水利工程測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用研究

李明旭 王嬋嬋

【摘要】對(duì)我們國(guó)家來(lái)說(shuō)，最重要的經(jīng)濟(jì)命脈就是水利工程，要想我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度越來(lái)越迅猛就要著重加強(qiáng)我國(guó)的水利工程建設(shè)。水利工程勘測(cè)中對(duì)GPS的應(yīng)用，有效的提高了勘測(cè)精度和勘測(cè)效率。非常重要的一點(diǎn)，也是采用GPS技術(shù)測(cè)量的關(guān)鍵，就是在運(yùn)用 GPS技術(shù)進(jìn)行水利工程測(cè)量的時(shí)候，一定要特別注意觀察測(cè)量結(jié)果的精確度和實(shí)用性。

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；測(cè)量；經(jīng)濟(jì)高效；水利工程

引言

在工程建設(shè)之中，勘測(cè)和設(shè)計(jì)是非常重要的。每一個(gè)完美的工程背后都有著高質(zhì)量的勘測(cè)設(shè)計(jì)。為了水利工程建設(shè)服務(wù)的測(cè)量設(shè)立了專門(mén)的在工程測(cè)量學(xué)的范疇之中的水利工程測(cè)量。而全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星定位技術(shù)就是非常重要的一個(gè)測(cè)量技術(shù)的分支。把GPS技術(shù)應(yīng)用到水利工程測(cè)量中會(huì)更加的經(jīng)濟(jì)高效，方便快捷并且十分精準(zhǔn)。在面對(duì)不同的水利測(cè)量實(shí)例時(shí)，因地制宜，合理利用GPS技術(shù)，水利工程測(cè)量發(fā)展會(huì)更加的顯著。

1、GPS在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用特點(diǎn)

1.1 航空攝影測(cè)量。就水利工程來(lái)說(shuō)，測(cè)量區(qū)域大部分都是狹長(zhǎng)條帶，基本都是比較長(zhǎng)的線路并且樹(shù)林非常茂密，通視條件也不太好，布設(shè)像空點(diǎn)距離較遠(yuǎn)并且比較分散。用GPS進(jìn)行測(cè)量，完全可以解決掉傳統(tǒng)控制測(cè)量時(shí)所產(chǎn)生的難以確保工程進(jìn)度等問(wèn)題，并且時(shí)間也會(huì)縮短。

1.2 平面控制測(cè)量。傳統(tǒng)導(dǎo)線測(cè)量被GPS技術(shù)取代了，GPS技術(shù)可以根據(jù)工程的實(shí)際情況，進(jìn)行快速定位、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位，并且它的定位精度非常精準(zhǔn)，誤差很小，給予部分碎部、控制網(wǎng)測(cè)量。并且，在非常短的觀測(cè)時(shí)間下，16分鐘左右就可以在20千米內(nèi)實(shí)現(xiàn)相對(duì)靜態(tài)定位。

1.3 高程測(cè)量。把水準(zhǔn)測(cè)量和GPS測(cè)量結(jié)合，確定區(qū)域水準(zhǔn)高程，密度、水準(zhǔn)測(cè)量是觀測(cè)點(diǎn)的要求，一般來(lái)說(shuō)，分布都比較均勻。運(yùn)用GPS定位技術(shù)，能精密確定觀測(cè)點(diǎn)高程差，根據(jù)建立的水準(zhǔn)面數(shù)學(xué)模型，得到特定點(diǎn)正常高程值。

1.4 放樣測(cè)量。就水利工程測(cè)量來(lái)說(shuō)，有線路放樣和點(diǎn)放樣兩種選擇。在實(shí)行線路放樣時(shí)，根據(jù)室內(nèi)線路中心線，來(lái)控制彎道元素的中心，文件參數(shù)和線坐標(biāo)轉(zhuǎn)換可以傳輸?shù)紾PS流動(dòng)站，根據(jù)樁號(hào)同中心線、樁號(hào)同放點(diǎn)關(guān)系，就可以直接現(xiàn)場(chǎng)放樣。在實(shí)行點(diǎn)放樣中，把放樣點(diǎn)、靜態(tài)網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換傳輸?shù)紾PS流動(dòng)站，根據(jù)所放點(diǎn)標(biāo)識(shí)，可以直接實(shí)地放樣，放樣精度非常準(zhǔn)確。

2、GPS在水利工程工程測(cè)量中存在問(wèn)題

2.1 精度受距離影響

基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的偽距觀測(cè)值在一定的范圍內(nèi)有著關(guān)聯(lián)性。在距離不斷增大的情況下，定位精度也會(huì)慢慢降低。廣域差分會(huì)把各種誤差源模型化。參考站會(huì)被電離層和對(duì)流層模型參數(shù)取代，偽距修正信號(hào)發(fā)送給用戶，能夠使動(dòng)態(tài)用戶定位精度不受基準(zhǔn)站與流動(dòng)站距離的影響。

2.2 多路徑效應(yīng)

在水利工程過(guò)程中，非常大的面積是水域，會(huì)對(duì)接收衛(wèi)星信號(hào)的多路徑效應(yīng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，也是影響GPS在水利工程中大面積應(yīng)用的一個(gè)主要原因。在天線下面增加抑徑板或抑徑圈的方法可以減??；加拿大公司研制開(kāi)發(fā)的兩種技術(shù)都可以大大的減少誤差，雖然在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有詳細(xì)報(bào)道，但卻表現(xiàn)了GPS有很大的可能性可以應(yīng)用在水利工程中。

2.3 垂直位移精度較低

截止到目前，GPS監(jiān)測(cè)垂直位移的精度比水平位移的精度大約低了兩倍較高，所以在水利工程勘測(cè)階段、高精度變形監(jiān)測(cè)中還不能夠用GPS同時(shí)精確測(cè)定水平和垂直位移。GPS高程測(cè)定精度較低的主要原因是高程異常的不確定性。目前為了提高GPS高程測(cè)量的精度可以通過(guò)用GPS水準(zhǔn)、曲面擬合的方法。

3、GPS技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用及操作

3.1 GPS技術(shù)的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，GPS技術(shù)在水利工程測(cè)量中有非常多的應(yīng)用。本文列舉兩個(gè)：①GPS測(cè)量技術(shù)中的外業(yè)測(cè)量②GPS中的布網(wǎng)工作

3.1.1 GPS 的外業(yè)測(cè)量

選點(diǎn)是GPS的外業(yè)測(cè)量重要的一步，所以為了確保正確的測(cè)量結(jié)果，在進(jìn)行選點(diǎn)時(shí)，要做好準(zhǔn)備工作。GPS的觀測(cè)工作有兩個(gè)主要的方面是開(kāi)機(jī)觀測(cè)方面和無(wú)線安置方面。在進(jìn)行無(wú)線安置工作時(shí)，先設(shè)置一個(gè)安置正常點(diǎn)，再把與其相應(yīng)的天線固定在三腳架平臺(tái)上，并且要把標(biāo)志中心和安置在標(biāo)志中心的上方相對(duì)應(yīng)，天線基座上的圓水準(zhǔn)氣泡一定要整平。當(dāng)有風(fēng)的天氣來(lái)臨時(shí)，就要把無(wú)線進(jìn)行三面方向的固定。

3.1.2 GPS布網(wǎng)工作

GPS的布網(wǎng)工作主要有：相屬的帶狀工程測(cè)量和對(duì)線路，比如引水工程等，大部分是由點(diǎn)連式或邊連式的結(jié)構(gòu)的三角鎖同步圖形的布網(wǎng)方式，和工程樞紐地區(qū)運(yùn)用的邊連式或網(wǎng)連式的布網(wǎng)方式一對(duì)比，運(yùn)用點(diǎn)連式或邊連式的布網(wǎng)方式更可以增強(qiáng)強(qiáng)網(wǎng)形的幾何強(qiáng)度，才能夠提高 GPS控制網(wǎng)中得到的數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性與精確性。

3.3 GPS技術(shù)的操作

3.3.1 選點(diǎn)

GPS技術(shù)是靠信號(hào)進(jìn)行衛(wèi)星以及地面設(shè)備的連接，所選的點(diǎn)位周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)不可以有高壓輸電線、障礙物或?qū)π盘?hào)傳送與接收不利的物品，這樣才能夠防止GPS信號(hào)被干擾或被遮擋的現(xiàn)象發(fā)生；為了方便保存所選的點(diǎn)和對(duì)其他觀測(cè)手段的擴(kuò)展與聯(lián)測(cè)有利，所選的點(diǎn)所在的地面基礎(chǔ)要足穩(wěn)定、交通夠方便。

3.3.2 觀測(cè)

GPS進(jìn)行水利工程的測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)的技術(shù)上有著很大的不同。要選擇良好的天氣來(lái)進(jìn)行水利工程測(cè)量，如果測(cè)量時(shí)天氣狀況不好時(shí)，比如刮風(fēng)、雷雨天氣時(shí)，要對(duì)天線實(shí)施固定和防雷擊天線的安裝工作；對(duì)于測(cè)量來(lái)說(shuō)，是不能夠以一次的測(cè)量結(jié)果為準(zhǔn)，因?yàn)槊恳淮螠y(cè)量都存在著一些隨機(jī)變量，大多數(shù)都要進(jìn)行不少于三次的測(cè)量，作為參考的就是三次測(cè)量的平均值。但是GPS技術(shù)有著非常高的準(zhǔn)確度，如果出現(xiàn)偏差也不會(huì)超過(guò)一定的數(shù)值，不然就需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整工作，保證每次的誤差會(huì)在一定的數(shù)值之內(nèi)。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水利工程的建設(shè)會(huì)越來(lái)越重要，就可以采用GPS技術(shù)，它能夠有良好的測(cè)量定位效果，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在測(cè)量過(guò)程中，具有測(cè)量數(shù)據(jù)高精度、測(cè)量時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，可確保測(cè)量的可行性、可靠性和精度。目前GPS技術(shù)還未成熟，在實(shí)際操作中可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，但是可以通過(guò)廣大的測(cè)量人員去處理改進(jìn)，一定會(huì)越來(lái)越好的。

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