GPS技術在水利工程測量中的應用

張志峰

沈陽市勘察測繪研究院

GPS技術在水利工程測量中的應用

張志峰

沈陽市勘察測繪研究院

由于GPS的精準定位，越來越廣泛的應用到各個領域，水利工程也不例外，以往的測量方法逐漸被淘汰，進而使用這個最先進的技術。整篇文章以GPS的優勢作用來作為探測手段，還在其他的應用上作了淺要介紹。

GPS；水利；測量

1.GPS在水利工程測量中的應用優勢

1.1 可以實時動態更新測量數據

GPS在實時信息的處理上有高效的運作速度，并借助電磁波將自身的信息發送給最近的基站。而基站中的計算機快速處理并反饋給機主設備，這就節約了高頻率次數的測量，不得不說，現有的水利測量中，GPS的應用，提供了一個高效的平臺。

1.2 對通視條件要求不高

對水利測量工作者來說，測量的時候，必須有很好的視距范圍，一旦出現障礙物，這就使得測量出現很大的麻煩，特別是那些山地地區的水利測量，就因為沒有良好的視距，而不得不增加一個轉折點?？墒?，采用GPS以后，幾乎就不存在視距的影響，只需要簡單的輸入兩地的地點坐標，就可以精準的得到兩地之間的距離，這也是GPS被各個領域應用的原因，不僅提高了精準的測量值，還大大減少了不必要的工作時間。

1.3 實用于變形測量和自動測量

在一些大的水利工程上采用GPS測量可謂是，如虎添翼。由于傳統的測量就是，在測量點設置專門的測量人員，并且在時間上都有規定，每天都要重復同樣的工作，這樣的工作確實很乏味，長此以往，即使出現了一些微小的測量變化，也會被忽略掉，更多的情況下都是人為疏忽造成的。而GPS的使用，不僅彌補了這個短板，還為水利監測的增添了新的工作方式，省時省力。設置好參數后，自動采集發送到觀測端，大大增添了工作效率。

2.GPS定位的誤差來源與消除方法

在GPS測量技術中，主要有四個方面的因素會導致測量精度出現誤差：第一是與GPS衛星有關的誤差，主要包括衛星鐘的誤差和衛星的軌道誤道。第二是與信號傳播有關的誤差：主要包括大氣折射誤差和多路徑效應。第三時與接收設備有關的誤差，主要包括觀測誤差，接收機鐘差，天線中心誤差和載相位觀測的整周不定性影響。第四是地球自轉的影響和地球潮汐的影響等其它誤差。

當然了，每項設備都存在或多或少的誤差，GPS也有相應的誤差，但這些誤差都是由原因的，只要把他們查找出來，并在GPS的設備上直接輸入誤差數據，這樣反饋到檢測客戶端的就是準確的數據了。這就需要從各個方面來考慮，首先把誤差模型的處理好，再根據太空的設備對同一個地點的數據進行多方位采樣，這就在很大程度上減少了誤差帶來的影響。

貯藏過程中，隨著時間的延長，肉的顏色隨肌紅蛋白的氧化、汁液流失及微生物的作用逐漸加深乃至褐變，影響了感官品質和銷售價格。肉的色澤作為最直觀、最易辨別的感官評價指標，也是貯藏效果的重要評價指標。本研究每隔2d對氣調冷鮮羊肉表面肉色進行觀察，結果見圖2。

3.GPS控制網布設與施測

3.1 布網

3.1.1 GPS測量的幾種布網方式

通常情況下，對于水利樞紐工程來說，采用的最普遍的檢測方式就是網連式。首先是因為這種布局的獨特優勢，可以提升觀察網的檢測范圍，還把檢測的精準度也給提升。雖然這種布局方式有特別大的優勢，可并非所有的水利工程都適用。需要根據水利工程的實際形狀來選擇，倘若是圓筒式的水利工程，采用這種方法會很適用?？蓪嶋H的水利工程并不是這樣的，因此，就有了點連式，給帶狀的水利工程有了很合適的方法。而且在數據的準確性上有小幅度的提升，還會解決那些由于工程不密集造成的差距，很明顯，具體的水利工程需要因地適宜的方法。

3.1.2 控制網的作業方法

對于接收機與衛星之間的數據傳輸，就需要控制網的合理布置，簡單的做法就是，把兩個GPS接受設備放置在一條基線的兩頭，這樣就可以使得衛星接收不同的數據，并作出處理。

3.1.3 靜態數據的處理方式

在靜態的數據處理中，是需要GPS設備將監測數據傳送到GPS網之后，經過同異處理，包括基測線的外觀測量之后，經過計算機作出數據處理。觀測精度的結果還是需要二維約束，作出兩個網的精度分析，之后，對監測點的偏差也進行校對，便可以得到計算機給出的最終結果。

3.2 平面控制測量

目前傳統的導線測量控制已經逐漸少用了，應該結合工程的實際需要，進行GPS靜態定位、快速靜態定位和實時動態定位技術（簡稱RTK）控制網測量和部分碎部測量。這樣做具有很高的精度，實踐證明，GPS相對定位精度在50km以內可達10～6ppm，在300～1500m工程精密定位中，1h以上觀測的解其平面位置誤差小于20mm；其次觀測時間短。20km以內相對靜態定位，僅需15～20min，應用RTK測量時，當每個流動站與基準站相距在15km以內時，流動站觀測時間每站觀測僅需幾秒鐘。

3.3 放樣測量

在水利工程測量過程中，采取RTK點放樣和線路放樣，進行點放樣時，首先將放樣點坐標和靜態網中的坐標轉換參數一起上傳到GPS流動站中，然后根據所放點標識進行實地放樣，放樣精度可以控制在5cm以內：進行線路放樣時首先在室內根據線路中心線的彎道元素編制線路中心線文件，將該文件和坐標轉換參數上傳到CPS流動站接收機，在實地依樁號和所放點與中心線的關系進行現場放樣。

3.4 航空攝影測量外業像控

在水利工程中，測區通常都是條帶狹長型，線路一般較長，而且測區樹林茂密，通視條件差，而像控點布設一般較為分散，像控點間距離較遠，采用傳統的控制測量模式不僅耗時費力。而且也很難保證成果精度質量和工期的進度，而采用GPS就很容易解決以上問題，在較短的時間內即可完成外業像控點的采集工作。

3.5 高程測量

高程測量精準對會有一定的誤差，因此，這就需要輔助測量來進行，由于大面積水域的測量面積需要切實的邊緣，這就要求，各個GPS觀測點的水測量資料是準確的，還需要加入提前準備好的數學模型，盡管計算還是會有一定的誤差，但就測量技術上來講，GPS測量已經降低到標準誤差以下了，可以說，高程測量是測量面積水域的最佳方法。

4.結語

就以上來說，水利測量也是緊跟著時代的步伐，將GPS的運用，發揮到了最大作用，顛覆了以往的傳統測量方式，在人力和物力上大大節儉了使用力度，由于是采用最新的測量工作方式，也是得到了業內人士的歡迎。

[1]李柏章.GPS系統在水利工程測量中的應用[J].水利科技與經濟，2013，05：119-120.