GPS技術在水利工程測量中運用

韓騫

摘 ?要：水利工程的建設對社會的發展具有重要的意義，不僅僅可以為農業生產提供必要的水源，更可以調蓄洪水、為人們的生活和工業生產提供電能。但是和一般的工程相比，水利工程對工程質量有更高的要求，在施工之前需要做測量工作。GPS技術的應用可以有效提高測量質量和效率，可以說對于水利工程質量的提高起到很大的積極作用。本文結合GPS技術的特點總結了一些水利工程測量的應用要點，希望可以給相關測量測繪工作的開展提供一些參考。

關鍵詞：GPS;水利工程;測量

GPS是全球定位系統的簡稱，是一種可以從全方位進行導航和定位的系統，其應用領域越來越廣泛，并且已經給人們的生活和工作帶來了很大的便利。和傳統的人工測量技術相比，GPS測量可以有效地提高測量效率，改進測量質量，在短時間內提供準確的三維坐標。在水利工程中，工程測量工作上應用GPS技術，可以很好地發揮出該技術的優勢，為工程的設計和施工提供必要的指導。

1 GPS技術的特點以及在水利工程測量中的優勢

1.1 較高的測量精度

在正常情況下，紅外儀的測量精度為5mm+5ppm，雙頻GPS接收設備的精度則為5mm+1ppm，可見在測量精度上，GPS技術有著明顯的優勢。在測量實踐中我們可以發現，50km內距離的測量中，基線相對定位精度為10-6，而在1000km以上的基線上測量中，相對定位精度達10-8，在時長為1h的觀測中，平面位置誤差僅僅為1mm，如果進一步延長基線長度，則定位精度也越來越高。

1.2 較高的測量效率

在傳經的測量工作中，客觀環境對測量的影響作用是比較明顯的，測量僅可以在視野較好的白天進行，同時地形也會給測量工作的開展帶來不便。受此影響，測量工作的工作量大，測量成本也居高不下。GPS技術可以實現全天候觀測，如果和地理信息系統合并，則可以大大縮短測量時間，實現成本的節約，而測量工作也將不會受到客觀外在環境的影響和干預。

1.3 易操作，無需通視

很多水利工程的選址位于大型河流上，所以當地有很多測量站點。如果測量站點之間的距離較遠，則需要在測量中應用通視技術，同時也會給測量人員的溝通帯來難度。應用GPS技術可以直接切換站點發身信號，同時數據也可以迅速完成交換，測量站點的選擇也為便利。但是在應用中，為了保證GPS信號的暢通，需要讓測站置于開闊處，這樣才能保證測量的順利開展。

作為一項高新技術，GPS測量有著很高的測量自動化程度，可以自動進行衛星捕獲和跟蹤測量等等，不易受到外界環境因素的影響。隨著技術的發展，GPS已經可以實現較高精度的水準測量，平面和高程測量功能也日趨完善。GPS終端設備也實現了微型化，攜帶便利，同時操作簡單，開機即可開展觀測，結合現有的數據處理工具，可以迅速獲取三角坐標。

2 水利工程測量中GPS技術應用要點

2.1 外業測量工作

外業測量中最為關鍵的一個問題就是選擇最為合適的測量點，如果測量點不合適，后續的測量工作不僅會更加繁瑣，同時也會影響到測量精度。所以作為測量人員來說，需要了解該區域內的地理信息，選擇合適的測量點之后開展的測量才能具有更高的精度和準度。和常規的測量相比起來，GPS測量最大的區別在開機觀測和無線的安置上。在外業測量實際應用中，無線要安置在正常的點位，并在三腳架上架設天線，且安置于標志中心的上方，以確保對中狀態及天線基座上圓水準氣泡的平溫性，如果在有風天氣，需采取有效措施對天線進行固定。

2.2 布網測量

布網工作也是GPS技術水利工程測量中的一項重要應用。布網的方式要根據不同的測量任務決定，例如，在引水工程此類帶狀工程的測量中，為提高測量效率和質量，多采用點連式的布網方式或邊連的方式構成持續發展的三角鎖同步圖形;而對于工程樞紐區域的施工控制網及變形監測網，為進一步加強網形的集合強度，并確保GPS控制網的可靠性以及數據的準確性，通常采用邊連式或網連式進行布設。

2.3 堤防工程施工測量

在水利工程的提防工程施工測量中，采用常用的測量技術時，平面和高程需要進行分級布置，而平面控制點對通視要求較高，分層競速也很難做到均勻，經常存在較大的誤差。此外，由于觀測測回數目較多，觀測的精確度有待提高，同時受環境影響較大，高程測量往往費時費力。而GPS技術在提防工程施工測量中的應用，實現了動態測量，避免了平面控制點累積傳遞的現象，減少了傳播途徑的誤差，有效提高了控制點的精度。

2.4 大型水工建筑物變形觀測

GPS技術在大型水工建筑物的變形測量中同樣有重要的應用。運用GPS技術，通過安置相應的儀器，可以對目標點進行實時的變形觀測，并不需要對基準點進行設定。而如果觀測點由于某種原因不能完成設置，GPS測量就可以對基準點的穩定性進行快速方便的核定，并不需要布置參考網格，有效地提高了工作效率。

3 GPS技術在水利工程中的應用前景

3.1 災害預警

GPS變形監控系統是由數據傳輸、采集和分析等系統組成的一個在線實時分析系統。通過建立GPS變形監控系統，對大壩進行實時的變形監測，可以為水利工程災害的發生提供有力的數據分析，在大壩變形監測工程中的應用非常廣泛。

3.2 構建GPS

與其他變形監測技術組合成的綜合變形監測系統雖然GPS技術在變形監測中的應用有較強的優勢，但是也存在一定的不足，而通過與其他變形監控技術的緊密結合應用，可以實現不同監測技術間的優勢互補，從而發揮最大的應用優勢，因此，加強與其他變形監測技術的組合利用是GPS技術發展的一個重要方向。

3.3 強化測量技術人員的專業培訓

GPS技術雖然在水利工程測量中具有非常大的應用優勢，但是優勢的充分發揮是以測量人員的操作技術水平及素質為基礎的，因此，應不斷強化水利測量技術人員的專業培訓，確保測量技術人員掌握GPS的關鍵技術。一方面，水利測量技術人員要勤加練習，不斷提高操作速度;另一方面，測量技術人員要注重操作的質量，盡量減少人為因素誤差，不斷提高操作的準確性，確保工作質量。

4 總結

隨著時間的推移，GPS技術已經得到了充分的應用，在工程建設領域中，也起到了很好的積極作用，不斷提高測量的準確性，很好地彌補了傳統人工測量上的不足。GPS技術在水利工程的測量工作中，可以進一步提高施工建設的質量。在未來，GPS技術也會實現進一步發展，而終端設備的功能也將會越來越多樣，在水利工程的測量工作中也可以發揮出更為明顯的優勢。本文結合GPS的特點分析了一些在水利工程測量中的應用要點，希望可以給相關水利工程測量工作的開展提供一些參考。

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