GPS系统技术在水利工程测量中的应用分析

许栋 郭金星 代永辉 盖永智

【摘要】随着科学技术的不断发展，GPS 技术已在许多领域得到了广泛应用。GPS 技术在水利工程测量的应用是水利工程的一项重大技术革命，GPS 因其所具有的特点：高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等，使得在测绘领域得到极大的发展和应用，促进了水利工程测量的发展。本文主要介绍了 GPS 技术的发展现状、特点以及在水利工程测量中的具体应用。

【关键词】GPS 技术；工程测量；应用

1、GPS 技术的概述及在水利工程测量中发展现状

当前水利工程测量已经受到越来越多的重视，好的测量方法和测量技术也成为人们重点发展方向。随着社会的发展，各种测量方法和测量设备也不断的被发现，GPS 技术也就是在不断的发展中出现的。GPS 技术在水利工程测量中，以其高效率，低成本，高精度，不需要通视等特点受到人们的欢迎。在水利工程测量中得到不断的应用。GPS是无线式导航系统，其系统基础为已经发射的地球卫星，通过测量地面三维坐标来实现导航或者定位。随着经济的发展，我国水利工程测量面临前所未有的机遇和挑战，而 GPS 测量技术又具有很多优点，所以，GPS 测量技术在水利工程测量中得到了越来越多的应用。GPS 技术在水利工程中的初级应用是：用 GPS 静态或者快速静态方法建立沿线总体控制测量；同时，在水利工程施工階段为闸门、渠道、堤坝建立施工控制。而更高一级的应用是在水利工程测量中采用 RTK 技术，即所谓的实时动态定位技术。它将在水利工程测量中具有更加广阔的应用前景。随着我国国民经济的快速增长，水利工程建设迎来前所末有的发展机遇，这就对勘测设计提出了更高的要求。随着水利工程勘测设计行业软件技术和硬件设备的发展，水利工程勘测设计已实现 CAD化，有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持；建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链，减少数据转抄、输入等中间环节，是水利工程勘测设计内外业一体化的要求，也是影响水利勘测设计技术发展的瓶颈所在。目前水利工程勘测中虽已采用电子全站仪和电子水准仪等先进仪器设备，但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制，作业强度大，且效率低，大大延长了设计周期。勘测技术的进步在于设备引进和技术改造，在当前的水利工程测量中 GPS 技术被广泛应用。

2、GPS技术的特点

2.1 能丈量并不规则的区域

GPS 技术并不只是可以对于规则区域进行处理，同时对于较大面积区域，采取航线测量面积的形式来进行衡量，然后根据航线的路线绘制出一条轨迹，通过数值计算，求解出轨迹包围范围内的面积大小.

2.2 测站间不需要通视

就实际情况来说，GPS 技术最大优点就在于其本身并不需要有通视，尤其是在布置长达隧道施工控制网点的时候，选取地点布置网络也就显得非常灵活方便；与此同时，也可以省去很多二点和传算点，进而在很大程度上降低工作成本。

2.3 较高的测量精度，能够全天候工作

GPS 技术不仅可以为使用者提供有连续实时的三维位置，同时还可以提供精确时间，并且能够在任何天气环境下全天候的进行工作；另外，GPS 技术也采用了差分定位的技术，从而可以使测量精度达到毫米的级别。就目前情况来说，GPSRTK 技术可以在很大程度上确保在动态情况下厘米级的精度，进而可以满足对于水下平面位置的精度要求。

3、GPS技术在实际水利工程测量中的应用

3.1 在堤防工程施工测量中的应用

在如今的水利水电工程应用中，如果简单采取常用形式对堤坝工程进行测量，那么气平面和高程就需要分级别进行布置，其中平面控制点就需要通视技术，分层竞速并不是非常均匀，误差积累也相对较大，另外考虑到观测测回数目较多，观测的精确程度较大，以及受到观测环境的影响，高程测量不仅费时，也非常费力，有的时候还需要返工。然而如果充分利用动态测量的话，那么各个平面的控制点之间就不存在积累传递的现象，误差的传播途径也会在一定程度上得到减小，进而使得控制点的精度得到提高。

3.2 在大型水工建筑物变形观测中的应用

如果采取了 GPS 技术，那么就可以实时进行变形观测工作，就现实情况来说，如果能够放置仪器的话，那么就可以很好地实现目标点的变化工作，此时并不需要对基准点来进行设定，假设出现某种原因而使得观测点不能够很好设置的话，那么GPS 测量就可以快速方便的对基准点稳定性进行核定，不需要布置繁琐的参考网络，进而减少工作的时间，在一定程度上提高工作的效率。

3.3 GPS 外业测量中的应用

GPS 外业测量中，选点是关键。点的定位对于保证测量结果的正确性具有非常重要的意义，因此要在选点前做好充分的准备工作，包括收集和了解有关测区的地理位置，标架，标型的完好状况等等。这都是做好选点的关键。GPS 的观测工作主要体现在无线安置和开机观测，这与常规测量有很大的不同。无线安置工作中，要做到在正常点位，天线应架设在三脚架上，并安置在标忐中心的上方直接对中，天线基座上的圆水准气泡必须整平；在有风天气中，应将无线进行三方向固定。

3.4 GPS 布网工作中的应用

关于 GPS 布网工作如下：对于线路及带状工程测量，例如引水工程等，通常都采用点连式或边连式组成连续发展的三角锁同步图形，而对于工程枢纽地区的施工控制网和变形监测网，通常则采用边连式或网连式布设，以增强网形的几何强度，提高 GPS 控制网的可靠性和数据精度。

结语

总之，GPS 系统技术在水利工程勘测中的应用，对水利工程勘测手段和作业方法产生了突破性的发展，极大地提高了勘测精度和勘测效率，在实际水利工程测量中在利用 GPS 技术进行测量的时，要特别注意测量结果的精确度和实用性，这是采用 GPS 技术测量的关键所在。随着我国科学技术的发展，GPS 技术在今后的发展，在其功能方面将会更加完善，性能更加先进，针对不同的水利测量实例，因地制宜，合理利用，GPS 技术将为水利工程测量带来更加显著的发展。

参考文献：

[1]荆秀英. 高科技在水利工程测量中的重要作用[ J ] . 民营科技， 2013（01）.

[2]王耀华，尚学勇. GPS 在水利工程测量中的运用探讨[ J ] . 河南建材，2011（5）.