇抗洪有著非常重大的影響。

2.1 系統的研制

2.1.1 局部精密高程轉換模型的建立

GPS技術的監測主要目標是對高程的監測，對水位測量時最好采用建立高程轉換模型的國家“85”高程，這樣才會讓大地高程轉換為“85”高程。

2.1.2 實時水位的提取

提取RTK高程數據時，可以在PDA上編制軟件，然后建立高程轉換模型，這樣就可以得到國家的“85”高程所表達的水位。

2.1.3 漸進式水位數據的濾波算法研究

為了使水位的數據更精確，我國科學家研究了濾波模型，這樣可以在短時間內將水位的數據進行高程轉換，然后可以利用國家的“85”高程表達的水位。

2.1.4 野外觀測單元子系統的合成

PDA可以把手機的水位數據采用GPRS的通訊模式直接傳遞給監控中心，為了實現一整個系統，我們必須讓手機系統和PDA系統結合在一起，然后我們才可以向手機傳輸水位數據［1］。

2.1.5 監控單元

數據傳輸后，需要用監控單元來接收這些數據，數據的接收由數據管理單元（固定電話、手機模塊）或者數據管理單位（中央計算機）組成，然后對這些數據的編碼進行妥善管理，并在其過程中管理好水位數據。

2.1.6 智能監控數據的建立

要想實現對野外測量單位的智能監控，我們必須采集水位數據并及時傳遞實現智能化，通過采樣間隔設置、數據質量管理實現監控中心對野外單元工作的狀態監測［2］。

2.1.7 GPS與水文模擬

大部分的水文學問題都有很明顯的三維空間性質，而水文模擬的作用就是調節復雜空間的模型,GPS不僅可以管理空間模型，還可以根據水文模塊的空間數據供用戶進行界面操作，而傳統的方法是根據降水量、水位、城市規劃等一些情況的描述來模擬水文水資源的特性，隨著科技信息逐漸發達，我們在利用地圖功能的同時引用信息技術將地形等地理因素變成數字化的理論，為監測水文水資源提供了新的思維方法，然后加一些傳統的水文模型并根據流域參數進行水文模擬。

2.2 系統特色

2.2.1 方便靈活

可以在任何情況和任何狀態下測量水位。

2.2.2 全自動化

不需要工作人員的介入，會自動進行參數設置、接收和發送水位數據。

2.2.3 智能化

指令發布和參數設置不需要在野外執行，只需在計算機完成即可。

2.2.4 高質量的水位數據

濾波技術和網絡RTK技術可以保障水位數據的質量控制。

2.3 洪水調度

洪水調度可以檢測水位的實時變化，把水位變化的各個數據傳送給辦公室，這時計算機會對信息進行控制和處理，并測繪出水位的曲線圖，動態地顯示洪水的泛濫等情況，給遷移人口傳遞相關信息。

3 GPS技術在水文水資源監測其他方面的應用

3.1 流量監測中的應用

早期我們經常采用基線輻射桿六分儀夾角定位法去監測水文斷面等問題，由于獨流河口的距離較長，定性特別的復雜。而且對以前編制的斷面標志無法視看，為了使水文工作保持連續性，河南省信陽水文水資源勘測局利用GPS施測獨流減河斷面，手機高洪期水文資料，從監測的情況來看，GPS系統運行正常，可以解決水文巡測定位難等問題［3］。

3.2 水質監測方面的應用

在對河水中水質量監測的過程中，我們可以利用GPS技術在監測船上進行采樣并確定準確的水位信息和數據，最后對水庫水質量的監測結果測繪成直線圖，并反映出各個物質對水資源的污染程度和規律，這為科學的治理提供了很好的依據。

4 GPS應用展望

GPS技術可以實現對蓄滯洪區的水文水資源的監測。蓄滯洪區是為防洪抗災而建立的一個蓄水區域，準確地掌握蓄滯洪區水文水資源的數據信息，對抗洪抗澇、雨洪資源化利用有很大的幫助，由于以前的科技不發達，很難控制蓄滯洪區的各種信息，而現在我們可以利用網絡RKT技術測量這些信息，可以高效地把握了水文水資源、土壤、管線水利工程、人口、經濟等各類信息，利用專業的計算機處理軟件建立完善的蓄滯洪區信息，為各類相關部門提供了科學的信息，在地下水應用方面，我們可以對地下水進行監測采集，與地下水埋深相結合，計算出地下水的水位信息，解決了地下水遷移的困難。

5 結語

GPS技術的快速發展使我國信息采集和數據準確精度得到保障，信息技術在我們生活的方方面面都產生了很大的影響，因此，我們必須大力發展GPS技術，能更好地利用GPS技術治理我國的水質問題，讓GPS技術應用到我們生活的方方面面。

［1］李先永.淺談GPS手提機及野外定位科［J］.協論壇，2012（11）：99-110.

［2］李變.GPS測資中載波相位差分技術的研究與實現中［J］.國慣性技術學報，2012（19）:23-49.

［3］吳志華.GPS技術在水文水資源檢測的應用［J］.全球定位系統，2013（22）:56-70.