探析GPS在水利工程測量中的應用

陳棋播　王賀

摘 要：隨著測繪科技技術的不斷發展，測量儀器也在不斷更新換代，特別是GPS的問世，它極大地減小了測繪外業工作的工作量。隨著水利工程轉向海拔更高、條件更為艱苦的西藏等高海拔地區，研究GPS在水利工程領域測量作業的應用具有很強的現實意義。

關鍵詞：測繪；GPS；水利工程；外業

1.GPS測量的主要優點

（1）準確測量并計算不規則地形的面積。GPS測量技術對不同規格區域都可直接測量，同時對于面積較大的測量區域，采取航線測量面積的方式對地形進行測量，然后根據測量的路線繪制出一條測量軌跡，GPS手簿或者相關自帶的軟件通過對測量的數據進行處理與計算，能夠準確地求出不規則地形的面積大小。

（2）極大地減小了測量的強度。測量首先要做的就是確定出合理的通視條件，還需要在一定程度上保證測量控制網絡的完美結構，以上研究一直都是學術探索中的難點。對于 GPS 測量來說，并不需要通視技術，這樣的話就可以在一定程度上減少關于常規測量中所需要的費用。

（3）測站間不需要相互通視。我們采用常規的經緯儀、全站儀，測量過程中要求測站點與控制點直接通視，即要求進行后視定向，建立坐標系統。而目前的GPS 技術則不需要測站與基準點相互通視，主要通過接收上空衛星信號，通過與基站直接的相位差分從而求得測點的三維坐標。我國的水利工程大部分都是在荒山野嶺，遠離大城市，特別是對大壩工程等水利樞紐工程進行控制測量時，該技術發揮了很好的作用。

2.GPS 技術在水利工程測量中的應用

目前，GPS測量技術已被廣泛應用于各行各業，如建筑領域、水利工程等大型項目中，特別是要求高精度的大型控制網，均采用該技術。因此，本文主要結合GPS技術在水利工程測量方面的應用進行探討，主要包括如下幾個方面的內容： ①GPS測量技術應用于水利工程的外業測量工作；②GPS技術在水利工程中控制網中的應用；③實時動態測量GPS-RTK技術在目前水利工程中的應用。

（1）GPS測量技術應用于水利工程的外業測量工作。在GPS 的外業測量過程中，選點是最為重要的工作。GPS點位對保證測點測量結果的正確性具有重大影響，因此，在進行GPS外業測量工作選點時，必須做好充足的勘測工作。利用GPS進行觀測的過程中，最主要的是GPS腳架對中整平與儀器開機觀測等方面，該方面的GPS觀測工作與普通的觀測工作流程有著很大的不同：在無線安置工作中，首先要做到的就是設置一個安置正常點，與其相應的天線應當被穩定地固定在三腳架平臺上，且應當將其安置在標志中心的上方且與標志中心相對應，且天線基座上的圓水準氣泡必須整平。

（2）GPS技術在水利工程中的控制網中的應用。采用GPS技術可對水利工程的樞紐區及庫區的帶狀工程地形圖進行測量。例如，庫區淹沒界樁測量、引水工程控制測量等，大多數水利工程主要采取點連式、邊連式等布網方式構成的三角鎖或者大地四邊形同步觀測圖形；對于精度要求較高的控制網、變形監測網等，一般采用邊連式、網連式的構網方式，該方法，多余觀測較多，構網比較嚴密，圖形的幾何強度較高，因此廣泛應用于水利行業的控制測量中。

（3）實時動態測量GPS-RTK技術在目前水利工程中的應用。GPS-RTK的工作模式主要是：在已知測點上安置一臺GPS接收機作為基準站，并將GPS接收機設置為接收所有衛星信號模式，并對其上方衛星進行實時搜索，通過接收機中無線電臺發送的信號傳輸到GPS流動站，與之建立聯系。當GPS流動站接收到儀器上空的GPS衛星信號后，還要同時接收基準站發送過來的無線信號，通過該方式，能夠快速實時定位出GPS流動站的相對定位。

該技術能夠實時快速定位出流動站的任意位置的三維坐標，因此，實時動態測量GPS-RTK技術在目前水利工程中的應用十分廣泛。

3.結語

本文主要介紹了GPS在測量方面的主要優勢，包括準確測量并計算不規則地形的面積，極大地減小了測量的強度，測站間不要相互通視，測量精度較高，能實現全天候測量工作。然后在此基礎上研究了GPS在水利工程測量方面的應用，主要包括GPS 測量的外業測量、GPS布網及GPSRTK實時動態測量技術，希望能對GPS的發展以及在水利工程的應用有所貢獻。

參考文獻：

[1]福建省水利學會工程測量專業委員會.福建省水利工程測量學科發展報告[J].海峽科學，2009，（1）.

[2]石雪冬.淺談我院水利工程測量課程的特色[J].科技創新導報， 2012，（31）.