GPS高程測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用

摘要：GPS技術(shù)是新時(shí)期重要的新型科學(xué)技術(shù)，在眾多行業(yè)領(lǐng)域中得到了深入而廣泛的應(yīng)用，體現(xiàn)出了多方面的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。近年來(lái)，GPS高程測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)量中得到了發(fā)展和應(yīng)用，同傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，具有多方面的優(yōu)勢(shì)。文章探討了GPS高程測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS高程測(cè)量技術(shù)；水利工程測(cè)量；測(cè)量技術(shù)；測(cè)量精度；現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：P228 文章編號(hào)：1009-2374（2015）15-0121-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.063

對(duì)于水利工程測(cè)量來(lái)說(shuō)，高程測(cè)量十分重要，需要高端科學(xué)技術(shù)的支持，其中測(cè)量精度十分重要，GPS高程測(cè)量技術(shù)則有效解決了這一問(wèn)題，將其用在水利工程測(cè)量中，不僅提高了測(cè)量工作效率，同時(shí)也體現(xiàn)出高速、精準(zhǔn)等多方面的優(yōu)勢(shì)，使水利工程高層測(cè)量逐漸走向現(xiàn)代化、智能化、數(shù)字化、精確化。

1 GPS高程測(cè)量技術(shù)概述

GPS高程測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)單說(shuō)就是依靠GPS技術(shù)測(cè)量地面高。經(jīng)過(guò)實(shí)際的應(yīng)用結(jié)果表明，這一測(cè)量技術(shù)的測(cè)量不僅效率高，而且精度高，整體效果較好。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中必須遵循規(guī)定的程序，其中要重點(diǎn)做好數(shù)據(jù)測(cè)量、記錄、分析等工作，并按照規(guī)定的步驟按部就班地

進(jìn)行。

第一，高程差是指大地高與正常高的差，所謂大地高就是地面點(diǎn)沿地球法線到球面的距離，正常高則是地面點(diǎn)與似大地水準(zhǔn)面之間的距離，通常地面點(diǎn)的正常高是確定的。

第二，利用GPS技術(shù)進(jìn)行高程測(cè)量，應(yīng)該先實(shí)施高程轉(zhuǎn)換，這就要先求得大地高與正常高的差值，再進(jìn)行高程轉(zhuǎn)換。

第三，這一測(cè)量技術(shù)依然有待發(fā)展和完善，因?yàn)槠淇赡苁艿礁鞣N內(nèi)外不良因素的影響，所以為了確保測(cè)量結(jié)果的精確性，就要完善這一技術(shù)。

2 GPS高程測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 GPS高程測(cè)量技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在實(shí)際的水利工程測(cè)量工作中，GPS高程測(cè)量技術(shù)一般用于相對(duì)測(cè)量定位，通過(guò)L1、L2載波相位來(lái)提高測(cè)量的精度，一般是憑借載波相位來(lái)測(cè)量局域差分，利用差分法來(lái)計(jì)算得出不同接收機(jī)之間的一次差，在此基礎(chǔ)上計(jì)算出二次差，再利用計(jì)算得出的這兩個(gè)差來(lái)得出待定基線的長(zhǎng)度，再?zèng)Q定其中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)際的作業(yè)方式通常要以算法模型為基準(zhǔn)來(lái)定奪，常見(jiàn)的算法模型包括RTK模式、靜態(tài)作業(yè)模式等，以靜態(tài)作業(yè)模式最為常用，因?yàn)槠錅y(cè)量的精度較高、適用范圍較廣，而且這一測(cè)量方法比較適合用于水利工程的變形測(cè)量工

作中。

RTK作業(yè)模式也具有自身的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)在高速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、精度高等特點(diǎn)，適合利用在數(shù)據(jù)信息的收集、采集或者工程的放樣等程序中，而對(duì)于水利工程的測(cè)量則依然有待于深入研究和開(kāi)發(fā)。

目前，GPS高程測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)量中已經(jīng)得到了有效運(yùn)用，我國(guó)一些重點(diǎn)水利工程項(xiàng)目就采用了這一技術(shù)，經(jīng)過(guò)實(shí)踐操作運(yùn)用結(jié)果表明：不僅完成了各項(xiàng)測(cè)量任務(wù)，而且測(cè)量結(jié)果精度較高，其精度上升到四等水準(zhǔn)精度。

2.2 GPS高程測(cè)量技術(shù)的外業(yè)實(shí)施

2.2.1 擇點(diǎn)與埋設(shè)。要選擇交通便利、通達(dá)、空間開(kāi)闊的地方設(shè)置GPS點(diǎn)，而且其土質(zhì)要堅(jiān)實(shí)、牢固，也可以定點(diǎn)在穩(wěn)固的建筑上，方便埋設(shè)與定時(shí)觀測(cè)，而且能夠確保設(shè)點(diǎn)能夠被長(zhǎng)時(shí)間保護(hù)、保存。每相鄰的兩個(gè)點(diǎn)之間要確保能相互看到，也就是如果將點(diǎn)設(shè)在一個(gè)地形較為復(fù)雜、四周高山的地點(diǎn)，要確保視線范圍內(nèi)沒(méi)有大量的障礙物，從而防止衛(wèi)星信號(hào)的接收受到不利影響。點(diǎn)要設(shè)在距高壓線路或其他高功率發(fā)射源較遠(yuǎn)的地方，通過(guò)這個(gè)距離應(yīng)該大于100米，且其周圍也應(yīng)避開(kāi)高干擾性的信號(hào)。點(diǎn)在埋設(shè)過(guò)程中所選擇的土模應(yīng)選擇混凝土，而且應(yīng)該采用現(xiàn)場(chǎng)澆灌的方法，其核心區(qū)需植入鋼筋。

2.2.2 科學(xué)觀測(cè)。啟動(dòng)三臺(tái)GPS接收機(jī)，實(shí)施同步觀測(cè)、同時(shí)分析，而且要確保同步配置5顆以上的衛(wèi)星，確保其GDOP數(shù)值小于8，對(duì)于靜態(tài)作業(yè)，同步觀測(cè)時(shí)間要在40分鐘以上，當(dāng)出現(xiàn)衛(wèi)星狀況不佳的情形，則要適度地延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，觀測(cè)高度角設(shè)為10°，每隔1/4分采集以此數(shù)據(jù)信息，實(shí)際觀測(cè)時(shí)則要參照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范與操作流程規(guī)定進(jìn)行觀測(cè)，將各種有價(jià)值的原始信息記錄下來(lái)。

各項(xiàng)測(cè)量工作結(jié)束后，必須對(duì)高程測(cè)量數(shù)據(jù)做出科學(xué)有效的處理，從基線解算到質(zhì)量檢核，再到網(wǎng)平差等處理過(guò)程，最終獲得所測(cè)量地區(qū)的高程值。

3 GPS高程測(cè)量技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中需注意的問(wèn)題

GPS高程測(cè)量技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，要科學(xué)選擇儀器，其精度要在基線精度與高程精度以上，而且所選的GPS儀器要性能穩(wěn)定、功能良好，不易受外部環(huán)境因素的影響。在采用GPS高程測(cè)量技術(shù)進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，必須要著重分析一切可能對(duì)其測(cè)量精度帶來(lái)不利影響的因素，例如電離層因素、GPS圖形結(jié)構(gòu)等。要集中力量減少誤差的出現(xiàn)，提高測(cè)量精度與準(zhǔn)確度。在外業(yè)測(cè)量時(shí)，應(yīng)該會(huì)對(duì)多個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，實(shí)時(shí)對(duì)比高程，這樣才能抵制各種外界不良因素的干擾，減少測(cè)量誤差。測(cè)量后的數(shù)據(jù)必須按照規(guī)范規(guī)定進(jìn)行處理，使數(shù)據(jù)精度上升至一定的等級(jí)。

4 GPS高程測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于水利工程測(cè)量中的問(wèn)題

雖然GPS高程測(cè)量技術(shù)已經(jīng)在水利工程測(cè)量中發(fā)揮了重要作用，然而其中依然有一些問(wèn)題亟待解決。

第一，由于GPS在軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)相對(duì)有限，因此如果對(duì)空視線存在阻礙，則會(huì)影響水利工程測(cè)量結(jié)果的計(jì)算，從而使定位的精準(zhǔn)度受到不利影響。

第二，GPS高程測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用還有一定的局限性，具體體現(xiàn)在：（1）其得到的高程測(cè)量結(jié)果是針對(duì)于大地高來(lái)說(shuō)的，然而水準(zhǔn)測(cè)量則須對(duì)應(yīng)正常高，所以大地水準(zhǔn)面的選擇十分重要；（2）選擇似大地水準(zhǔn)面時(shí)，要用到多種模型，例如數(shù)學(xué)高程模型、大地水準(zhǔn)模型等，同時(shí)也要通過(guò)中立法技術(shù)來(lái)對(duì)應(yīng)算出重力似大地水準(zhǔn)面，這其中需要不斷控制誤差，糾正參數(shù)，才能確保測(cè)量的精準(zhǔn)度。

第三，在實(shí)際的水利工程測(cè)量工作中，一般選擇幾何水準(zhǔn)法，然而，其中也存在一定的局限性，體現(xiàn)為：工作效率較低，準(zhǔn)確度有待考驗(yàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

GPS高程測(cè)量技術(shù)是現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，將其應(yīng)用在水利工程測(cè)量中，能夠有效提高測(cè)量的精準(zhǔn)度，確保測(cè)量工作效率，然而，在實(shí)際的應(yīng)用中依然存在一些問(wèn)題和不足，要加大力度不斷優(yōu)化并完善這一技術(shù)，提高這一技術(shù)的適用范圍，確保其優(yōu)勢(shì)功能的全面發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：黨碧江（1977-），陜西周至人，漢中市水利水電建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院工程測(cè)量工程師，研究方向：工程測(cè)量。

（責(zé)任編輯：陳 倩）endprint