水利工程测量中的GPS技术研究

水利工程测量中的 GPS技术研究

王宁

水发规划设计有限公司 山东济南 250100

摘要：水利工程是国家经济命脉，对于提升工作效率，确保安全运营是极为关键的。全球定位系统，具备速度快、精度高和不受气候条件影响的优势，在水利工程中具有有效应用。针对边远山区，地形较为复杂的情况，利用传统测量方法对作业进行观测，具有一定的难度，但利用GPS技术，会带来一定的社会效益与经济效益。文章介绍了GPS技术，并指出GPS技术的优势作用，最后指出GPS技术在水利工程中的应用。

关键词：水利工程测量；GPS技术；应用

在工程测量中，GPS技术应用极为重要，是传统测量技术的一种变革。GPS技术在工程测量中，GPS高程测量可以节约一定的经费，并且三维坐标测定具有简单性，更为主要的是具备高效率和实时性。在当前经济发展形势背景下，GPS技术将会拥有更为广阔的发展前景。

1. GPS概述

1.1GPS组成

对于GPS而言，主要由三部分内容构成，分别是空间卫星群、用户信号接收设备和地面监控系统等。

1.2基本定位原理

在GPS空间卫星群中，由24颗卫星组成，这部分卫星分布在6个轨道平面内，轨道夹角为60^。，卫星轨道运行周期在12h59min，确保地表时间地点可以接收到GPS卫星发出的信号。基于地面GPS控制系统而言，通过监控卫星工作状态，可以改正卫星参数，向卫星发出指令，确保卫星运行。在GPS信号作用下，用户可以接收到信号，利用数据处理软件信号，处理后会获得导航定位和相关功能。

1.3GPS技术应用原理

伴随GPS技术的更新完善，技术优势愈发明显。在工程应用中，主要是利用静态方法，建立相关沿线部体控制测理量，还能有效控制工程施工的渠道和闸门。利用PTK技术，与实时动态定位技术结合开来，保证工程测量可以更好的应用。在GPS技术中，主要是以距离交会法为主，其原理主要为在固定位置将GPS接收机进行设置，进而接收卫星发出的导航电文，最终得到三维坐标。在这样的基础上，对数据进行计算，并进行分析处理，计算出固定时刻GPS接收机到卫星距离。通过分析计算两者间的距离，可以得出空间位置，即为三维坐标。

2. 在工程施工中GPS技术应用优势特征

2.1可以对测量数据进行实时更新

由于GPS具备着链接性能，确保测量数据的实时传送，利用无线电将数据传给测量基站计算机。在这样的基础上，计算机对数据进行检测和处理，防止无效测量的出现，真正提升工作效率。在当前形势背景下，GPS在水利测量中具有有效应用。

2.2对通视条件具有较低的要求

基于传统测量技术而言，具备较好的通视条件。通视条件主要为观测点和测量目标间的视线通透性，换言之是否有阻挡物。在水利工程中，由于处在山地间，经常会缺乏通视条件，在这样的情况下，应设置转点，提高水利工程测量难度。对于GPS技术来讲，地形通视条件对其具有较小影响，因而在野外测量工作中具有有效运用。在一定程度上讲，GPS在卫星信息传递下，可以得到测量信息，最终提升测量效率，还能扩大应用范围。

2.3可以进行自动测量和变形测量

对于GPS测量可以对大坝建筑变形情况进行监测。一般而言，先前测量手段，需要安排人员定期进行重复测量，工作极为枯燥。如果存在较小的变化，不容易发现，因而会存在人为影响等因素。而GPS技术发挥了十分重要的作用，针对水利工程大坝测量，可以在GPS系统下建立自动化监控测量系统，并对数据进行采集整理，给高精细测量工作提供一定的便利。

3. GPS测量在水利工程中的应用

对于GPS技术而言，在工程测量中占有一定地位，并发挥着关键性作用。而在工程测量中主要分为施工控制网和竣工测量与施工放样等项目。

3.1在施工控制网建立中的应用

伴随科学技术的快速化发展，以往三角网建立施工控制网方法存在一定的弊端，而当前应用GPS技术建立施工控制网具有广泛的应用。工程开工阶段，在选点与埋石上，应利用GPS技术确保点位附近空旷，了解地质情况。要想在真正意义上确保工程可以有效进行，应利用统一坐标系统，在这个过程中GPS技术定位应用，可以结合设计情况，还能满足高精度要求。

3.2在竣工测量中的应用

针对控制网点的布设，一般都会在竣工测量后进行，在一定程度上讲，常规测量方法不能达到测量标准要求，因而需要利用GPS技术。例如在丘陵地区，固定的作用距离可以确保观测精度。在丘陵高程方面，利用较好的观测条件可以对控制点进行投影解算，进而获得测量目的。对于GPS技术具备着高精度测定优势作用，在工程建设项目竣工中，可以满足验收工作要求。

4、GPS在水利测量工作中面临的问题

4.1 GPS测量具有误差

伴随社会的快速化发展，工程质量要求愈发提高，水利测量要求精度也在持续增高。基于GPS技术而言，可以提供较高的精度，但在特殊情况下，如果遇到障碍物对卫星信号造成影响，会存在误差。尤其是在水利测量运用中，由于一些原因造成实际误差和理论分析存在误差。

4.2 GPS在水利测量中应用力度较小

在水利测量汇总方面，电子全站仪与电子水准仪设备的快速发展，可以满足水利测量基本要求。GPS测量设备具有较高的价格，并且在测量人员上具有严格化要求，进而对GPS水利测量应用推广具有一定影响。

4.3相关测量人员技能不足

和传统测量技术进行比较，GPS技术测量运用时间较短，部分测量技术人员不能对操作技能全面掌握，造成GPS不会发挥应有作用，测量效率较为低下，更为严重的是存在测量错误，对工程建设具有严重影响。

5、GPS应用前景

5.1确保灾害预警能力的提升

建立GPS变形监控在线分析系统，可以对大坝进行变形监测，在当前形势背景下，建立GPS变形监控在线分析系统是极为必要的。在这个系统中，主要是由数据采集与传输和处理分析构成的。可以对数据进行分析处理，对变形现状进行评价，并预测发展趋势，可以为灾害发生的可能性提供理论依据，对大坝变形或是滑坡体监测是极为重要的。

5.2建立GPS和相关变形监测技术组成的综合变形监测系统

要想打破GPS技术变形监测中的不足情况，应依据变形监测对象，确保GPS和相关变形监测技术组成的综合变形监测系统，完成不同监测技术间的优缺点 。

5.3改正模型建立误差

对于误差改正模型主要是分析研究误差特性和误差机制。而推导建立的理论公式，可以是分析观测数据，拟合建立的经验公式。在误差改正模型处理下，可以提升定位精度。

5.4加大培训测量技术人员，提升测量技能

只有对GPS测量操作技能进行掌握，才能更好的利用GPS对水利测量工作进行开展。作为技术人员应具备一定的素质能力，例如拥有着较快的操作速度。操作人员在上岗前，应勤加练习，和规定要求相吻合后才能上岗。另外，操作准确，在确保操作速度的基础上，应重视操作质量，不能由于人为原因造成测量错误，造成工程失误的发生。

结束语：

总而言之，对于GPS技术而言，不管在控制测量中，或是施工放样中，都发挥着关键性作用，可以提升测量作业效率，减少作业强度，顺应社会发展节奏，确保技术人员在复杂测量放样工作中减轻工作压力。另外，GPS测量和常规测量具有一定的差异，部分错误不容易察觉，需要相关技术人员在实践中认真的总结。

参考文献：

[1]宋德军. GPS技术在水利工程测量中的运用研究[J]. 黑龙江水利科技, 2018, (011):176-178.

[2]林真勇. GPS技术在水利工程测量中的应用[J]. 河南水利与南水北调, 2017, (008):27-29.

[3]金林海. GPS技术在水利工程测量中的应用[J]. 工程技术研究, 2020, 75(19):93-94.