水利工程测量工作中GPS技术的具体运用

邓胜良

摘 要：文章对GPS测量技术进行概述，分析了GPS技术在水利工程测量中的优势，并对GPS技术在水利工程测量工作中的具体运用进行了探讨，极大地推动了水利工程测量工作的改革，为我国水利事业的发展作出了贡献。

关键词：水利工程 测量技术 GPS技术

GPS技术又称GPS全球定位系统，到现在已有30多年的发展历史，当前的GPS技术已形成了较为完善的系统，并且已经应用在众多领域当中。其中，GPS测绘技术更是近些年研究的重点，将GPS应用到水利工程测量的工作当中，一方面有助于水利监测工作更加精准、方便，另一方面也减少了人力、物力的投入，降低了水利工程建设的成本，提高了水利部门的经济效益。

1.GPS测量技术概述

GPS测量技术的原理主要是GPS定位，其以用户接收机和GPS卫星之间的距离为测量基础，同时根据已经知道的卫星的具体位置对用户接收信息所用的设备的位置进行确定，从而明确观测站的位置[1]。一般来说，GPS由用户设备、地面监控、空间部分这3个部分组成。其中，用户设备部分主要就是前面所说的接收机，这个设备的工作原理就是对卫星所发射的信号进行分析处理，将其以向量和坐标的形式表示出来，通过这种方式达到为用户提供相关数据的目的；地面监控主要就是指监测站，在监测站可以实现对一些数据的获取；空间部分主要就是指卫星。通过上面的叙述，可以总结出GPS工作的原理实际上就是利用上面所说的卫星连续发送信息以及一些相关的参数，这些数据和信息在被地面接收后转化为三维坐标。GPS测量技术不仅可以实现动态测量，而且还能提高测量的精确度，扩大应用范围，对于提高现代测绘的水平具有极大的意义。

2.GPS技术在水利工程测量中的优势

（1）利用GPS技术进行测量可以达到毫米级别，极大地提高了测量精度，实现了精确测量。将其应用在水利工程测量当中，尤其是针对那些比较复杂多变的地形，GPS系统还可以抵抗外界干扰，精确定位，使测量结果更加精确。

（2）大量节省人力物力，GPS技术测量过程简便，不需要太多的工作人员，此外，在进行水利工程测量时需要测量多个站点，尤其是在测量一些大型河流的时候，这些站点的间距也会加大，这样一来就不利于不同工作点的工作人员的交流和沟通。利用GPS进行水利工程方面的测绘，可以有效解决上述问题，实现不同工作点之间的信息交换工作，方便工作人员的交流。

（3）GPS测量技术受天气影响较小，利用GPS技术进行测量可以在各种天气条件下进行测量，也可以实现全天候测量，大大增加了测量范围。

（4）GPS测量技术可以大大减少测绘时长。GPS系统利用24颗卫星来完成具体的定位导航工作，这24颗卫星发出的信号可以整个世界包含在内，并且其可以在较长的一段时间连续工作，这和传统的测绘方式相比，可以大大减少测量时间。相关研究表明，将GPS 应用在水利工程测量当中几秒钟就可以得到所需数据。此外，工作人员通过GPS系统可以随时随地掌握测量过程中发生的情况，并做出相应的补救措施，极大地加强了水利工程的维护工作。

3.水利工程测量工作中GPS技术的具体运用

3.1 在户外利用GPS数据采集工作

水利工程在进行户外工作室，要综合考虑周围的地形、气候等条件，为GPS的安装选择最合适的位置，这是GPS系统能安全稳定稳定工作的前提。相关人员在选择安装点时要尽可能选地形比较突出的地区，同时保证此地区的视野开阔，有较强的稳定性，以防GPS设备在测量过程中出现滑坡等危险情况，一般来说，在放置GPS系统时要进行一定的人工加固，对试点附近的杂物进行清理，确保测量目标能和GPS系统正面接触。在实际的工作中，工作人员要根据实际的情况，有针对地对GPS系统进行放置，使整个设备在水利测量工作中发挥出最佳作用。此外，为了实现有效分析和运算，工作人员还要在GPS设置点安装接收机，接收机要确保能接受3个及3个以上的卫星信号，以便提高数据的精确度，如图1所示。在进行水利测量工作时还需要保证各个设备之间是相互联系的，使各个观察的点呈网状分布，提高整个测量结果的精确性和稳定性。

3.2在水利测量的内业计算中应用GPS系统

水利工程测量的内业计算主要包括GPS网平差和基线解算。其中，GPS网平差测量工作比较简单，只需在现有的计算机上进行工作，计算出相应的数据，这进一步提高了工作效率。基线解算需要利用GPS系统，现将参数传输到接收信号的设备当中，然后再由其传输到电脑中，电脑会对传输过来的数据进行解算分析，最后对计算出来的数据进行检查和分析，减小误差，使其在误差范围内。

3.3在布网工作中应用GPS系统

水利工程测量的布网工作主要包括节点方式组成、布网方式选择等等。在进行布网连接方式选择这一步骤时一般有3种方案：边式、点式、网式，在实际的工作当中最好选择呈六边形的连接，这样一来，不仅可以增大水利测绘结果的精确度，还可以放大信号源、加强对网点的信号检测，进一步提升接收器的接收信号的性能。针对一些规模较大的水利工程，在实际工作中要休息对网点的布置，增加更多的点，最好选择使其呈网状连接。相关研究表明，利用网式连接得到的信号强度要比其它两种方式更好。

3.4在水下地形测量中应用GPS系统

在水利工程的测量工作当中难免要进行水下测量，但水下测量的难度较大，无法获得较为准确的数据，将GPS技术应用在水下地形测量可以大大提高测量的准确度。在实际的测量工程当中需要利用RTK技术，借助探测仪、电脑和GPS，在保证三者相互连接的情况下就可以进行精准定位。具体的工作过程如下：探测仪先將测量数据传输给电脑，这样就可以具备必要的数据信息，在采取相应的处理和分析后，就可以描绘出出水下的地形，结合地形最终可以确定水下地图。这种RTK和GPS结合的技术可以进一步提高水利工程测量的精度。如图2所示为GPS技术应用于水下地形测量流程。

4.结束语

综上所述，随着科学的不断发展，GPS已成为水利工程测绘工作中不可或缺的工具，将GPS应用到水利工程测量当中，可以大大提升水利工程的测量精度，扩大工程施工的应用范围，为水利工程提供更为可靠、安全的质量保证。虽然，现阶段GPS测量技术应用在在水利工程中取得了一定的成绩，但当前的GPS测绘技术还是存在一定的局限，相关工作人员要正确认识GPS系统的有效作用，促进其在水利工程测绘中的良好应用，进一步提升水利工程的测量水平，为我国水利工程建设奠定良好的基础。

参考文献：

[1]鞠海明，陈启涛.GPS技术在水利工程测量中的应用[J].电子测试，2018（19）：62-63.

[2]杨文华.GPS-RTK技术在农田水利工程测量中的应用[J].农业工程，2018（04）：80-82.

[3]唐文学，范传辉，曹久立.GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用[J].西部资源，2018（02）：138-139.