簡析GPS技術(shù)在水利工程勘測中的應(yīng)用

摘要：水利技術(shù)是社會發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施之一，在防洪、發(fā)電、水利等方面發(fā)揮著重要作用。隨著現(xiàn)代水利工程標(biāo)準(zhǔn)逐漸提高，由此促使施工要求、難度以及規(guī)模等方面都在逐漸的提高。工程勘察必須保證其準(zhǔn)確性和科學(xué)性，才能更好地促進(jìn)水利工程速度和質(zhì)量的有效提升。本文首先介紹了GPS技術(shù)的具體概念及其在測量技術(shù)中的應(yīng)用意義，然后從高程測量、動(dòng)態(tài)定位測量、放樣測量重點(diǎn)分析了GPS的應(yīng)用路徑，通過提升測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，來保障水利工程更加安全、穩(wěn)定的進(jìn)行施工與運(yùn)轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù);水利工程;測量技術(shù);應(yīng)用要點(diǎn)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和通信技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的先進(jìn)技術(shù)被運(yùn)用到各行各業(yè)的生產(chǎn)生活中，極大地提高了生產(chǎn)效率、促進(jìn)了社會進(jìn)步。GPS技術(shù)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，其高精確、全方位、全時(shí)段的定位優(yōu)勢可以對各級水資源管理網(wǎng)的精度和位置進(jìn)行測量，利用GPS航片和水工變形技術(shù)RTK的。特別是在自然災(zāi)害監(jiān)測領(lǐng)域，全球定位系統(tǒng)（GPS）可以對地震區(qū)和油氣田的沉降進(jìn)行地震監(jiān)測，極大地提高了水利工程地質(zhì)勘測在復(fù)雜環(huán)境中開展工作的可行性。

一、GPS技術(shù)的具體概念及應(yīng)用意義

基于信息化時(shí)代背景下，GPS（Global Positioning System）技術(shù)得到了發(fā)展和應(yīng)用。所謂的GPS技術(shù)，又被稱之為全球定位系統(tǒng)，通過衛(wèi)星來對地面地形或地物來進(jìn)行觀測。GPS系統(tǒng)自問世以來發(fā)展速度較快，隨著繼續(xù)的進(jìn)步，功能也越來越完善。

GPS技術(shù)能夠克服傳統(tǒng)測量技術(shù)的弊端，具有測量速度快、定位精度高、操作簡單、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。一方面，其無視地面中地形、地物、自然天氣等因素的影響，以高精度、全天候測量的優(yōu)勢在50km內(nèi)相鄰點(diǎn)基線分量中，其誤差達(dá)到了最小化，可以促進(jìn)水利工程施工控制系統(tǒng)的建立，為水利工程測量提供了技術(shù)保障的同時(shí)，極大地降低了測量成本的消耗;另一方面，在GPS系統(tǒng)下建立自動(dòng)化監(jiān)控測量系統(tǒng)，可以為GPS技術(shù)的使用人員提供詳細(xì)充分的數(shù)據(jù)信息，防止無效測量的出現(xiàn)，降低了工作人員工作量和專業(yè)要求的同時(shí)，提高了工作流程的準(zhǔn)確性，極大地保障了我國水利工程的正常運(yùn)行與發(fā)展。

二、GPS技術(shù)在水利工程勘測中的具體應(yīng)用路徑

在我國水利工程的測量過程中，由于水工建筑物多集中在深山溝壑區(qū)，具有地形復(fù)雜、植被面積大、地下水位低等特點(diǎn)^[1]。工作人員極易受到水利工程所在地區(qū)的地物或地形等外界因素的影響，由此增加了相關(guān)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)，相關(guān)的工作人員大多需要將河道的斷面進(jìn)行數(shù)字化與可視化的形式轉(zhuǎn)變，并將相關(guān)數(shù)據(jù)通過電子設(shè)備的顯示屏進(jìn)行展示。這些過程在一定程度上增加了測量成本的使用與消耗。本部分從高程測量、動(dòng)態(tài)定位測量、放樣測量三種路徑來分析GPS技術(shù)的具體應(yīng)用：

（一）高程測量

水利工程勘察主要包括地形測量、平面高程控制測量、縱橫剖面測量以及變形、定線、布景觀測等幾個(gè)方面。與幾何水準(zhǔn)相比，GPS 高程擬合的方法選交通相對通達(dá)、開闊區(qū)域設(shè)為GPS點(diǎn)，直接或間接把地面點(diǎn)大地高予以確定，以此代替四等水準(zhǔn)或普通幾何水準(zhǔn)測量對水準(zhǔn)聯(lián)測進(jìn)行設(shè)計(jì)。在地形復(fù)雜的測區(qū)，工程測量人員應(yīng)將GPS技術(shù)與傳統(tǒng)的測量方式相結(jié)合，適當(dāng)增加水準(zhǔn)重合點(diǎn)觀測，并嚴(yán)格按照操作流程觀測把相關(guān)有價(jià)值的原始數(shù)據(jù)妥善記錄下來，根據(jù)所得出的結(jié)果建立數(shù)據(jù)模型，自基線計(jì)算到測量質(zhì)量檢核，再到網(wǎng)平差等過程，最終獲得所測工程的精確高程值^[2]。

（二）動(dòng)態(tài)定位測量

一般來講，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)強(qiáng)項(xiàng)在于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的水系地形地貌圖像測量任務(wù)。工作人員需要將自身的流動(dòng)站利用預(yù)定采樣間隔作為實(shí)際工作的標(biāo)準(zhǔn)，通過連接微機(jī)及相關(guān)儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)定位數(shù)據(jù)的獲取，并客觀、真實(shí)的繪制出水系的地形地貌圖像，為相關(guān)工程的水利勘測規(guī)劃及確保末期的順暢施工作業(yè)提供數(shù)據(jù)信息的技術(shù)支持，可以在減少勞動(dòng)力的情況下為相關(guān)水利工程的勘測規(guī)劃、品質(zhì)、施工周期及安全目標(biāo)的完成提供關(guān)鍵保證^[3]。

（三）放樣測量

經(jīng)過對其的深入研究發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行放樣測量的實(shí)際過程中，由于建筑工程具有工作場所復(fù)雜和干擾因素多的特征，建筑工程中類似導(dǎo)線測量等常規(guī)測量放樣雖然勞動(dòng)強(qiáng)度大卻精度并不均勻。RTK（Real - time kinematic）測量技術(shù)是一種由載波相位測量和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相互結(jié)合，利用GPD全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測點(diǎn)載波相位觀測量的差分測量技術(shù)^[4]。采取GPS RTK測量技術(shù)建立施工控制網(wǎng)，只需要根據(jù)有限數(shù)量的基準(zhǔn)點(diǎn)就能迅速獲取測定范圍的物點(diǎn)和地形點(diǎn)坐標(biāo)，然后再通過數(shù)據(jù)處理軟件快速成圖。相比于使用傳統(tǒng)常規(guī)的測量技術(shù)而言避免了累積誤差的產(chǎn)生，具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，因此已經(jīng)在建筑工程放樣應(yīng)用中具有十分廣闊的前景。

結(jié)束語

改革開放以來，測繪科技發(fā)生了巨大變化。全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)定位精度高、觀測速度快、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢已經(jīng)應(yīng)用在電力、水利、建筑等領(lǐng)域的各個(gè)方面。當(dāng)前的勘測技術(shù)應(yīng)當(dāng)致力于設(shè)備的改進(jìn)和技術(shù)的升級，使得當(dāng)前條件下的技術(shù)能夠更好地應(yīng)用 GPS技術(shù)，提高水文工程測量的高精度和高效率，為促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙麗敏，馬利曉. 簡析GPS技術(shù)在水利工程勘測中的應(yīng)用[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017（12）：738-738.

[2] 陳丹. GPS技術(shù)在水利工程變形勘測中的應(yīng)用[J]. 河南水利與南水北調(diào)，2021，50（10）：79-80.

[3] 孟文輝，田麗. GPS技術(shù)在水利工程勘測設(shè)計(jì)和施工中的應(yīng)用[J]. 數(shù)字化用戶，2017，23（32）：41.

[4] 劉天林. GPS技術(shù)在水利工程勘測設(shè)計(jì)和施工中的應(yīng)用[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（15）：2169-2170.

作者簡介：楊樹魁（1971.05-），男，白族，云南大理漾濞人，專科，水利水電工程師。