GPS技术在水利工程测量中运用

韩骞

摘  要：水利工程的建设对社会的发展具有重要的意义，不仅仅可以为农业生产提供必要的水源，更可以调蓄洪水、为人们的生活和工业生产提供电能。但是和一般的工程相比，水利工程对工程质量有更高的要求，在施工之前需要做测量工作。GPS技术的应用可以有效提高测量质量和效率，可以说对于水利工程质量的提高起到很大的积极作用。本文结合GPS技术的特点总结了一些水利工程测量的应用要点，希望可以给相关测量测绘工作的开展提供一些参考。

关键词：GPS;水利工程;测量

GPS是全球定位系统的简称，是一种可以从全方位进行导航和定位的系统，其应用领域越来越广泛，并且已经给人们的生活和工作带来了很大的便利。和传统的人工测量技术相比，GPS测量可以有效地提高测量效率，改进测量质量，在短时间内提供准确的三维坐标。在水利工程中，工程测量工作上应用GPS技术，可以很好地发挥出该技术的优势，为工程的设计和施工提供必要的指导。

1 GPS技术的特点以及在水利工程测量中的优势

1.1 较高的测量精度

在正常情况下，红外仪的测量精度为5mm+5ppm，双频GPS接收设备的精度则为5mm+1ppm，可见在测量精度上，GPS技术有着明显的优势。在测量实践中我们可以发现，50km内距离的测量中，基线相对定位精度为10-6，而在1000km以上的基线上测量中，相对定位精度达10-8，在时长为1h的观测中，平面位置误差仅仅为1mm，如果进一步延长基线长度，则定位精度也越来越高。

1.2 较高的测量效率

在传经的测量工作中，客观环境对测量的影响作用是比较明显的，测量仅可以在视野较好的白天进行，同时地形也会给测量工作的开展带来不便。受此影响，测量工作的工作量大，测量成本也居高不下。GPS技术可以实现全天候观测，如果和地理信息系统合并，则可以大大缩短测量时间，实现成本的节约，而测量工作也将不会受到客观外在环境的影响和干预。

1.3 易操作，无需通视

很多水利工程的选址位于大型河流上，所以当地有很多测量站点。如果测量站点之间的距离较远，则需要在测量中应用通视技术，同时也会给测量人员的沟通帯来难度。应用GPS技术可以直接切换站点发身信号，同时数据也可以迅速完成交换，测量站点的选择也为便利。但是在应用中，为了保证GPS信号的畅通，需要让测站置于开阔处，这样才能保证测量的顺利开展。

作为一项高新技术，GPS测量有着很高的测量自动化程度，可以自动进行卫星捕获和跟踪测量等等，不易受到外界环境因素的影响。随着技术的发展，GPS已经可以实现较高精度的水准测量，平面和高程测量功能也日趋完善。GPS终端设备也实现了微型化，携带便利，同时操作简单，开机即可开展观测，结合现有的数据处理工具，可以迅速获取三角坐标。

2 水利工程测量中GPS技术应用要点

2.1 外业测量工作

外业测量中最为关键的一个问题就是选择最为合适的测量点，如果测量点不合适，后续的测量工作不仅会更加繁琐，同时也会影响到测量精度。所以作为测量人员来说，需要了解该区域内的地理信息，选择合适的测量点之后开展的测量才能具有更高的精度和准度。和常规的测量相比起来，GPS测量最大的区别在开机观测和无线的安置上。在外业测量实际应用中，无线要安置在正常的点位，并在三脚架上架设天线，且安置于标志中心的上方，以确保对中状态及天线基座上圆水准气泡的平温性，如果在有风天气，需采取有效措施对天线进行固定。

2.2 布网测量

布网工作也是GPS技术水利工程测量中的一项重要应用。布网的方式要根据不同的测量任务决定，例如，在引水工程此类带状工程的测量中，为提高测量效率和质量，多采用点连式的布网方式或边连的方式构成持续发展的三角锁同步图形;而对于工程枢纽区域的施工控制网及变形监测网，为进一步加强网形的集合强度，并确保GPS控制网的可靠性以及数据的准确性，通常采用边连式或网连式进行布设。

2.3 堤防工程施工测量

在水利工程的提防工程施工测量中，采用常用的测量技术时，平面和高程需要进行分级布置，而平面控制点对通视要求较高，分层竞速也很难做到均匀，经常存在较大的误差。此外，由于观测测回数目较多，观测的精确度有待提高，同时受环境影响较大，高程测量往往费时费力。而GPS技术在提防工程施工测量中的应用，实现了动态测量，避免了平面控制点累积传递的现象，减少了传播途径的误差，有效提高了控制点的精度。

2.4 大型水工建筑物变形观测

GPS技术在大型水工建筑物的变形测量中同样有重要的应用。运用GPS技术，通过安置相应的仪器，可以对目标点进行实时的变形观测，并不需要对基准点进行设定。而如果观测点由于某种原因不能完成设置，GPS测量就可以对基准点的稳定性进行快速方便的核定，并不需要布置参考网格，有效地提高了工作效率。

3 GPS技术在水利工程中的应用前景

3.1 灾害预警

GPS变形监控系统是由数据传输、采集和分析等系统组成的一个在线实时分析系统。通过建立GPS变形监控系统，对大坝进行实时的变形监测，可以为水利工程灾害的发生提供有力的数据分析，在大坝变形监测工程中的应用非常广泛。

3.2 构建GPS

与其他变形监测技术组合成的综合变形监测系统虽然GPS技术在变形监测中的应用有较强的优势，但是也存在一定的不足，而通过与其他变形监控技术的紧密结合应用，可以实现不同监测技术间的优势互补，从而发挥最大的应用优势，因此，加强与其他变形监测技术的组合利用是GPS技术发展的一个重要方向。

3.3 強化测量技术人员的专业培训

GPS技术虽然在水利工程测量中具有非常大的应用优势，但是优势的充分发挥是以测量人员的操作技术水平及素质为基础的，因此，应不断强化水利测量技术人员的专业培训，确保测量技术人员掌握GPS的关键技术。一方面，水利测量技术人员要勤加练习，不断提高操作速度;另一方面，测量技术人员要注重操作的质量，尽量减少人为因素误差，不断提高操作的准确性，确保工作质量。

4 总结

随着时间的推移，GPS技术已经得到了充分的应用，在工程建设领域中，也起到了很好的积极作用，不断提高测量的准确性，很好地弥补了传统人工测量上的不足。GPS技术在水利工程的测量工作中，可以进一步提高施工建设的质量。在未来，GPS技术也会实现进一步发展，而终端设备的功能也将会越来越多样，在水利工程的测量工作中也可以发挥出更为明显的优势。本文结合GPS的特点分析了一些在水利工程测量中的应用要点，希望可以给相关水利工程测量工作的开展提供一些参考。

参考文献

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