水利工程施工测量技术探讨

李志

【摘 要】本文主要就水利工程施工测量技术中的GPS高程测量技术、数学地形测量技术以及RTK技术进行了分析。

【关键词】水利工程；施工测量技术

一、GPS高程测量技术

1、GPS高程测量技术的概述

直接或间接将地面点的大地高进行确定。这种方法因其精度极高且效率非常高，而逐渐得到广泛应用。在利用这一方法进行测量时，需要明确相应的数值、测算方法及步骤。①大地高指的是地面点沿着椭球法线到椭球面的距离，而正常高指的是地面点到似大地水准面的距离，大地水准面基本上与似大地水准面是相近的，地面点的正常高也是确定的，大地高与正常高之差即为高程异常。②在进行GPS高程测量技术应用时，需要先进行高程转换，而高程转换需要首先将大地高与正常高之间的差值求出来，进而进行两个高值之间的转换。③在使用GPS高程测量技术进行水利工程测量的过程中，为了达到较好的效果，则需要用恰当的方法使浪费掉的高程信息达到需求。④GPS高程测量较容易受到外界因素的影响，因此，需要不断的加以完善，来保障其准确性及实用性。

2、GPS技术在水利工程测量中的应用

2.1 GPS外业测量

将GPS技术运用到外业测量中，工作的重点和关键点就是进行选点。进行合理的选点对于水利工程测量的结果的精确度具有十分重要的影响。所以在选点之前，必须加强对水利工程测区的地理位置等情况的了解和收集，这都是做好选点的关键。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。

2.2 GPS布网工作

将GPS运用到布网工作中，比如运用在引水工程中，通常都采用点连式或边连式组成连续发展的三角锁同步圖形，而对于工程枢纽地区的施工控制网和变形监测网，通常则采用边连式或网连式布设，以增强网形的几何强度，提高GPS控制网的可靠性和数据精度。

2.3 GPS高程测量技术在水利工程测量中应用时需要完善的措施探讨

GPS高程测量技术在水利工程测量中无疑会发挥重要的作用，而且在各种条件都具备的情况下，利用这一技术可以大大提高水利工程测量的效率。但这一技术的应用同样需要不断地完善，以规避在应用过程中可能会出现的问题。①如果测区的范围不大，并且测区内地形的变化较小，则可以先用几何水准在一些基本的高程控制点进行均匀的补测，而后用在用GPS高程测量对测站点水准进行测量；②在利用GPS进行测量时，仪器要选择精度高于基线精度5mm+1ppm且高程精度高于10mm+2ppm，性能要较稳定，以保障仪器受外界环境的影响较小；③在应用GPS高程测量时，要充分考虑GPS图形结构、电离层等影响其测量精度的影响因素，以降低在测量过程当中产生误差的可能性。另外，要对已知水准点进行经常性的测量，并随时对高程进行比较，从而避免不确定的因素对观测数据产生影响，导致测量误差的出现【1】；④在使用GPS高程测量技术时，要选择性地进行应用，因为这一技术在应用中涉及到的相关资料及模型的获取比较复杂，且其所获取的数据需要经过处理后才能够达到要求的精度，加之相关的规范并没有明确的规定。因此，要综合各种因素，在必要的时候选择这类技术，并在使用的过程中不断完善相关的规范，以扩大这一技术的应用范围，在水利工程测量中充分发挥其优势。

二、数学地形测量技术

随着计算机网络的快速发展，一种新型的测量方法也应运而生，计算机不仅可以以数字的方式成像，而且可以通过GPS系统对最前端的数据进行更新，这也就是我们所谓的数学地形测量技术，该技术的模式也是多样化的，在不同的工作环境或是不同的测量对象的时候我们可以选择数字摄影，电子平板和数字侧记这三种模式，在数学测量技术中有一种十分测量方法被广泛使用，那就是掌上数字测图，掌上数字测图主要由掌上电脑，地形图内业绘图系统，和全占仪组成，这种技术十分灵活。可操作性非常强同时界面可视化程度也很高，最主要的就是掌上电脑携带起来非常方便，克服了传统电脑的笨拙。数字侧记系统的使用不是独立的，还需要绘图和各种仪器的结合一起才能正常的工作运行，但是该系统的主要问题就是不能够很直观的反应图像，并且还会有漏洞，这种不足应该引起相关人员的注意，及时的进行处理。

三、变形测量技术及无棱镜测量技术

1、变形测量技术

对于变形测量技术的测量内容，主要是对被测量的变形体做测量，对内部的形态变化和空间具体位置进行确定，变形测量技术的依据和之前我们介绍的几种测量技术有所不同，它主要是依据测量体的内部和外部的变形情况来进行测量，在变形体的外部测量的时候，也有两种方式，垂直位移测量和水平位移测量。当然由于该测量技术的依据不同，所以测量的方式也有所不同，它的主要测量方式主要是大地测量，大地测量就是根据当地的实际情况，进行基点的测量还进行距离的测量，测量出实际的位移，当然它也不是独立进行的，它需要有一定的设备与之相配合，常见的就有测量机器人，和电子水准仪【2】。目前我们测量的设备比较常规，得到的数据也比较真实可信，但是由于测量的时间长，智能化的程度比较低的原因抑制了该技术的发展。针对不同的测量对象我们有多种方法可选，像大坝这样的直线型的建筑，采用的方式就是垂直法，根据实际的情况还可以采用引线的方式进行。对于拱坝我们结合大地测量法，如果出现滑坡这样类似的坡体，尽量的结合垂直线法，在此基础之上引用视准线的方式，从而提高测量的准确性。

2、无棱镜测量技术

无棱镜测量技术测量的条件有严格的划分，按照测量长度分为长程，中程和短程。在水利工程建设中由于工程的环境一般要求采用中长程长度的无棱镜进行测量。在所测量的介质属于反射条件好的，可视性比较高的地区就首先考虑无棱镜测量的技术。结束语：随着水利工程测量技术的发展，现有的测量技术已经不能再满足我们实际工作的需求，我们不仅要遵守现有的高效技术更应该大胆的创新，使得水利工程测量更加趋向于电子化和自动化。

四、RTK测量技术

1、RTK测量技术概述

RTK技术（实时动态载波相位差分）技术的主要运用是在两台静态测量仪的基础之上添加一套无线数据通讯链，并与GPS定位信号接收系统连接成一个整体，以此来实现测量作业中实时动态的载波相位差分在作业时，操作人员需要将GPS接收机安装在基准站旁进行观测试验，基准站将数据坐标、天线高等信息与接收到的卫星信息进行整合处理后再发送至流动站接收机进行接收、流动接收点在进行观测的同时通过基准站的反馈信息进行数据修正，在控制器内采取差分处理方法求出两站之间的基线值，提高定位精确度。

2、RTK技术在水利工程测量中的应用

水利工程中的施工测量需要精确严密的数据，测量数据的错误往往会导致整个工程的进度受到拖延影响，而RTK技术在进行整周模糊度的确定时最高值可达到95%，要比GPS静态测量的误差大在数据链传输中常常出现数据不精准的现象，因此在进行水利工程施工测量时，监管人员要做好相关具体防护措施

2.1 制定测量监理细则

监管人员建立工程测量性质与方法，运用科学化的管理模式对测量工作进行规范化管理、针对不同单元工程的实际情况制定进度要求与指标，明确规范监管人员自身职责，保证自身工作监督到位，全面保证工程质量

2.2 规范数据检测方法

采用实际测量法测量，保证工程位置与高度要求，对现场施工测量成果进行实时跟进检测，详细核对反馈数据，采用静志GPS对基准站进行观测，再用RTK差分技术对控制点的坐标进行比对与检验，及时调整数据，快速解决问题对于容易产生误差的测量部分进行旁站检查，将测量仪器以及计算方法控制在合理范围内，在RTK系统初始化成功后重测1-2个RTK点，礁认数据精确度【3】。

2.3 进行伪值检验

在水利工程施工测量作业中，采用RTK差分技术进行数拒测量时，要求在系统初始化成功后采用固定解方式进行测量，使数据精确度达到厘米，保证数据的有效性如下图所示，在某欢水利工程测量过程中，使用了GPS接收机进行RTK测量，但在第二天检验重复点时存在较大数据误差，在检验过程中没有发现信号接收障碍问题，为找出问题原因，操作人员采用了施工拉制网中的D10与D12为数据起算点、以G73与G74为未知点进行静态GPS时段测量，发现误差数据产生于RTK系统初始化之后，丢失了部分数据再进行重新采集才导致了数据的误差经泌验表明，GPS信号接收机在初始化时数据可靠性能够达到标准，但在传输过程中受到干扰容易导致RTK系统反复初始化，加大数据采集次数，出现伪值现象，而采用固定解进行RTK差分报术测量，在同一检测点所产生的伪值数据则能够被检验并得到实时调整。

结束语

水利工程的发展在很大程度上关系着国民经济的发展，其中水利工程测量技术直接影响着整个工程的发展，因此，在具体的工程，应该注重水利工程测量技术的应用，促进其进一步发展。

参考文献：

[1]杨维.有关水利工程施工测量的分析与探讨[J].科技风，2012，13：177.

[2]吴涛.水利工程施工测量技术[J].科技与企业，2012，24：191.

[3]熊錦江.水利工程施工测量技术分析与实践[J].黑龙江水利科技，2012，12：85-86.