水利測量工程中GPS的作用

戴國濤

摘 要：隨著我國科學技術的不斷發展，GPS全球定位系統被開發和研制出來，從20世紀初期開始，GPS全球定位系統就被應用到我國衛星導航等當中，隨著GPS技術應用范圍的不斷擴大，該技術在各個領域當中的作用也越來越大，不僅在我國航空航海當中得到了應用，也在我國水利等測量工程當中得到了有效應用。如今，相關部門對我國水利測量工作的要求越來越嚴格，要想提高水利測量工程質量，必須應用更多更好的先進技術，而GPS技術就是水利測量工程當中的主要應用技術之一。

關鍵詞：水利測量工程 GPS 應用 作用

中圖分類號：TV523 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0079-01

隨著我國社會經濟的不斷發展，水利工程科學技術的發展速度越來越快，同時水利測量要求也越來越高。因此必須引進高科技技術來保障水利測量工程質量。GPS作用是比較多的，不僅有實時導航作用，還具備定時功能，且具有抗干擾性較強的特點。通過應用GPS，可以讓用戶及時掌握三維坐標以及其他相關信息。如今GPS技術已經變得越來越成熟，應用范圍也越來越廣泛。

1 GPS系統組成和工作原理

1.1 GPS系統組成

CPS系統主要包括兩個主要組成部分，第一大組成部分是空間衛星群，該衛星群主要包括24顆衛星群，這些衛星群的高度最大可達到20萬km，這些衛星群主要分布在多個軌道上，各個軌道之間都有相同的交角，無論在何時何地，衛星信號都能被正常接收到，接收速度也是比較快的。

第二大部分是地面控制系統，該控制系統主要包括監測站，監測站的數量有5個，還有注入站，注入站的數量有兩個，另外還有主控站，主控站的數量有一個。各個站點都會發揮出自己的作用，主控站可以進行數據觀測和參數改正；注入站可以進行數據注入，注入目的地是衛星表面；監控站可以進行信號接收，還可以完成衛星情況監測工作[1]。

除了兩大主要組成部分之外，GPS系統還包括用戶組成部分，主要是用戶設備，比如氣象儀器等，不僅可以完成信號接收工作，還可以完成定位導航工作。

1.2 工作原理

GPS系統屬于一種衛星導航定位系統，首先要進行接收機架設，就可以在相同時刻進行導航電文接收，然后進行相關信息和數據處理，通過精確計算最終得出接收機距離GPS衛星的距離，也可以確定衛星所在具體位置，即衛星的三維坐標[2]。一般來說，在GPS測量過程中用到的坐標系統包括兩大類，第一類是固定的，第二類和地球體相聯的。但在具體的測量當中，必須進行相關參數轉換和相關坐標類別轉換，最終才能計算出衛星所在三維坐標。

2 水利測量工程中GPS的作用

2.1 大大提高定位準確度

自從GPS系統研制出來以后，就得到了不斷的完善。至今為止，GPS全球衛星導航定位已經精確到了厘米。大量水利測量工程應用表明，在50 km定位當中，GPS定位可以精確到10 mm，在100～500 km定位當中，GPS定位可以精確到100 mm[3]。在水利測量工程當中應用GPS，可以大大提高定位準確度和測量結果準確性，尤其是在那些地形特別復雜的區域內，GPS定位技術的抗干擾能力是比較強的，盡管環境惡劣，還是可以測量出準確的結果。

2.2 大大縮短測量時間

GPS主要是依靠24顆導航衛星等完成定位導航工作，GPS導航的信號可在范圍是特別廣泛的，可以覆蓋全世界，也可以長時間持續工作。所以，應用GPS系統不僅可以大大縮短測量時間，還可以加強測量全過程情況監控。相關研究結果表明，運用GPS進行水利工程測量，每次得出數據的時間短至幾秒鐘。在水利工程測量當中，測量速度快以及監控無間隔的優勢是十分明顯的。通過應用GPS，測量人員可以及時掌握險情，及時發出警報，使得人們可以在最短時間內采取有效措施。另外，快速度的測量還可以大大縮短水利工程測量工期，更加利于水利工程維護。

2.3 大大提高測站效率

在水利工程測量當中，測量站點是比較多的，特別是那些大型河流。以往利用傳統技術進行測量的時候，就會遇到站點通視問題，由于測量站點之間的距離比較大，因此測量起來是特別不方便的。這就不利于兩站點之前工作人員的溝通和交流。在應用GPS系統之后，可以在站點之間建立信號發射平臺，有效落實站點之間信號交換工作，有效解決了站點之間通視問題，大大提高了站點工作人員溝通效率。

3 水利測量工程中GPS的應用

3.1 外業測量

在水利工程測量當中，外業測量是比較重要的，但也是比較困難的。但應用GPS之后，該問題就能得到解決。通過應用GPS，可以首先完成準確選點工作，確定導航基站具體位置，在選點工作當中，必須完成無線安置和開機觀測工作[4]。在無線安置方面，通過應用GPS，首先進行正常點安置，把天線固定在平臺上，保證天線和標志中心在一個方向上，還要保證天線基座當中的氣泡平整。要定期做好基座加固工作和防雨防潮工作。

3.2 布網

在水利工程測量當中要進行布網，布網要用到GPS導航儀器進行測量點全過程監測控制。通常來說，GPS系統布網主要包括邊連式布網和點連式布網兩種，在邊連式布網當中，可以進行導航基站設立，把測控點確定在三角形核心位置上。在點連式布網當中，可以在河道附近進行基站設立，最終形成測控系統[5]。

3.3 高程測量

在水利工程高程測量當中，應用GPS系統可以解決高程數據精確性問題，就算在那些環境惡劣的地區，應用GPS系統也可以及時掌握水準測量信息，通過水準數學模型的有效建立得出高程異常具體差距。

4 結語

綜上所述，水利測量工程當中GPS的作用是比較大的，應用也是比較廣泛的，但至今該導航技術的發展仍舊不太成熟，因此相關部門必須加大GPS導航技術創新，采取有效措施提高GPS水利工程測量水平。

參考文獻

[1] 李志廣.淺論水利測量工程中GPS的應用[J].黑龍江科技信息，2013（35）：107.

[2] 于景杰.芻議測繪新技術在水利工程中的應用[J].黑龍江水利科技，2010（38）：217-218.

[3] 陳佳華.GPS-RTK技術在水利渠道測量工作中的應用[J].商品與質量·建筑與發展，2013（10）：863.

[4] 楊瑞然，隋偉，隋闊，等.淺析公路工程控制測量中GPS的應用[J].建材與裝飾，2013（3）：169-170.

[5] 楊忠文.對水利水電工程測量技術及其發展的探討[J].數字化用戶，2013，19（35）：51.endprint