GPS测量技术在渠道工程中的应用

尚鹏飞

摘要：渠道是水利工程的重要组成部分，在施工过程中通过运用GPS测量技术，对确保渠道工程的质量、安全起到非常重要作用，结合具体工程的实际情况编制合理的测量方案，对渠道工程建设具有重要的现实意义。

关键词：GPS定位；静态测量；动态测量

中图分类号：TV22 文献标识码：A

概述

随着我国现代化进程的加快，水利工程基础设施建设成为目前急需解决的重要课题，为了更好的促进水利工程建设，确保水利工程的质量安全，必须在生产过程中，严格按照技术规范要求和施工图纸进行施工，并采用新技术、新设备、新工艺，以提高其生产效益，降低成本，尤其是GPS技术的普遍应用，解决了传统测量技术存在的问题，实现了全天候的作业。GPS测量技术实现了实时动态定位，可随时掌握各种数据参数，其将在水利工程测量发挥更大的作用，对水利工程的建设发展具有十分积极的意义。

1 GPS定位技术概述

GPS测量是我国近年来应用较多的一种定位技术，在测量过程中，通过基准站将测量到的载波相位观测值、基准站的坐标以及距观测值等通过无线电传送到流动站中，流动站利用无线电来接搜信号，并将载波相位观测值进行差分处理，从而计算出基准站和流动站坐标之间的差值，实现对各点的准确定位，并注意观察手薄上的信息情况，如出现单点节或差分解时，需要检查基站、流动站或者电台，指导手薄出现固定解的状态时才能继续进行测量作业。

静态测量时利用两台GPS接收机来进行同步观测，并将观测的数据进行传送、编辑、处理，计算出两个测量站之间的精密的基线向量，利用测量评查、转换等方法，计算出相应点的坐标值。静态测量由于不具备流动性和实时性，需要利用GPS接收机来辅助GPS进行静态测量作业，满足测量的规范和技术要求。动态测量在两个GPS接收机间利用无线电数字通讯系统将相对独立的GPS接收系统连接起来。基准站通过电台将观测到的数据和信息传输到流动站中，流动站利用自身的软件对信息进行处理。因此，GPS测量技术在作业过程中，不但需要进行数据传输，而且还需要强大的数据处理技术做支撑。

2 渠道导线图及断面图测量

渠道是水利工程中较为常见的一种基础设施，其主要有一些相关的建筑物组成。在施工过程中，测量人员必须首先熟悉渠道的相关参数及建立控制网，以保证放样数据的正确性，为渠道工程的施工提供重要的技术支持。GPS-RTK技术具有高精度、设备轻便、操作简单，效率高等优点。因此在渠道工程测量中得到十分广泛的应用。

2.1渠道导线图

渠道是水利工程重要的导水建筑物，施工中应结合具体工程的特点，绘制导线图，使测量的精度满足测量规范和设计要求。施工前测量人员需要用GPS对施工现场进行复核测量，以保证渠道导线图的正确性。

利用GPS设备可完成渠道导线图的绘制，但需要将渠道及相关的建筑物的重要参数，例如渠道的拐角和渠道拐点、渠道的起点及重点等，还有的包括道路桥梁的中线等，根据这些参数将渠道及附属物的平面位置标示出来，从而将这些位置准确地绘制到导线图中。根据GPS的定位情况可分为差分型和非差分型两种，其中差分型是在测定结果中由联测站间的相对位置构成的一种类型，非差分型给出的是测站对坐标。

2.2渠道断面测量

利用GPS进行断面测量，不但需要进行定位，而且还需控制高程，根据渠道中线上的里程桩和曲线控制桩的地面高程对渠道进行定位，才能准确地将渠道的纵向坡度、闸口、桥梁及涵洞情况表示出来。

在实际施工过程中，对于渠道的中心线，利用GPS放样时应每隔一定的距离进行标定，不但有利于控制现场的施工质量，而且便于在计算机绘制出断面图。对于一些特殊的地形，需要对桩位进行加密，以确保GPS测量的准确性。在放样前，测量人员需要进行点校正，点校正时，应确保流动站上的水准气泡居中，并在居中时进行点校核，校核完成后将校核数据调出来和控制点的数据进行核对，当误差在允许范围时，即表示校核成功。

校核完成后，即可进行测量作业，并编制测量点号，以方便数据采集结束后将数据导入计算机后方便的将数据调出来，进行对数据进行编辑、处理，计算出自己所需要的一些参数。

3 GPS技术在测量中的应用

在利用GPS进行渠道测量时，首先领会设计意图，认真研读施工图纸，摸清渠道的形状，一旦将测量点的坐标参数放到地面上后，必须确保准确无误，对放样数据进行实时控制，既提高了测量精度，又加快了施工效率，同时，让RTK技术能够方便、快捷的完成建站任务。RTK实现了三维空间建模，使测量人员能直接对实时地形、地物情况进行掌握，对纵横断面上的点进行快速采集。并通过计算机系统将采集的数据进行存储和处理，实现输入和输出，GPS测量技术的发展在一定程度上减轻了内业人员的劳动强度，大大提高了测量人员的工作效率。

为了更加高效完成测量任务，在野外测量前，测量人员需将施工所需的坐标和控制点输入到计算机中。为了确保流动站和测量范围内都能接收基站发出的信号，需要将接收站的基准站设置在测量区域的中间比较合适。同时，需要在东南西北四个方向选择9个已有或已知的坐标和高程进行坐标参数的转换，保证测量结果的精度。转换完成后，需要联测两个四级点进行检查，确保点位的平面位置，精度都小于2cm。

在测量时，测量人员需要将手薄中输入高正坐标进行中线放样，并对放样点的高程进行测量，根据具有工程的地形条件，看是否需要对高程点进行加密，为后续断面测量提供方便。对于大多数测区，一般处于平原区，GPS接收机的信号强度较好，能够在最短的时间内接收到固定解，以完成对点的放样和采集工作，对信号强度不强的地区，应增加历元数量或进行多次初始化、利用多个单独的历元进行采集以提高定位测量的精度要求。

结语

综上所述，GPS测量技术在渠道工程中得到广泛应用，测量人员通过在实践中不断总结经验，积累知识，为进一步完善GPS测量技术打下坚实基础，按照测量规范和施工图纸进行作业，并对采集的数据进行传出、编辑、处理，计算出渠道的相关参数，确保渠道工程的质量达到设计要求。

参考文献

[1]肖峰.GPS定位系统在渠道测量中的应用[J].科技创新导报，2010（08）.

[2]孟苏菊.GPS水准测量方法的探讨[J].甘肃冶金，2005（04）.

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