小议在水利工程测量中GPS的应用前景
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摘要：水利工程在测量中的高程测量一直以来都是采用传统的测量手段――几何水准测量方法，这种方法虽然精度较高，但是实施起来难度也较大，且作业的效率较低，因此GPS测量技术逐渐被引入到水利工程的测量中。本文通过对GPS技术的分析与水利工程测量中的应用，对gps在水利工程测量中的应用前景发表一些个人观点。
关键词：GPS技术，水利工程 ， 测量，应用前景
Abstract: the measurement of the water conservancy projects in height measurement has been the use of the traditional measuring method-geometric level survey methods, this method is high accuracy, but implementation up difficulty also bigger, and the efficiency of the homework is low, the GPS measuring technique has is introduced to the water conservancy project in the measurement. This article through to GPS technology analysis and the measurement of the water conservancy project application, GPS in water conservancy engineering application prospect to the measurement of the published some personal views.
Keywords: GPS technology, water conservancy project, measurement, the application prospect
中图分类号：TV文献标识码：A 文章编号：
GPS技术分析
GPS即全球定位系统（Global Positioning System），由美国海陆空三军联合研制出来，具有全球性、连续性、全天候、实时性和航定位与定时的功能，能够为用户提供精密的坐标、时间和速度，GPS的应用主要体现在两个方面：单点导航定位和相对测地定位。相对测地定位是利用11与12载波相位观测值来实现精度高的测量，原理为载波相位测量局域差分法，在接收机之间求一次差，在接收机与卫星观测历元之间求二次差，通过两次的差分来计算、解算出待定基线的具体长度，求解整周模糊度是其中较为关键的技术，依据算法模型，对静态的、快速静态的和RTK等作业模式进行设计。静态的作业模式主要应用在地壳变形观测、大坝变形观测以及国家大地测量等精度较高的测量中，快速静态测量是用高效的作业效率和厘米级的测量精度应用在一般的水利工程测量中。
GPS实现侧地定位的基本条件之一为侧地形的接受设备，接收机分为两种：单频接收机与双频接收机，双频的接收机是用12观测值来对电离层折射的影响进行修正，较为适宜在中长的基线中测量，且具有快速静态测量功能，可以升级成为RTK功能；单频接收机较为适宜小于20km的段基线的测量工作，且相对于一般的水利工程测量有较高的性价比。
我国在测量方面利用的是美国发射的24颗定位导航卫星，分别分布在旋绕地球的四个轨道面之上，卫星时刻都在向地球发射三维的导航定位信息，能够对地面上某点在地心坐标系中的三位坐标进行测量，从而实现导航与定位工作。
二、GPS在水利工程测量中的应用
GPS技术转为民用后，逐渐的在各个领域被广泛的应用，尤其是在水利工程的测量中，其应用前景是十分广阔的，例如我国的三峡水利枢纽和万家寨水利枢纽、小浪底水利枢纽都在不同程度上使用了GPS技术，通过准确快速的测量数据，对测量的精度和工作的效益都有很大程度的提高，和对测量的劳动强度起到了一定的减轻作用。GPS技术在水利工程测量中的应用主要分为以下三个方面。
外业测量
在外业测量中，选点是因为GPS各个测量观测站之间并不要求相互通视，且网的图形结构也比较灵活，因此选点工作会比常规的控制测量工作更加简便一些，但是在观测工作中，选点是具有十分重要的意义的，且点的选择对于测量结果的可靠性也有较大的影响，因此在选点之前要进行测区相关地理情况的资料，原有测量控制点分布和标价、标型以及标石的相关情况来确定适应的点位。在观测工作中，GPS与常规的测量技术有很大的区别，首先，要进行天线的安置，天线要架在三脚架上，并要直接对中的安置在标志的中心，天线机座上的圆水准气泡要整平，在特殊的点位，当天线要安置在三角点量表的回光台或是观测台时，要将规标顶部进行拆除，防止其遮挡GPS信号，在天线的定位时，其标志线要指向正北方向，并要考虑到当地的地磁偏角，在刮风的天气时，要将天线进行三个方向的固定，防止其倒地受到损坏。
在开机观测时，要明确目的是捕捉GPS卫星信号，并进行跟踪、测量和处理，来得到需要的定位信息与数据，在天线安装完成之后，要选择距离天线一定位置的地面上安置GPS接收机，通过预热和静置，便可以启动接收机进行观测。
GPS布网
GPS布网的方式在线路及带状的工程中，例如河道和饮水工程等，一般采用点练武或是边连式的三角锁同步图形，在每隔一段距离处设置一个能够相互通视的GPS点对，用来解决水利工程中一些分散开的控制点密度要求不相同的问题，对于一些工程枢纽地区的变形监测网和施工控制网，多采用边连式和网联式进行设置，能够增强其几何强度，且对GPS控制网的数据精度及可靠程度都有一定的提高。GPS控制网的主要作业方法为：采用至少两台的GPS接收机来作业，分别将其设置在一条或是几条基线的两个端点，使其能够同步的观测到至少四颗的卫星。
实时动态
实时动态可以说是GPS测量发展过程中的一个重大突破，实时的、高效的、高速的性质为GPS测量中的可靠性与高效率提供了重要的保障。实时动态定位是在载波相位进行实时差分解算的基础之上的一项技术，具有厘米级的精度水平。
GPS技术在水利工程测量中的问题及建议
GPS 高程测量数据只能够获得纯数学意义上的大地高，也就是地面点沿法线至参考椭球面之间的距离，但是在水准测量时，需要的并不是大地高H，而是正常高 h，因此只有解决了GPS的高程测量数据的相关问题，才能够保证在今后的GPS在水利工程测量中的应用前景更加广阔。
通过上文的分析与研究，笔者针对目前GPS技术在水利工程测量中的应用提出几点建议：首先，如果是在条件全部都具备的情况下，那么利用GPS测量技术是完全可以做到同时完成高程以及平面的测量，也就是说GPS的测量方面的技术是能够得到充分的发挥，GPS的高效优势，也能够对水利工程测量的工作效率有一定的提高。其次，如果是在测区范围小、且地形变化较小的测区内，那么在利用几何水准均匀的布测一些基本高程控制点时，完全可以利用GPS的高程测量来替代几何水准测量测设图根水准以及测站点水准的。再次，关于仪器的选用方面，GPS 仪器的选用要选择精度高于基线精度 5mm+1ppm 、高程精度 10mm+2ppm ，且性能比较稳定的，还要选择受到外界环境因素影响较小的 GPS。在GPS 高程测量观测时，要对GPS的测量精度如 GPS 图形结构进行充分的考虑，也要对电离层的影响，正确量取天线高等因素进行全面的考虑和分析，争取最大程度的减少误差对其的影响。另外，在外业实施的过程中，要经常性的对一些已知的水准点进行连测工作，以便能够随时的进行高程方面的比较和分析，也能够有效的避免因气候等诸多不确定的因素而引起的观测数据粗差等问题。除此之外，利用GPS进行高程测量，虽然此种方法在经过科学的数据处理后，是完全可以保证精度方面的需要，但是由于搜集以及建立测区重力的成果，数字高程模型和重力场模型等资料并非是一件轻而易举便能够完成的事情，况且GPS高程测量数据是要经过处理后，才能达到相对应等级的高程精度水平的，且相关规范尚无明确的规定，因此个人建议，在生产中应要有选择性的的使用 GPS 高程测量技术。
结论：随着我国西部大开发的实施与我国国民经济的快速增长，我国的水利工程建设也在这样的环境中迎来前所未有的巨大发展机遇，那么对于水利工程中的勘测设计也提出了更高层次的要求。通过将GPS在水利工程勘测中进行应用，对水利工程的勘测手段以及水利工程中的作业方法也带来了革命性一次变革，对勘测精度和勘测效率有一定程度的提高，因此，GPS技术未来在水利工程勘测和施工，以及堤坝监测、管理方面都有着较为广阔的应用前景。
参考文献：
[1] 曹合先,吕婷,黄芳芳.GPS-RTK测量技术在水利工程测量中的应用[J].城市建设理论研究,2011,9(02)
[2] 杨延有,贾晓堂.GPS-RTK在水利工程测量中的应用[J].江西测绘,2009,10(4)
[3] 李子申.GPS-RTK确定正常高的原理及应用[J].西部探矿工程,2007,9(04)
[4] 梁小勃.GPS系统在水利工程测量中的应用[J].内蒙古水利,2006,9(07)