浅谈水利工程测量中的GPS系统应用

刘峰

（榆树市水利勘测设计处，吉林 榆树 130400）

1 GPS工作原理及其特点

1.1 GPS的工作原理

GPS卫星导航定位系统是通过三颗或者以上卫星，按照接收机设置的要求，对于给定的位置坐标将通过卫星在该时刻该位置发出导航电文，利用软件建立数学模型后，进行复杂的数学运算和数据分析，实现接收机和卫星的信息交换，进而得到这一时刻的空间位置坐标。

1.2 GPS的特点

1.2.1 测站之间无需通视

以往测站点间实现相互通视是难以实现的现实问题，但是GPSRTK的特点正好弥补了这个问题，只要保证测站点位置的上空相对很开阔，无障碍和干扰源，那么特就可以灵活的实现选点，避免了相互通视的问题。

1.2.2 高精度的定位系统

双频GPS接收机的基线解精度与红外仪差不多，但是我们都知道红外仪在距离较远时性能就降低了不少，但是双频GPS测量却不会受到距离增大的影响，一般在小于50Km的基线上，其定位精度可以达到12×10-6，当超过这一距离一后，其测量精度会有略微的降低。

1.2.3 观测时间短

利用GPS布设控制网，一般在30～40min就可以实现观测，时间很短；如果我们采用快速静态定位法时，所需要的观测时间就更少了。当然为了缩短观测时间，我们还可以借助使用Topcon GPS的快速静态法，这种方法可在5min内观测完毕，得到三维坐标。

1.2.4 提供三维坐标

在精确测定观测站平面位置的时候，GPS测量可以精确地测定二维平面坐标位置，同时还可以精确获得大地高程，准确获得观测点(a，b，h)。

1.2.5 操作简便

作为现代测量工具GPS具有很高的自动化程度，操作简便，设备不繁杂。目前GPS接收机的发展趋势是微型化和智能化，最终是让观测人员只需打开电源，个别位置调平后即可自动观测获得数据，结合相关的应用软件可以及时实现位置定位、跟踪定位观测等功能，大大降低了技术人员的劳动强度。

1.2.6 全天候作业

GPS观测可在任何地点、任何时间连续地进行，一般不受天气变化的影响。

由此可见，GPS测量技术技术先进，优点明显，将在以后的应用中不断的体现出来，我们也将更加不断的开发GPS技术的更多特点，为水利工程测量水平的提高不断努力。

2 GPS技术在水利工程测量中应用发展

随着全球气候变化和可持续发展的理念深入人心，人们越来越重视水利工程建设，水利工程建设中的测量技术和方法的不断改进，促进了GPS被更广泛的应用于水利工程建设当中。现如今，它正以其高精度、高效率的技术优势，低成本、操作简单的特点被人们越来越认可，当然GPS里不靠地球卫星，也就是说随着我们的航天技术不断的发展，在不久将来我国的GPS也必将迎来一个技术的革新阶段。

许灵均自幼父亲去了美国，母亲早亡，成了孤儿。好不容易大学毕业，又被打成“右派”，流放到大西北敕勒川劳动改造，成了牧马人。“文革”中，老乡们因为许灵均的勤劳、善良而加意保护他，使他躲过了更加残酷的迫害。四川是重灾区，很多人吃不上饭。少女秀芝为了寻一条活路，逃到了敕勒川。她声言：“只要谁肯收留我，给我一口饭吃，我就嫁给谁。”老牧民郭蹁子，觉得秀芝人品、长相都不错，许灵均也老大不小了还没成亲，他想不如就让秀芝跟了许灵均吧。

随着经济的发展，我国水利工程测量面临前所未有的机遇和挑战，而GPS测量技术又具有很多优点，所以，GPS测量技术在水利工程测量中得到了越来越多的应用。GPS技术在水利工程中的初级应用是：用GPS静态或者快速静态方法建立沿线总体控制测量；同时，在水利工程施工阶段为闸门、渠道、堤坝建立施工控制。而更高一级的应用是在水利工程测量中采用RTK技术，即所谓的实时动态定位技术。它将在水利工程测量中具有更加广阔的应用前景。

3 GPS技术在水利工程测量中的应用

GPS技术已经广泛的应用于各个领域，水利工程测量中，GPS技术也得到了广泛的应用。比如世纪工程三峡水利枢纽的建设，小浪底工程等水利工程测量中都用到了GPS技术，这项技术的应用都为工程的顺利完成奠定了基础。下面着重讲解GPS技术在水利工程测量中的应用。GPS技术在水利测量中的应用主要包括以下部分：GPS的外业测量、GPS的布网以及实时动态测量技术的应用等等。

3.1 GPS外业测量

GPS外业测量的关键是选择合适的点。可以说有了位置合适的点，我们才可以得到正确的测量结果，所以在测量前要做好玄殿的准备工作，了解待测区域的相关信息，当我们了解了待测地区的地理信息后我们就可以选定最恰当得点 进行外业测量。

GPS的观测工作主要体现在无线安置和开机观测，这与常规测量有很大的不同。无线安置工作中，要做到在正常点位，天线应架设在三脚架上，并安置在标忐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。

3.2 GPS布网工作

3.3 实时动态测量方法

RTK工作基本方式可以表述为：在某一已知点上设立基准站并安置一台GPS接收机，对所有的可见卫星进行现场测，采用无线电传送设备，将观测到的数据和测站信息通过数据链传送到流动站。依据相对定位的基本原理，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，基准站及流动站将该数据与本身观测到的数据进行差分解算，从而得到两观测站之间的相对位置，解算出流动站所在位置的三维坐标并实时存储和输出。

3.4 在地形测图中的应用

在系统设置及初始化完成进行测量之前，要进行必要的测量检核，以便确保基站设置正确，测量数据可靠。常用的检核方法有几个方面：1用已知点检核比较，即用RTK测量一些控制点的坐标，把它与已知坐标进行比较检核，发现问题及时采取措施改正。经过实践表明，这种方法比较可靠。2重测比较，设置完成后先测几个固定点坐标，如果测区已有RTK点，即重测已有RTK点坐标进行比较；如果没有，可重新设置仪器，重测刚才测过的RTK点进行比较，同时可用全站仪测量各测点间的距离和高差，用距离反算和高差较差来检核成果的精度。

结语

综上所述，GPS测量技术优点明显，在水利工程建设中已经被广泛的应用，效果显著。通过GPS测量技术在水利工程测量中的应用，充分掌握了GPS测量技术的应用过程和方法，为以后GPS的更广泛应用奠定了基础。在利用GPS技术进行水利工程测量的时候，要特别注意测量结果的精确度和实用性，这是采用GPS技术测量的关键所在。GPS作业有着极高的精度，它的作业不受环境和距离及通视条件限制，而且适合于地形条件较差的地区，GPS测量可极大地降低劳动作业强度，提高作业效率，因此，GPS在水利工程测量上具有很大的发展前景。

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