GPS系統(tǒng)技術在水利工程測量中的應用分析

許棟 郭金星 代永輝 蓋永智

【摘要】隨著科學技術的不斷發(fā)展，GPS 技術已在許多領域得到了廣泛應用。GPS 技術在水利工程測量的應用是水利工程的一項重大技術革命，GPS 因其所具有的特點：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等，使得在測繪領域得到極大的發(fā)展和應用，促進了水利工程測量的發(fā)展。本文主要介紹了 GPS 技術的發(fā)展現(xiàn)狀、特點以及在水利工程測量中的具體應用。

【關鍵詞】GPS 技術；工程測量；應用

1、GPS 技術的概述及在水利工程測量中發(fā)展現(xiàn)狀

當前水利工程測量已經受到越來越多的重視，好的測量方法和測量技術也成為人們重點發(fā)展方向。隨著社會的發(fā)展，各種測量方法和測量設備也不斷的被發(fā)現(xiàn)，GPS 技術也就是在不斷的發(fā)展中出現(xiàn)的。GPS 技術在水利工程測量中，以其高效率，低成本，高精度，不需要通視等特點受到人們的歡迎。在水利工程測量中得到不斷的應用。GPS是無線式導航系統(tǒng)，其系統(tǒng)基礎為已經發(fā)射的地球衛(wèi)星，通過測量地面三維坐標來實現(xiàn)導航或者定位。隨著經濟的發(fā)展，我國水利工程測量面臨前所未有的機遇和挑戰(zhàn)，而 GPS 測量技術又具有很多優(yōu)點，所以，GPS 測量技術在水利工程測量中得到了越來越多的應用。GPS 技術在水利工程中的初級應用是：用 GPS 靜態(tài)或者快速靜態(tài)方法建立沿線總體控制測量；同時，在水利工程施工階段為閘門、渠道、堤壩建立施工控制。而更高一級的應用是在水利工程測量中采用 RTK 技術，即所謂的實時動態(tài)定位技術。它將在水利工程測量中具有更加廣闊的應用前景。隨著我國國民經濟的快速增長，水利工程建設迎來前所末有的發(fā)展機遇，這就對勘測設計提出了更高的要求。隨著水利工程勘測設計行業(yè)軟件技術和硬件設備的發(fā)展，水利工程勘測設計已實現(xiàn) CAD化，有些軟件本身還要求提供地面數字化測繪產品的支持；建立勘測、設計、施工、后期管理一體化的數據鏈，減少數據轉抄、輸入等中間環(huán)節(jié)，是水利工程勘測設計內外業(yè)一體化的要求，也是影響水利勘測設計技術發(fā)展的瓶頸所在。目前水利工程勘測中雖已采用電子全站儀和電子水準儀等先進儀器設備，但常規(guī)測量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制，作業(yè)強度大，且效率低，大大延長了設計周期。勘測技術的進步在于設備引進和技術改造，在當前的水利工程測量中 GPS 技術被廣泛應用。

2、GPS技術的特點

2.1 能丈量并不規(guī)則的區(qū)域

GPS 技術并不只是可以對于規(guī)則區(qū)域進行處理，同時對于較大面積區(qū)域，采取航線測量面積的形式來進行衡量，然后根據航線的路線繪制出一條軌跡，通過數值計算，求解出軌跡包圍范圍內的面積大小.

2.2 測站間不需要通視

就實際情況來說，GPS 技術最大優(yōu)點就在于其本身并不需要有通視，尤其是在布置長達隧道施工控制網點的時候，選取地點布置網絡也就顯得非常靈活方便；與此同時，也可以省去很多二點和傳算點，進而在很大程度上降低工作成本。

2.3 較高的測量精度，能夠全天候工作

GPS 技術不僅可以為使用者提供有連續(xù)實時的三維位置，同時還可以提供精確時間，并且能夠在任何天氣環(huán)境下全天候的進行工作；另外，GPS 技術也采用了差分定位的技術，從而可以使測量精度達到毫米的級別。就目前情況來說，GPSRTK 技術可以在很大程度上確保在動態(tài)情況下厘米級的精度，進而可以滿足對于水下平面位置的精度要求。

3、GPS技術在實際水利工程測量中的應用

3.1 在堤防工程施工測量中的應用

在如今的水利水電工程應用中，如果簡單采取常用形式對堤壩工程進行測量，那么氣平面和高程就需要分級別進行布置，其中平面控制點就需要通視技術，分層競速并不是非常均勻，誤差積累也相對較大，另外考慮到觀測測回數目較多，觀測的精確程度較大，以及受到觀測環(huán)境的影響，高程測量不僅費時，也非常費力，有的時候還需要返工。然而如果充分利用動態(tài)測量的話，那么各個平面的控制點之間就不存在積累傳遞的現(xiàn)象，誤差的傳播途徑也會在一定程度上得到減小，進而使得控制點的精度得到提高。

3.2 在大型水工建筑物變形觀測中的應用

如果采取了 GPS 技術，那么就可以實時進行變形觀測工作，就現(xiàn)實情況來說，如果能夠放置儀器的話，那么就可以很好地實現(xiàn)目標點的變化工作，此時并不需要對基準點來進行設定，假設出現(xiàn)某種原因而使得觀測點不能夠很好設置的話，那么GPS 測量就可以快速方便的對基準點穩(wěn)定性進行核定，不需要布置繁瑣的參考網絡，進而減少工作的時間，在一定程度上提高工作的效率。

3.3 GPS 外業(yè)測量中的應用

GPS 外業(yè)測量中，選點是關鍵。點的定位對于保證測量結果的正確性具有非常重要的意義，因此要在選點前做好充分的準備工作，包括收集和了解有關測區(qū)的地理位置，標架，標型的完好狀況等等。這都是做好選點的關鍵。GPS 的觀測工作主要體現(xiàn)在無線安置和開機觀測，這與常規(guī)測量有很大的不同。無線安置工作中，要做到在正常點位，天線應架設在三腳架上，并安置在標忐中心的上方直接對中，天線基座上的圓水準氣泡必須整平；在有風天氣中，應將無線進行三方向固定。

3.4 GPS 布網工作中的應用

關于 GPS 布網工作如下：對于線路及帶狀工程測量，例如引水工程等，通常都采用點連式或邊連式組成連續(xù)發(fā)展的三角鎖同步圖形，而對于工程樞紐地區(qū)的施工控制網和變形監(jiān)測網，通常則采用邊連式或網連式布設，以增強網形的幾何強度，提高 GPS 控制網的可靠性和數據精度。

結語

總之，GPS 系統(tǒng)技術在水利工程勘測中的應用，對水利工程勘測手段和作業(yè)方法產生了突破性的發(fā)展，極大地提高了勘測精度和勘測效率，在實際水利工程測量中在利用 GPS 技術進行測量的時，要特別注意測量結果的精確度和實用性，這是采用 GPS 技術測量的關鍵所在。隨著我國科學技術的發(fā)展，GPS 技術在今后的發(fā)展，在其功能方面將會更加完善，性能更加先進，針對不同的水利測量實例，因地制宜，合理利用，GPS 技術將為水利工程測量帶來更加顯著的發(fā)展。

參考文獻：

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