GPS技術在水利工程測量中的應用——評《水利工程測量》

馬宇航

GPS技術在水利工程測量中的應用——評《水利工程測量》

馬宇航

（遼源職業技術學院，吉林 遼源 136200）

水利工程是我國重要的民生工程，其作用是科學調配水資源、滿足社會需求、防止洪澇災害、保障人民生命財產安全。GPS技術在水利工程中的應用對建設水利工程項目有著重要作用，其操作簡單、測量精確，大大提高了工程測量的效率和質量。由石雪冬編著的《水利工程測量》一書是水利工程測量專業教學改革配套教材，全書共分為了14章內容，分別是測量的基礎知識、地形圖的認識與使用，水準測量、角度測量、距離測量、導線測量、高程控制測量、地形圖的測繪、渠道測量、全站儀的使用、水工建筑物和水庫施工測量、水工建筑物的變形觀測、工業與民用建筑施工測量。該書具有良好的實用性、指導性以及科學性，不僅能夠作為高校水利工程專業相關課程教材，還可以供水利工程市場相關從業技術人員的學習參考。

GPS技術被廣泛應用在測繪領域、工程變形監測、資源勘探、生態環境保護等學科中。GPS技術在水利工程測量中的優勢主要有：第一，提高工作效率。在傳統水利工程測量工作中，由于會受到外界地形環境因素的影響，單靠測量人員的現場測量操作會需要進行大量的工作。GPS測量技術受自然環境因素影響較小，其能夠最大限度滿足不同類型水利工程的測量要求，并且可以方便測量人員的實踐操作，大大提高測量工作效率；第二，測量精確度高。在水利工程測量中，可獲取到連續的三維地理坐標，構建三維地形圖，提升水利工程測量工作數據的精確度，充分保障良好測量的效果；第三，降低測量成本。GPS技術能夠精確定位三維坐標，還能將地形信息數字化、可視化處理。GPS技術的應用能夠同時滿足水利工程日常運營管理、規劃建設以及防洪決策等不同工作需求，有效降低成本，創造出更多的社會經濟效益。

結合《水利工程測量》一書以及當前水利工程測量工作現狀，GPS技術在現代水利工程測量工作中的應用可以分為以下幾方面內容：第一，平面控制測量。在傳統水利工程平面控制測量過程中，測量人員通常采用的是導線測量方式，該測量方式會存在一定的誤差，無法充分保障測量數據的精確度。因此，測量人員可以綜合采用先進的GPS靜態定位和實時動態定位技術實現對現場控制網的科學準確測量。基于GPS測量技術應用輔助下，測量人員只需要花費15 min左右就能夠輕松完成對18 km以內區域的相對靜態定位工作，并且GPS測量技術的定位精度在40 km范圍內僅僅只有5~8 ppm，如果是在300~1 500 m范圍內的水利工程定位測量中，GPS測量技術操作應用產生的平面誤差將會小于1 mm，這充分體現出了GPS技術在平面控制測量中應用的高精確度優勢；第二，動態定位測量。在水利工程勘測作業中動態定位測量技術應用較為廣泛，其通常被應用在水利工程縱斷面測量、橫斷面測量、導線測量以及中樁測量等多項作業中。與傳統定位測量方式相比，水利工程測量人員通過合理利用動態定位測量技術，將不再受到透視要求的限制，在測量時間經過2~4 s后就能夠保證精確度達到1~2 cm。值得注意的是測量人員在采用動態定位測量技術時要先設置好某個控制點處，在該區域位置科學運用靜止觀測方式有效觀測幾分鐘直到結束初始化工作，然后就可以以預定采樣間隔為執行標準展開自動觀測。水利工程管理單位建立的基準站在此時也會進行自動數據觀測，實時獲取到采樣點的動態定位數據，并且能夠保障定位精確度達到毫米；第三，高程測量。當水利工程測量人員在明確區域性大地水準面高程時，測量人員需要綜合運用GPS測量技術與傳統水準測量方式。該種融合測量方式要求測量人員在設置現場GPS觀測點時，必須保證擁有密度適當、分布均勻的水準測量資料。其次再運用先進的GPS技術高精度定位功能科學高效獲取到現場觀測點的大地高程差，同時還需要以大地水準面數學模型作為核心依據，準確計算出測量點高程的異常差，最終得到其正常高。根據相關實踐工作證明，水利工程測量人員在高程測量中采用GPS靜態定位技術測量大地的高程誤差僅僅只有3~4 ppm，如果水利工程人員是在小于20 km的距離范圍內展開測量工作，則能夠將測量精確度控制在厘米層級。除此之外，水利工程人員通過在該種測量方式應用中合理引入高級水準點，則能夠獲取到幾乎達到四等水準的測量結果，將誤差控制在低于3 cm。

馬宇航（1986-），女，吉林遼源人。講師，碩士，研究方向為測繪。