GPS技术在陡河水库勘测定界工程测量中的应用

□聂欣宇

GPS技术在陡河水库勘测定界工程测量中的应用

□聂欣宇

随着GPS技术的发展和成熟，其定位快、精度高、实时性强的优势越来越显著，GPS定位技术在各行各业的应用更加深入和广泛。本文以陡河水库勘测定界工程测量为实例，结合水利工程的行业特点，积极探索了GPS技术在水利行业的应用和前景。

GPS定位技术；勘测定界工程；应用；前景

保障水利工程勘测定界工程测量的准确，可以使工程用地依法、科学、集约和规范。传统测量方法受通视及作业环境、天气因素等条件的限制和影响，严重阻碍了水利工程建设的发展。

1.工程概述

陡河水库于1992年完成了坝址以上34.3m高程（大沽高程）库区征地范围插标立界及108个界桩平面坐标施测工作。自1992年插标立界至今已历时17年之久，加之水库征地范围界桩沿线长，且界桩多位于村庄附近、耕地内或河道边，受库区附近村民开挖鱼池、农田改造及库水风浪淘涮、雨水冲刷等诸多因素影响，大部分界桩被毁坏或丢失。因此，本次工作的目的是恢复陡河水库于1992年完成的坝址以上34.3m高程（大沽高程）库区征地范围插标立界工作时所测设界标点。

2.技术设计

2.1 控制网的布设

唐山市陡河水库位于唐山市区东北部，距市中心区约10km，地属开平区管辖。水库库区呈倒三角形状，面积约24km2。

本此次界标的设置工作测区范围大、线路长，为了保证测量数据的准确性和严密性，在测区范围内沿陡河水库库区沿线布设GPS控制网。根据测区内的已知控制点，按照五等边连式GPS网的要求，沿库区边界埋设GPS首级控制点，共布设11个控制点。

首级网布设时，联测二等GPS平面控制点3个。对控制网内的长边，构成大地四边形或中点多边形。

此次首级GPS控制网的平均边长为4976.1m，除特殊基线（DG06-DG09）外最小边长为1941.0m，最大边长为8001.7m，满足规范要求。

此外，为利于今后的GPS-RTK放样测量，在控制网的布设中充分考虑了参考站点的分布及位置。

2.2 外业数据采集

外业观测采用2009年从广州南方测绘仪器有限公司购进的南方灵锐S86（双频动态）接收机4台，进行静态测量。观测过程中主要技术指标满足规范要求。

2.3 内业数据处理

内业使用广州南方测绘仪器有限公司开发的“南方测绘Gps 4.4000数据处理软件”进行数据处理。平差坐标成果精度满足《全球定位系统（GPS）测量规范》要求。

一是基线解算时。解算成果采用双差固定解。

二是GPS控制测量外业观测的全部同步环精度合格。其中，最弱边为DG06—DG09，相对中误差为1/317781；最弱点为特殊点DG07，点位精度dx和dy分别为3mm和2mm，满足规范要求。

三是内业处理时。对成果进行全面分析，决定舍弃过长的基线3条，且保证了这3条基线的舍弃满足相关规定。

2.4 界桩的测设

界桩测设采用动态GPS-RTK方法测图，全野外数字采集，沿库区周围共埋设224个界址点。

仪器的设置和校正必须满足规范的要求：基准站接收机天线精确对中、整平，对中误差不大于5mm；电台频率的选择，不与其它无线电通信频率相冲突。流动站作业的有效卫星数不少于5个，PDOP值小于6，并采用固定解成果；正确的设置和选择测量模式、基准参数、转换参数和数据链的通讯频率等，其设置与参考站相一致；流动站的初始化，选在比较开阔的地点进行，并避开水域、建构筑物等造成的多路径影响；作业前，检测2个以上控制点。检测结果与已知成果的平面较差不大于0.1m，高程较差不大于0.1m。填写外业地形记录表，以备存档查阅。

2.5 效益分析

此次作业过程中发现1992年测设的108个界桩中仍有部分幸存，两次成果的经济效益分析显示：点位平均精度提高32.5倍、工作效率提高10.73倍、成本费用节约5.21倍。

同时，利用首级GPS控制点，完成了陡河水库库区征地范围内的网箱、围网、坑塘养鱼作业等基础情况的调查，对于实施陡河水库饮用水源地环境综合整治工作提供了详实的基础数据，全面避免网箱、围网、坑塘养鱼作业等现象愈演愈烈。对于消除水质安全隐患，确保陡河水库饮用水源水质安全，保障广大人民群众生活健康，维护社会的稳定及推进幸福之都建设起到了积极的作用。

3.结论

随着我国经济的崛起，水利工程建设也得以蓬勃发展。如何保障在实现测量精度的同时提高作业效率，已成为众多测绘工作者面临的机遇和挑战。由于GPS技术具有精度高、定位快、全天候、实时性、操作简单等显著优势，所以为了保障水利工程测量的质量和效率，加强对GPS技术在水利工程中的应用研究具有重要的意义和广泛的前景。□

2016-01-20

聂欣宇，男，满族，唐山市水利规划设计研究院，助理工程师。