GPS系統在水利工程測量中的應用分析

■席志崗

中國電建集團港航建設有限公司

社會的不斷發展對水利工程的要求越來越高，水利工程是系統性和復雜性極強的項目，隨之進行有效的工程測量對工程建設的質量和安全有很大的影響。有許多的水利工程項目需要在條件艱苦的高海拔地區工作，增大了測量過程中的難度。采用GPS技術，可以有效地避免不良因素造成的影響，促使工作效率的提高。

1 GPS系統在水利工程測量的優勢特點

1.1 測量數據精度高、速度快

GPS技術在測量過程中，除了可以體現一般數據之外，還可以精確的測量到測點所在的三維坐標，有利于用戶在實際應用中進行分析，設計人性化，具有多種便捷功能，例如擁有續航能力、可以不間斷作業等。在高程測量中所得數據甚至精確到厘米值，具體表現在300～1500m范圍進行定位操作時，連續工作60min后，地面測量累計數據的誤差仍可控制在1mm以內，并且在任何惡劣環境下都可以進行工作，可以不受天氣影響完成大面積復雜的測量工作，并提供出精準的測量數據，可靠性強。同時GPS測量技術對不同規格的區域都可以直接測量，采用航線測量面積的方式對地形進行測量，根據測量路線繪制測量軌跡，同時GPS系統相關軟件會根據測量數據進行計算，準確測量出不規則地形的面積。

1.2 降低測量成本和減小測量強度

在水利工程建設中，測量之前首先要確保測量通視條件，同時需要保證一定程度的測量控網結構的完美性，為測量工作增加了難度，但是GPS系統在測量時并不需要通視技術，如此操作也減少了常規測量需要消耗的費用。同時采用一般測量設備會受到地形、天氣環境的影響，而采用先進的GPS技術進行測量會避免這些不良因素的影響，使得測量的數據更加準確，不必因天氣原因等延長工作周期，造成測量成本增多和測量周期延長。

1.3 應用范圍廣泛

由于水利工程項目的不斷增加，測量工作尤為重要。GPS技術與其他技術相比，以其測量精度高、測量速度快、超強測量難度和在惡劣環境下工作都不受影響的特點，而廣泛地應用于各個領域，能運用于水利工程測量、監理以及工程放樣等多項工作，在工作的同時可以和全站儀器聯合操作，合作中優勢互補，為工程測量提供了更加優質便利的服務。

2 GPS系統在水利工程測量中的應用

2.1 實時動態、靜態定位

動態定位需對某一個點進行固定觀測，幾秒鐘就可完成先進設備初始化工作，保證了流動站與基準站之間數據的同步，按照預先設置好的間隔進行規律性自動觀測工作，所采集到的數據，精準度高達毫米值，在工程施工定位中，采用GPS實時動態定位模式，是提高作用效率的重要手段，同時也是GPS技術在該領域應用的關鍵所在。而靜態定位需要使用GPS接受儀，通過觀測靜止的觀測點，在觀測的過程中獲取數據并計算，靜態定位所獲得的數據變化較為平穩，若出現測量數據變化較大的情況，則說明得到的數據有誤差，需要重新測量。相較而言，靜態測量的方法較為簡單，由于自動化程度的不斷完善，獲取數據的精準度也不斷提高。

2.2 GPS外業測量

水利工程測量需要進行大量的外業工作。出于對水利工程周圍地形條件約束的考慮，選擇恰當的設備安置點對測量結果尤為重要，所以選擇正確測量點十分關鍵。在確定測量點之前需要提前做好準備工作，選擇視野良好、穩固性強的高臺，設備安置后將周圍障礙清除，做到將具體工作細分，必須保證收集到的信息和勘測結果沒有偏差。因為GPS技術與常規測量不同，所以GPS在觀測當中，需要注意開機觀測和無線安置的細節問題，在無線安置的過程中，對應點位操作天線架設立在三角支座端，同標志中心進行對癥處理，保證天線底座持平，如果有周圍環境有風的情況，則需將無線固定確保裝置性能的正常發揮。

2.3 GPS布網工作

布網工作也是GPS技術在水利工程測量中一項重要的應用，布網的具體內容包括前期布網所做的網絡設計、布網方式選取以及布網節點的組成方式等。在實際布網中由于地形不同，在測量時需采用不同方法，在工程測量中應用GPS技術通過連接點位的方式，形成的三角鎖同步圖形，通過網絡布置的手段保證水利工程測量控制網的情況，有效處理及時出現的問題。在進行工程網絡布設當中，實施邊連式的網絡布置，可以增強網絡系統的幾何密度，保證獲取到的數據準確度高，為網絡布設控制的精度和高效率工作起到積極的作用。

2.4 GPS系統在水利工程測量中的內業計算

通過GPS網平差和基線解算，來完成計算測量工程的內業。在操作基線解算時，根據工程實踐經驗，先將測量點的準確參數通過GPS系統傳輸給信號接收器，測量結果出來后檢查精度，將閉合差與Ratio值控制在測量誤差范圍內。另一方面，對于測量GPS網平差工作，近幾年有很多商用軟件的研發，在實際操作過程中可以使用。

3 用于堤防工程施工測量

堤壩測量在水利工程中屬于重要環節，在堤防工程測量中，常用的測量技術，需要對平面和高程進行分級布置，對通視要求較高，并且分層競速不是很均勻，在平面控制點測量經常存在較大的誤差。通過采用GPS技術，操作時在堤壩中分級測量，通過多次測量減少誤差，得到結果更精確，同時GPS技術的運用可使平面控制點累計傳遞問題的概率降低，提高控制點的精準度。

4 結語

本文主要對GPS的技術，包括GPS在測量時測站點之間不需要通視、可以準確測量計算不規則地形區域面積、有續航能力可實現全天工作等特點以及在水利工程中的應用進行了簡單分析。隨著社會科技的進步，水利工程對于全國各項領域的發展有著非凡的意義。鑒于GPS技術在水利工程測量中的重要作用，水利工程的相關部門要加大對GPS技術的研發力度，有效運用GPS技術，提高水利工程建設水平。