GPS在水利工程测量中的应用范文

摘要：

在计算机技术和空间定位技术快速发展的背景下，实现了GPS全球定位系统，它是一种高精度控制测量自动化系统，可以自动化采集、处理、以及测量数据，该技术的优点是操作简便、不受通视条件限制、功能多、全天候、精度高等。本文主要研究在水利工程测量中，全球定位系统的应用。

关键词：

GPS；水利工程；测量应用

GPS技术在不断地发展，在水利工程测量中，应用GPS技术不仅可以降低成本、提高效率和精度，而且还不需通视，因此，大部分用户都青睐于使用该技术。GPS的定位系统非常准确，其精度可以精确到厘米单位，由基准站所发出的GPS高精度定位数据，可以在短短几秒内通过现在的RTK实时动态差分法就能得到，因此，在水利工程测量中将广泛地推广使用GPS技术。

1GPS系统在水利工程测量中的应用原理

利用GPS信号接收机，可以实现水利工程中的定位测量。在GPS系统中，其一个重要设备即是GPS信号接收机，它由电源、主机、天线这三个部分组成的。通过该设备能够有效快捷地控制信号，从而有利于GPS系统在水利工程中的测量定位。大地型接收机是水利工程测量中经常使用的设备，按照接收的卫星信号频率该设备被分为两种，一种是单频接收机，其测程大概是15千米，另一种是双频接收机，其测量距离超过数百公里。最近几年，实时动态（RTK）接收机的出现，又大幅提高了测量效率，它通过无线电台改正基线站的差分，并发给移动站，从而实现实时定位。

2GPS技术在水利工程测量中的应用优势

2．1数据可靠、无误差累计由于天气的变化不会对GPS技术造成影响，所以，其提供的三维空间的位置和实时时间十分准确；同时，GPS技术在现实工程应用中的精度可以准确到厘米，并且测量的数据准确可靠，虽存在有一点点的误差，但已使工作人员的工作质量得到了提高。

2．2测量速度快将GPS技术应用到整个水利工程的测量过程中，并且在4等水准精度点上面构建基站，这样的话可以使流动站依附在工作人员的身上，在一般情况下测量的速度比较快，只是需要花费几秒钟的时间，就能完成整个定位的工作内容，从而在某种程度上提高了工作人员的工作效率。

2．3降低工作人员的工作强度普通水平的测量就本身来说非常容易受到地物、地形的制约。因此，为了能够获得有较为准确的测量数据，要求测量人员有非常大的工作强度，与传统的测量技术相比较来说，GPS技术自然地理优势明显，不容易受到地形的影响，这样就可以非常容易实现对大区域面积的测量，进而满足不同水利工程的不同需求。综上所述，GPS技术能够在很大程度上降低工作人员的工作强度。

2．4节约测量成本GPS技术能够非常准确的定位三维空间坐标，进而将河道断面数字化、可视化，除此之外还能够将其准确的显示在GIS电子化地图上，从而实现编辑操作。结合以上分析可以发现，一次测量就可获取多方面的资料信息，为工程的建设、规划防洪和管理等提供非常准确的信息，在很大程度上降低了成本。

3GPS技术在水利工程测量中的应用

3．1GPS外业测量选点是GPS外业测量中最关键的步骤。在选点之前，我们必须对有关测区的地理位置、标型状况、标架状况等进行详细地收集，以做好充分的准备工作，从而提高测量结果的准确性。与常规测量相比，GPS的不同之处在于其观测工作是开机观测，并实现了无线安置。在安置无线时应注意天线基座上的圆水准气泡需整平，其点位要正常，同时，使用三脚架架设天线，并在标志中心的上方直接安置；如果出现大风天气，应从三方向分别固定无线。

3．2GPS系统在水利工程测量中的内业计算通过GPS网平差，以及基线解算，来计算测量工程的内业。在进行基线解算时，根据工程实践经验，将数据传输进去，待结算结果出来后，检查其精度，从而将闭合差和Ratio值控制在允许的范围之内。另外，还需要应用GPS网平差，在实际过程中，平差可使用商用软件。

3．3GPS布网工作下面是GPS布网工作：一般使用点连式或边连式组成连续发展的三角锁同步图形，来测量引水工程等线路及带状工程；一般使用边连式或网连式，来布设工程枢纽地区的施工控制网，以及变形监测网，从而提高网形的几何强度，以使GPS控制网数据更精确、更可靠。

3．4实时动态测量方法选择某一定位知点，并将GPS接收机安装在这一基准站上面，以便现场观测每一个可见卫星，然后将观测到的数据和测站信息，通过无线电传送设备，传输到流动站，即RTK的主要工作流程。流动站在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备接收基准站传输的数据，依据相对定位的基本原理，基准站与流动站通过差分解算该数据和本身观测到的数据，得出相应的两观测站之间的相对位置，从而流动站所在位置的三维坐标得到解算，并实时输出与存储。

4工程实例

下面是某水利枢纽工程所有建筑物的级别，其中属于4级建筑物的是施工围堰等临时性建筑物；属于1级建筑物的有引水闸、引水闸口门防护两侧盘头、泵站；属于3级建筑物的有下游翼墙、以及引水河道。由于该工程施工规模大，必须严格按照三角网及导线网测量的要求，建立供施工使用的平面控制网，同时，在工程施工之前，还需结和业主或监理工程师提供的平面控制点及水准点，在建立的三角高程控制网时，可采用城市一级测量，设立的控制网需上报监理工程师，由其进行审定。

4．1检查、复核测量桩志对业主提供的桩志，以及有关测量资料，如建筑物中心轴线、三角网点、和水准基点等进行复核检查，如果发现桩志位置有移动或精度不高等问题时，必须上报给监理工程师，并及时复测加固，补测，以确保其符合施工要求。在施工过程中，测量重要标点是水准点和控制中心线桩，因此，需稳定、可靠的布置控制桩，并做好测量和检查核对记录，同时设置二级可供相互检查核对，以避免出现差错。

4．2平面控制测量（1）三角网基线的设置。分别在枢纽闸站和内河河道内设置一条三角网基线，为使测设精度达到规范要求，各个三角网的角度应保持在30°到120°范围内。（2）平面位置测定。在现场测量复核中可使用直接测量法，对于本工程建筑物之间的距离，可使用三角网法进行测量。如果建筑物之间的测量距离和控制桩间距相一致，则对可对建筑物进行测定，并计算复核测量数据，确保轴线间的距离符合规范的测量精度要求，然后计算多次的测量结果的平均值，进行施工定位测量。

4．3水准控制测量（1）水准测量。在选择水准点时，为便于后期施工，应选择通视良好、安全性高、可靠性高、离枢纽闸站较近的地方。根据规范要求，该工程的水准点测设精度必须在四级水准及以上。在设置地质较差位置的基准点时，可使用辅助点，以确保施工测量的准确性。需强调的是，测量不转镜最好不要超过3次，且前后视距要尽可能保持相同长度，并在永久性建筑物上设置基准点。在工程施工过程中，根据工程实际情况，引测水准控制点至合适的施工区，其测点应设置不能少于2个，并闭合测量点。此外，适时采取人工保护测点，以确保测设的准确性。（2）变形观测。根据业主提交的控制点，观测基点的测量精度水准要求三、四等级。根据设计图纸要求，在闸站基坑开挖中埋入预定位置，结和其发展趋势，对整个基坑的稳定情况进行分析，以制定出安全方案。

5结语

GPS测量技术应用广泛优点明显。在水利工程测量中，通过GPS测量技术的应用，在充分掌握了GPS测量技术的应用过程，以及应用方法基础上，给以后GPS的更广泛应用奠定了基础。进行水利工程测量中，在利用GPS技术的时候，测量结果的精确度和实用性要特别注意，这是采用GPS技术测量的关键所在。

参考文献

［1］李柏章．GPS系统在水利工程测量中的应用［J］．水利科技与经济，2013（05）：30－31．

［2］孙龙．GPS系统在水利工程测量中的应用［J］．民营科技，2013（01）：28－34．

［3］梁小勃．GPS系统在水利工程测量中的应用［J］．内蒙古水利，2011（06）：28－34．

作者：符利 单位：广东水电二局股份有限公司