GPS技术在水利工程测量中的应用
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【摘要】 随着科学技术的不断发展，gps技术在水利工程测量中的应用也越来越广泛，其应用和开发前景十分广阔。本文重点分析了GPS技术在水利工程测量的应用。
【关键词】 GPS技术；水利工程测量
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：
引言
为了促进国民经济单位迅速发展，水利工程成为国家重点投资建设的项目之一。由于水利工程的特殊性，大多数水利工程位于地形复杂的偏远地区，使得高等级的测量控制点少之又少，严重影响了水利工程的测量工作。近年来，GPS技术在社会生产和生活中得到了非常广泛的应用，同样，GPS技术在水利工程测量中具有高效率、低成本、高精度和不需通视等特点，极大的提升了测量工作的效率和质量，可以说GPS技术应用于水利工程测量是水利工程测量外业勘探的一项重大的技术革命，具有广阔的应用和开发前景。
一、GPS技术在水利工程测量中的应用优势
1.1数据可靠、无误差累计
GPS技术不受天气状况的影响，因此可以提供实时、连续的精密时间、三维速度及三维位置。在作业范围和作业半径一定的条件下，将GPS技术应用到水利工程测量工作中，除了可以完成一般测量内容，还可以精确测量测点的三维坐标，而且，GPS技术的高程测量可以精确到厘米，精度高，数据可靠，甚至不存在误差积累问题，大大提高了测量工作的质量。
1.2测量速度快
在水利工程测量中应用GPS技术时，在四等水准精度点上架设测量基站，使流动站附于测量人员身上，测量速度快，往往只需要几秒钟就可以获取测点定位，最多需要十分钟就可以完成测量，在极大程度上提高了水利工程测量的效率。
1.3降低工作强度
普通水准测量时受到地形、地物等环境影响大，在这种情况下为了获取最为准确的测量数据，测量人员的劳动强度就很大，而相比传统的测量技术，GPS技术不受地形条件限制，也不受气候条件、空气能见度的限制，优势非常明显，因此可以实现对大面积和复杂区域的测量，满足不同类型水利工程测量的要求，因此，GPS技术就可以在很大程度上降低测量人员的工作强度。
1.4节约测量成本
GPS技术科精确定位三维坐标，将河道断面资料可视化、数字化，并将其显示在GIS电子地图上，实现编辑操作。由此可见，一次测量就可获取多方面的资料信息，为工程规划、建设与管理、防洪等一系列工作提供所需的资料信息，极大的降低测量成本。
二、GPS技术在水利工程测量工作中的应用
2.1GPS外业测量
2.1.1选点
在GPS外业测量中要注意选点问题，虽然GPS测量观测站之间对相互通视的要求不高，不一定要求相互之间的通视，因此相比常规测量的选点，GPS测量的选点工作更加方便，但选点是测量结果准确性的重要保证。所以在测量前要做好收集和了解有观测区的地理位置、标架、标型等准备工作，已决定适合的点位。
2.1.2无线安装
无线安置时，在正常点位上要卡中心的上方直接对中，天线基座上的圆水准气泡必须整平；在有风天气中，应将无线进行三方向固定，雷雨天气时则注意天线底盘的接地，避免雷击天线；特殊点位时，在将天线安置在三角点标的观测台或回光台上前，先拆除标顶部，避免遮挡GPS信号。
2.1.3开机观测
开机观测的目的是捕捉、跟踪、处理和量测GPS卫星信号，从而获取需要的定位信息和观测数据。在进行开机观测前，要将GOS接收机安装在离天线适当位置的地面上，接通GPS接收机和电源、天线及控制器的联接电缆，预热和静置后，启动使用，进行观测。
2.2GPS布网工作
对像引水工程一样的线路和带状工程测量，常利用点连式或边连式的方法来组成连续发展的三角锁同步图形，在工程枢纽地区布网时要采用边连式或网连式，增强网形的几何强度，从而提高GPS控制网的精度和可靠性。
2.3GPS数据处理
在获得外业测量数据后，将数据拷贝到计算机上进行基线解算，得出观测点间的空间基线向量，并对其进行质量检核。实际测量工作中采用的是人机交互方式来进行同步环和复测基线的检核工作，由于异步环过多，因此一般对边数较多的异步环加强检核。在检核时，要注意剔除不合格的基线，并及时分析原因，采取有效的解决措施。
2.4实时动态测量
实时动态测量是一种新的常用的GPS测量方法、可精确到厘米。实时动态测量的基本工作方式如下：在一个已知的点上设立基准站，同时安装一台GPS接收机，现场测量所有可见卫星，将观测到的数据和测站信息通过数据量和无线电传输设备传送到流动站，流动站同时接受基准站传输的数据和GPS卫星信号，基准站和流动站将接收到的数据和本身观测到的数据进行差分解算，以此解算出流动站的位置的三维坐标，并进行实时传输和输出。
2.5数字化地形图测量
实时动态测量可以及时获取坐标和迅速定位，因此在地形测量中可以运用这项技术，在测量地行时，借助数据采集功能来进行地形点的测量，然后将所采集的地形点进行图像处理，最后将数字化管道地形图的形式呈现给工作人员。运用GPS技术在对地形点进行采集时可单人完成，从而节省人力资源和物力资源。
三、GPS技术在各种水利工程测量中的应用简述
3.1在水力发电机组安装测量中的应用
水力发电机组各部分之间的相对位置精度要求很高，需要建立高精度的施工控制网。GPS技术在建立控制网方面具有明显的优势，自动化程度高、无需通视、布点灵活、可连续和全天候观测、进行三维坐标测量，极大的提高测量工作的精度和效率。在水力发电机组安装测量中，利用GPS技术建立施工控制网，再网放出建筑物主轴线和辅助轴线及各机组中线，再由中心线放出各机组位置。
3.2在堤防工程施工测量中的应用
在水利水电工程测量中，若按照常规方法进行堤坝工程高程测量控制，其平面和高程需要分开分级布设，平面控制点之间要求通视，分层竞速不均，误差积累大，而且由于观测的测回数多，观测精度要求高和观测环境的影响，高程测量时费时费力，有时要求返工。但若是利用实时动态测量，各平面控制点之间没有积累传递，误差传播途径也可以减少，从而提高控制点的精度。
3.3在大型水工建筑物变形观测中的应用
利用GPS技术，变形观测能够实时进行，变形观测点只要能放置仪器就可以直接测定变形体上的目标点的相对位置变化，不需要设基准点，若变形观测点由于种种原因不易设置仪器时，GPS测量可以快速便捷的校核观测基准点的稳定性，这样一来就不需要设置复杂的参考网，节省时间和精力，提高工作效率。
3.4在水工隧洞的贯通中的应用
若在落差大、流量小的山区河流区域建造引水式电站，要利用施工控制网保证引水隧洞的正确贯通，从而将水库中的水通过引水隧洞引到发电站厂房。利用GPS技术建立施工控制网可以大大简化测量工作，利用GPS测量测定洞口点的相对位置，不需要像常规方法所建立的施工控制网那样还要测量过渡点，直接测定洞口点的相对位置即可，这样可以节省大量工作，测量工作简单有效，测量精度也大大提高。
四、GPS技术在水利工程测量工作中的应用前景
随着我国国民经济的快速发展，水利工程师事业也得到了长远的发展，我国的水利工程建设将面临着前所未有的发展机遇，这就对水利工程测量工作提出了高标准和严要求。除了要求优良的硬件设施，还要求与测量作业相关的软件的改进和发展，要求软件能够实现设计、施工前、测量等所有过程管理一体化的数据链等功能，目前，我国水利工程测量工作中，已引进了电子全站仪和电子水准仪等先进仪器设备，提高了硬件设施的水平，但这是远远不够的，GPS技术是目前应用于水利工程测量工作中最适合的技术，利用GPS技术实现实时动态测量，绘制地图，在水利工程施工阶段为闸门、渠道、堤坝建立施工控制网等一系列工作，而这只是GPS技术在水利工程测量中的的初级应用，由此可见，GPS技术在水利工程测量中的前景十分广泛。
五、结语
GPS技术在水利工程测量中的前景十分广泛的，因此，为促进GPS技术在这一领域的发展，相关工作人员应当积极钻研，研究GPS技术在水利工程测量中的应用，以扩大其应用范围。
参考文献
【1】钟飞．G P S在水利工程测量中的应用[ J ].科技资讯2 0 0 9． 1 2 ．
【2】马艳艳．全球定位系统(GPS)技术在水利工程中的应用［Ｊ］．山东水利，2009