GPS系统在水利工程测量中的应用分析

■席志岗

中国电建集团港航建设有限公司

社会的不断发展对水利工程的要求越来越高，水利工程是系统性和复杂性极强的项目，随之进行有效的工程测量对工程建设的质量和安全有很大的影响。有许多的水利工程项目需要在条件艰苦的高海拔地区工作，增大了测量过程中的难度。采用GPS技术，可以有效地避免不良因素造成的影响，促使工作效率的提高。

1 GPS系统在水利工程测量的优势特点

1.1 测量数据精度高、速度快

GPS技术在测量过程中，除了可以体现一般数据之外，还可以精确的测量到测点所在的三维坐标，有利于用户在实际应用中进行分析，设计人性化，具有多种便捷功能，例如拥有续航能力、可以不间断作业等。在高程测量中所得数据甚至精确到厘米值，具体表现在300～1500m范围进行定位操作时，连续工作60min后，地面测量累计数据的误差仍可控制在1mm以内，并且在任何恶劣环境下都可以进行工作，可以不受天气影响完成大面积复杂的测量工作，并提供出精准的测量数据，可靠性强。同时GPS测量技术对不同规格的区域都可以直接测量，采用航线测量面积的方式对地形进行测量，根据测量路线绘制测量轨迹，同时GPS系统相关软件会根据测量数据进行计算，准确测量出不规则地形的面积。

1.2 降低测量成本和减小测量强度

在水利工程建设中，测量之前首先要确保测量通视条件，同时需要保证一定程度的测量控网结构的完美性，为测量工作增加了难度，但是GPS系统在测量时并不需要通视技术，如此操作也减少了常规测量需要消耗的费用。同时采用一般测量设备会受到地形、天气环境的影响，而采用先进的GPS技术进行测量会避免这些不良因素的影响，使得测量的数据更加准确，不必因天气原因等延长工作周期，造成测量成本增多和测量周期延长。

1.3 应用范围广泛

由于水利工程项目的不断增加，测量工作尤为重要。GPS技术与其他技术相比，以其测量精度高、测量速度快、超强测量难度和在恶劣环境下工作都不受影响的特点，而广泛地应用于各个领域，能运用于水利工程测量、监理以及工程放样等多项工作，在工作的同时可以和全站仪器联合操作，合作中优势互补，为工程测量提供了更加优质便利的服务。

2 GPS系统在水利工程测量中的应用

2.1 实时动态、静态定位

动态定位需对某一个点进行固定观测，几秒钟就可完成先进设备初始化工作，保证了流动站与基准站之间数据的同步，按照预先设置好的间隔进行规律性自动观测工作，所采集到的数据，精准度高达毫米值，在工程施工定位中，采用GPS实时动态定位模式，是提高作用效率的重要手段，同时也是GPS技术在该领域应用的关键所在。而静态定位需要使用GPS接受仪，通过观测静止的观测点，在观测的过程中获取数据并计算，静态定位所获得的数据变化较为平稳，若出现测量数据变化较大的情况，则说明得到的数据有误差，需要重新测量。相较而言，静态测量的方法较为简单，由于自动化程度的不断完善，获取数据的精准度也不断提高。

2.2 GPS外业测量

水利工程测量需要进行大量的外业工作。出于对水利工程周围地形条件约束的考虑，选择恰当的设备安置点对测量结果尤为重要，所以选择正确测量点十分关键。在确定测量点之前需要提前做好准备工作，选择视野良好、稳固性强的高台，设备安置后将周围障碍清除，做到将具体工作细分，必须保证收集到的信息和勘测结果没有偏差。因为GPS技术与常规测量不同，所以GPS在观测当中，需要注意开机观测和无线安置的细节问题，在无线安置的过程中，对应点位操作天线架设立在三角支座端，同标志中心进行对症处理，保证天线底座持平，如果有周围环境有风的情况，则需将无线固定确保装置性能的正常发挥。

2.3 GPS布网工作

布网工作也是GPS技术在水利工程测量中一项重要的应用，布网的具体内容包括前期布网所做的网络设计、布网方式选取以及布网节点的组成方式等。在实际布网中由于地形不同，在测量时需采用不同方法，在工程测量中应用GPS技术通过连接点位的方式，形成的三角锁同步图形，通过网络布置的手段保证水利工程测量控制网的情况，有效处理及时出现的问题。在进行工程网络布设当中，实施边连式的网络布置，可以增强网络系统的几何密度，保证获取到的数据准确度高，为网络布设控制的精度和高效率工作起到积极的作用。

2.4 GPS系统在水利工程测量中的内业计算

通过GPS网平差和基线解算，来完成计算测量工程的内业。在操作基线解算时，根据工程实践经验，先将测量点的准确参数通过GPS系统传输给信号接收器，测量结果出来后检查精度，将闭合差与Ratio值控制在测量误差范围内。另一方面，对于测量GPS网平差工作，近几年有很多商用软件的研发，在实际操作过程中可以使用。

3 用于堤防工程施工测量

堤坝测量在水利工程中属于重要环节，在堤防工程测量中，常用的测量技术，需要对平面和高程进行分级布置，对通视要求较高，并且分层竞速不是很均匀，在平面控制点测量经常存在较大的误差。通过采用GPS技术，操作时在堤坝中分级测量，通过多次测量减少误差，得到结果更精确，同时GPS技术的运用可使平面控制点累计传递问题的概率降低，提高控制点的精准度。

4 结语

本文主要对GPS的技术，包括GPS在测量时测站点之间不需要通视、可以准确测量计算不规则地形区域面积、有续航能力可实现全天工作等特点以及在水利工程中的应用进行了简单分析。随着社会科技的进步，水利工程对于全国各项领域的发展有着非凡的意义。鉴于GPS技术在水利工程测量中的重要作用，水利工程的相关部门要加大对GPS技术的研发力度，有效运用GPS技术，提高水利工程建设水平。