浅谈水利工程测量中新技术的应用

朱金标 夏建根

摘要 ：文章从G PS 技术概述及其在水利工程测量中发展现状 ，分析讨论了GPS 技术在水利工程测量中的应用。在当今数字信息化的时代不断的发展当下 ，在水利工程测量中，G PS 测量技术将不断提高我们测绘成果的质量 ，在水利工程测量行业，其良好的抗干扰性和保密性等高效性能，为保证水利工程测量奠定了基础。

关键词：水利工程、测量、技术应用

中图分类号：TV文献标识码： A

引言：随着 GPS 技术的快速发展及其在各大领域的成功应用，GPS 技术被逐步引入到水利工程测量中，并以其高精度、高效性、经济性的先进设备和测量方法，为传统的水利工程测量工作带来了巨大变革，从而极大地提升了测量工作效率和质量。

1G PS 技术在水利工程测量中应用的优势

1.1数据可靠、无误差积累。GPS 技术可以不受任何天气状况的影响，为用户提供实时、连续的精密时间、三维速度和三维位置。在满足作业条件和作业半径范围的前提下，运用GPS 技术在水利工程中进行测量，可以同时精确测定测点的三维坐标，其高程测量的精度可精确到厘米，更为重要的不存在误差积累。

1.2 测量完成快。在运用GPS 技术进行水利工程测量时，可先在四等水准精度点上架设测量基站，而后使流动站附于测量人员身上。通常情况下，仅仅需要几秒钟便可获取测点定位，即使是在卫星信号不稳定时，也最多只需要10min左右的时间即可完成测量任务。如，按照平均每天可测量 1.5 个河道断面来计算，测量工作效率可提高 70%以上。

1.3降低工作强度。利用普通水准测量时，由于该技术受地形、地物的影响较大，所以测量人员的劳动强度会随之增大。而GPS 技术与传统测量技术相比，具备不受地形条件、能见度、季节、气候、透视条件限制的优势。GPS 技术可实现对大面积区域和不规则、复杂的区域进行测量，从而满足各种类型水利工程的测量要求。如此一来，GPS 测量技术可极大地降低测量人员的工作强度。

1.4 节约测量成本。由于GPS 技术能够精确定位三维坐标，并且可将河道断面资料以可视化、数字化的形式显示在 GIS 电子地图上，甚至能够实现编辑操作。通过一次测量所获取的资料信息可以满足水利工程规划、建设与管理以及防洪决策等多项工作的需求，极大地降低了测量成本。

2 G PS 技术在水利工程测量中的具体应用

2.1 平面控制测量。在实际水利工程测量中，淘汰了传统的导线测量方式，选用 GPS 静态定位和实时动态定位技术（RTK）对控制网进行测量。经验证，GPS 技术的定位精度在50km范围内仅为6~10ppm，而在300~1500m的工程定位测量中，平均每小时观测的平面误差不超过1mm，这说明GPS 技术具有高精度平面控制测量的优势；GPS 技术仅需要17min左右就可以完成20km以内的相对静态定位工作，而当应用RTK测量技术时，只要满足基准站与流动站之间的距离保持在15km范围内这一条件，其观测时间仅需几秒。

2.2动态定位测量。动态定位测量在水利工程勘测阶段的应用性较强，能够完成横断面测量、中桩测量、纵断面测量、地形图测绘以及导线测量等多项工作。在动态定位测量过程中，不需要具备透视条件，在测量2~4s时精确度便可达到 1~2cm，与常规测量仪器相比具有显著优势。动态定位测量首先需在某个控制点处，采用静止观测的方式观测数分钟完成初始化工作，而后流动站以预定采样间隔为执行标准进自动观测，与此同时基准站也会同步进行数据观测，最后获取采样点的动态定位数据，定位精确度可达毫米。

2.3 放样测量。可以采用RTK点放样和线路放样的方式进行水利工程测量。首先，在进行点放样时，先将静态网中的坐标和放样点坐标转换参数输送到 GPS 流动站中，而后以放点标识为目标进行放样，测量结果可精确到 5cm 内；其次，在进行线路放样时，先根据线路中心线的相关信息科学编制线路中心文件，并将坐标转化参数与该文件信息传输到 GPS 流动站中，而后再根据实地所放点、桩号与中心线之间的关系进行现场线路放样。

2.4 高程测量。在确定区域性大地水准面高程时，应采用传统水准测量与GPS 测量相结合的方式。这种方式必须要求GPS 观测点应拥有分布均匀、密度适当的水准测量资料，而后利用GPS 技术高精度定位功能获取观测点的大地高程差，并以大地水准面数学模型为依据，计算出测量点高程的异常差，最后获取其正常高。经验证，利用 GPS 静态定位技术测量大地高程误差仅为 3~4ppm，若在不超过 20km 的距离进行测量，其精确度可达到厘米级。此外，在该种测量方式中引入高级水准点可以堪比四等水准的测量结果，即使在丘陵和平原测量中误

差也仅为上下浮动5cm左右。

2.5 数字化地形图测量。由于RTK具备实时获取坐标和迅速定位的优势，所以可将这一优势应用于地形测量工作中。地形点的测量可以依据现场地形实际测定，也可以借助于数据采集功能下完成，而后将采集完的地形点通过图像处理，以数字化管道地形图的形式呈现给工作人员。值得注意的是，地形点的采集工作可单人完成，极大地节省了人力资源和物力资源。

3G PS 技术在水利工程测量中的应用要点虽然GPS 技术在水利工程测量中显示了强大的优势，但是在具体应用的过程中，仍需注意以下三点事项：其一，GPS 技术与常规测量技术一样，无论在静态定位测量还是在动态定位测量中，均应先对起算基准点的精度进行复核，确保起算基准点是高等级控制点，且其与

观测点之间的位置分布要均匀、合理。尤其在GPS 动态测量时，应确保基准站至少经过4个左右高等级控制点的连续测量和复核；其二，做好GPS 技术在测量过程中对控制点的选择工作，由于控制点的位置差异会对观测点定位的精确度产生直接影响，所以应慎重选择测量点，使测量点既要远离无线电发射源（间距保持在 400m 以上）、高压输电线路（间距保持在 200 以上），又要远离干扰卫星信号接收的物体，同时还要远离大面积水域；其三，为了充分显示 GPS 技术在水利工程测量中的优越性，应选择无不良障碍物、视野开阔的区域进行测

量，测量点位保证向上 45°视角范围内无遮蔽障碍物，以提高测量工作效率和精确度。

4结论

为了促进国民经济的快速发展，水利工程已成为国家重点投资建设的项目之一。大多数水利工程位于地形复杂、地物障碍多的偏远地区，使得高等级测量控制点少之又少，所以为水利工程测量工作造成了严重的困扰。总而言之，GPS 测量技术为水利工程作业方法和勘测手段带来了巨大的变革，极大地提升了测量工作效率。然而，当前 GPS 技术在我国水利工程测量中的应用仍存在需要进一步改善的地方，所以应加大对GPS 技术的研究开发力度，对所观测出的数据予以科学化、精细化处理，以满足水利工程测量更高的精确度要求。

参考文献：

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