水利工程測量中GPS技術的應用研究

李明旭 王嬋嬋

【摘要】對我們國家來說，最重要的經濟命脈就是水利工程，要想我國的經濟建設速度越來越迅猛就要著重加強我國的水利工程建設。水利工程勘測中對GPS的應用，有效的提高了勘測精度和勘測效率。非常重要的一點，也是采用GPS技術測量的關鍵，就是在運用 GPS技術進行水利工程測量的時候，一定要特別注意觀察測量結果的精確度和實用性。

【關鍵詞】GPS技術；測量；經濟高效；水利工程

引言

在工程建設之中，勘測和設計是非常重要的。每一個完美的工程背后都有著高質量的勘測設計。為了水利工程建設服務的測量設立了專門的在工程測量學的范疇之中的水利工程測量。而全球定位系統衛星定位技術就是非常重要的一個測量技術的分支。把GPS技術應用到水利工程測量中會更加的經濟高效，方便快捷并且十分精準。在面對不同的水利測量實例時，因地制宜，合理利用GPS技術，水利工程測量發展會更加的顯著。

1、GPS在水利工程測量中的應用特點

1.1 航空攝影測量。就水利工程來說，測量區域大部分都是狹長條帶，基本都是比較長的線路并且樹林非常茂密，通視條件也不太好，布設像空點距離較遠并且比較分散。用GPS進行測量，完全可以解決掉傳統控制測量時所產生的難以確保工程進度等問題，并且時間也會縮短。

1.2 平面控制測量。傳統導線測量被GPS技術取代了，GPS技術可以根據工程的實際情況，進行快速定位、實時動態定位，并且它的定位精度非常精準，誤差很小，給予部分碎部、控制網測量。并且，在非常短的觀測時間下，16分鐘左右就可以在20千米內實現相對靜態定位。

1.3 高程測量。把水準測量和GPS測量結合，確定區域水準高程，密度、水準測量是觀測點的要求，一般來說，分布都比較均勻。運用GPS定位技術，能精密確定觀測點高程差，根據建立的水準面數學模型，得到特定點正常高程值。

1.4 放樣測量。就水利工程測量來說，有線路放樣和點放樣兩種選擇。在實行線路放樣時，根據室內線路中心線，來控制彎道元素的中心，文件參數和線坐標轉換可以傳輸到GPS流動站，根據樁號同中心線、樁號同放點關系，就可以直接現場放樣。在實行點放樣中，把放樣點、靜態網點坐標轉換傳輸到GPS流動站，根據所放點標識，可以直接實地放樣，放樣精度非常準確。

2、GPS在水利工程工程測量中存在問題

2.1 精度受距離影響

基準站和流動站的偽距觀測值在一定的范圍內有著關聯性。在距離不斷增大的情況下，定位精度也會慢慢降低。廣域差分會把各種誤差源模型化。參考站會被電離層和對流層模型參數取代，偽距修正信號發送給用戶，能夠使動態用戶定位精度不受基準站與流動站距離的影響。

2.2 多路徑效應

在水利工程過程中，非常大的面積是水域，會對接收衛星信號的多路徑效應產生嚴重影響，也是影響GPS在水利工程中大面積應用的一個主要原因。在天線下面增加抑徑板或抑徑圈的方法可以減小；加拿大公司研制開發的兩種技術都可以大大的減少誤差，雖然在國內還沒有詳細報道，但卻表現了GPS有很大的可能性可以應用在水利工程中。

2.3 垂直位移精度較低

截止到目前，GPS監測垂直位移的精度比水平位移的精度大約低了兩倍較高，所以在水利工程勘測階段、高精度變形監測中還不能夠用GPS同時精確測定水平和垂直位移。GPS高程測定精度較低的主要原因是高程異常的不確定性。目前為了提高GPS高程測量的精度可以通過用GPS水準、曲面擬合的方法。

3、GPS技術在水利工程測量中的應用及操作

3.1 GPS技術的應用

隨著科技的發展，GPS技術在水利工程測量中有非常多的應用。本文列舉兩個：①GPS測量技術中的外業測量②GPS中的布網工作

3.1.1 GPS 的外業測量

選點是GPS的外業測量重要的一步，所以為了確保正確的測量結果，在進行選點時，要做好準備工作。GPS的觀測工作有兩個主要的方面是開機觀測方面和無線安置方面。在進行無線安置工作時，先設置一個安置正常點，再把與其相應的天線固定在三腳架平臺上，并且要把標志中心和安置在標志中心的上方相對應，天線基座上的圓水準氣泡一定要整平。當有風的天氣來臨時，就要把無線進行三面方向的固定。

3.1.2 GPS布網工作

GPS的布網工作主要有：相屬的帶狀工程測量和對線路，比如引水工程等，大部分是由點連式或邊連式的結構的三角鎖同步圖形的布網方式，和工程樞紐地區運用的邊連式或網連式的布網方式一對比，運用點連式或邊連式的布網方式更可以增強強網形的幾何強度，才能夠提高 GPS控制網中得到的數據的穩定性與精確性。

3.3 GPS技術的操作

3.3.1 選點

GPS技術是靠信號進行衛星以及地面設備的連接，所選的點位周圍一定范圍內不可以有高壓輸電線、障礙物或對信號傳送與接收不利的物品，這樣才能夠防止GPS信號被干擾或被遮擋的現象發生；為了方便保存所選的點和對其他觀測手段的擴展與聯測有利，所選的點所在的地面基礎要足穩定、交通夠方便。

3.3.2 觀測

GPS進行水利工程的測量技術與傳統的技術上有著很大的不同。要選擇良好的天氣來進行水利工程測量，如果測量時天氣狀況不好時，比如刮風、雷雨天氣時，要對天線實施固定和防雷擊天線的安裝工作；對于測量來說，是不能夠以一次的測量結果為準，因為每一次測量都存在著一些隨機變量，大多數都要進行不少于三次的測量，作為參考的就是三次測量的平均值。但是GPS技術有著非常高的準確度，如果出現偏差也不會超過一定的數值，不然就需要對設備進行調整工作，保證每次的誤差會在一定的數值之內。

結語

隨著我國經濟的發展，水利工程的建設會越來越重要，就可以采用GPS技術，它能夠有良好的測量定位效果，降低勞動強度。在測量過程中，具有測量數據高精度、測量時間短等優點，可確保測量的可行性、可靠性和精度。目前GPS技術還未成熟，在實際操作中可能會出現一些問題，但是可以通過廣大的測量人員去處理改進，一定會越來越好的。

參考文獻：

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