GPS技术在水利工程测量中的应用

张志峰

沈阳市勘察测绘研究院

GPS技术在水利工程测量中的应用

张志峰

沈阳市勘察测绘研究院

由于GPS的精准定位，越来越广泛的应用到各个领域，水利工程也不例外，以往的测量方法逐渐被淘汰，进而使用这个最先进的技术。整篇文章以GPS的优势作用来作为探测手段，还在其他的应用上作了浅要介绍。

GPS；水利；测量

1.GPS在水利工程测量中的应用优势

1.1 可以实时动态更新测量数据

GPS在实时信息的处理上有高效的运作速度，并借助电磁波将自身的信息发送给最近的基站。而基站中的计算机快速处理并反馈给机主设备，这就节约了高频率次数的测量，不得不说，现有的水利测量中，GPS的应用，提供了一个高效的平台。

1.2 对通视条件要求不高

对水利测量工作者来说，测量的时候，必须有很好的视距范围，一旦出现障碍物，这就使得测量出现很大的麻烦，特别是那些山地地区的水利测量，就因为没有良好的视距，而不得不增加一个转折点。可是，采用GPS以后，几乎就不存在视距的影响，只需要简单的输入两地的地点坐标，就可以精准的得到两地之间的距离，这也是GPS被各个领域应用的原因，不仅提高了精准的测量值，还大大减少了不必要的工作时间。

1.3 实用于变形测量和自动测量

在一些大的水利工程上采用GPS测量可谓是，如虎添翼。由于传统的测量就是，在测量点设置专门的测量人员，并且在时间上都有规定，每天都要重复同样的工作，这样的工作确实很乏味，长此以往，即使出现了一些微小的测量变化，也会被忽略掉，更多的情况下都是人为疏忽造成的。而GPS的使用，不仅弥补了这个短板，还为水利监测的增添了新的工作方式，省时省力。设置好参数后，自动采集发送到观测端，大大增添了工作效率。

2.GPS定位的误差来源与消除方法

在GPS测量技术中，主要有四个方面的因素会导致测量精度出现误差：第一是与GPS卫星有关的误差，主要包括卫星钟的误差和卫星的轨道误道。第二是与信号传播有关的误差：主要包括大气折射误差和多路径效应。第三时与接收设备有关的误差，主要包括观测误差，接收机钟差，天线中心误差和载相位观测的整周不定性影响。第四是地球自转的影响和地球潮汐的影响等其它误差。

当然了，每项设备都存在或多或少的误差，GPS也有相应的误差，但这些误差都是由原因的，只要把他们查找出来，并在GPS的设备上直接输入误差数据，这样反馈到检测客户端的就是准确的数据了。这就需要从各个方面来考虑，首先把误差模型的处理好，再根据太空的设备对同一个地点的数据进行多方位采样，这就在很大程度上减少了误差带来的影响。

贮藏过程中，随着时间的延长，肉的颜色随肌红蛋白的氧化、汁液流失及微生物的作用逐渐加深乃至褐变，影响了感官品质和销售价格。肉的色泽作为最直观、最易辨别的感官评价指标，也是贮藏效果的重要评价指标。本研究每隔2d对气调冷鲜羊肉表面肉色进行观察，结果见图2。

3.GPS控制网布设与施测

3.1 布网

3.1.1 GPS测量的几种布网方式

通常情况下，对于水利枢纽工程来说，采用的最普遍的检测方式就是网连式。首先是因为这种布局的独特优势，可以提升观察网的检测范围，还把检测的精准度也给提升。虽然这种布局方式有特别大的优势，可并非所有的水利工程都适用。需要根据水利工程的实际形状来选择，倘若是圆筒式的水利工程，采用这种方法会很适用。可实际的水利工程并不是这样的，因此，就有了点连式，给带状的水利工程有了很合适的方法。而且在数据的准确性上有小幅度的提升，还会解决那些由于工程不密集造成的差距，很明显，具体的水利工程需要因地适宜的方法。

3.1.2 控制网的作业方法

对于接收机与卫星之间的数据传输，就需要控制网的合理布置，简单的做法就是，把两个GPS接受设备放置在一条基线的两头，这样就可以使得卫星接收不同的数据，并作出处理。

3.1.3 静态数据的处理方式

在静态的数据处理中，是需要GPS设备将监测数据传送到GPS网之后，经过同异处理，包括基测线的外观测量之后，经过计算机作出数据处理。观测精度的结果还是需要二维约束，作出两个网的精度分析，之后，对监测点的偏差也进行校对，便可以得到计算机给出的最终结果。

3.2 平面控制测量

目前传统的导线测量控制已经逐渐少用了，应该结合工程的实际需要，进行GPS静态定位、快速静态定位和实时动态定位技术（简称RTK）控制网测量和部分碎部测量。这样做具有很高的精度，实践证明，GPS相对定位精度在50km以内可达10～6ppm，在300～1500m工程精密定位中，1h以上观测的解其平面位置误差小于20mm；其次观测时间短。20km以内相对静态定位，仅需15～20min，应用RTK测量时，当每个流动站与基准站相距在15km以内时，流动站观测时间每站观测仅需几秒钟。

3.3 放样测量

在水利工程测量过程中，采取RTK点放样和线路放样，进行点放样时，首先将放样点坐标和静态网中的坐标转换参数一起上传到GPS流动站中，然后根据所放点标识进行实地放样，放样精度可以控制在5cm以内：进行线路放样时首先在室内根据线路中心线的弯道元素编制线路中心线文件，将该文件和坐标转换参数上传到CPS流动站接收机，在实地依桩号和所放点与中心线的关系进行现场放样。

3.4 航空摄影测量外业像控

在水利工程中，测区通常都是条带狭长型，线路一般较长，而且测区树林茂密，通视条件差，而像控点布设一般较为分散，像控点间距离较远，采用传统的控制测量模式不仅耗时费力。而且也很难保证成果精度质量和工期的进度，而采用GPS就很容易解决以上问题，在较短的时间内即可完成外业像控点的采集工作。

3.5 高程测量

高程测量精准对会有一定的误差，因此，这就需要辅助测量来进行，由于大面积水域的测量面积需要切实的边缘，这就要求，各个GPS观测点的水测量资料是准确的，还需要加入提前准备好的数学模型，尽管计算还是会有一定的误差，但就测量技术上来讲，GPS测量已经降低到标准误差以下了，可以说，高程测量是测量面积水域的最佳方法。

4.结语

就以上来说，水利测量也是紧跟着时代的步伐，将GPS的运用，发挥到了最大作用，颠覆了以往的传统测量方式，在人力和物力上大大节俭了使用力度，由于是采用最新的测量工作方式，也是得到了业内人士的欢迎。

[1]李柏章.GPS系统在水利工程测量中的应用[J].水利科技与经济，2013，05：119-120.