水利工程測量工作中GPS技術的具體運用

鄧勝良

摘 要：文章對GPS測量技術進行概述，分析了GPS技術在水利工程測量中的優勢，并對GPS技術在水利工程測量工作中的具體運用進行了探討，極大地推動了水利工程測量工作的改革，為我國水利事業的發展作出了貢獻。

關鍵詞：水利工程 測量技術 GPS技術

GPS技術又稱GPS全球定位系統，到現在已有30多年的發展歷史，當前的GPS技術已形成了較為完善的系統，并且已經應用在眾多領域當中。其中，GPS測繪技術更是近些年研究的重點，將GPS應用到水利工程測量的工作當中，一方面有助于水利監測工作更加精準、方便，另一方面也減少了人力、物力的投入，降低了水利工程建設的成本，提高了水利部門的經濟效益。

1.GPS測量技術概述

GPS測量技術的原理主要是GPS定位，其以用戶接收機和GPS衛星之間的距離為測量基礎，同時根據已經知道的衛星的具體位置對用戶接收信息所用的設備的位置進行確定，從而明確觀測站的位置[1]。一般來說，GPS由用戶設備、地面監控、空間部分這3個部分組成。其中，用戶設備部分主要就是前面所說的接收機，這個設備的工作原理就是對衛星所發射的信號進行分析處理，將其以向量和坐標的形式表示出來，通過這種方式達到為用戶提供相關數據的目的；地面監控主要就是指監測站，在監測站可以實現對一些數據的獲取；空間部分主要就是指衛星。通過上面的敘述，可以總結出GPS工作的原理實際上就是利用上面所說的衛星連續發送信息以及一些相關的參數，這些數據和信息在被地面接收后轉化為三維坐標。GPS測量技術不僅可以實現動態測量，而且還能提高測量的精確度，擴大應用范圍，對于提高現代測繪的水平具有極大的意義。

2.GPS技術在水利工程測量中的優勢

（1）利用GPS技術進行測量可以達到毫米級別，極大地提高了測量精度，實現了精確測量。將其應用在水利工程測量當中，尤其是針對那些比較復雜多變的地形，GPS系統還可以抵抗外界干擾，精確定位，使測量結果更加精確。

（2）大量節省人力物力，GPS技術測量過程簡便，不需要太多的工作人員，此外，在進行水利工程測量時需要測量多個站點，尤其是在測量一些大型河流的時候，這些站點的間距也會加大，這樣一來就不利于不同工作點的工作人員的交流和溝通。利用GPS進行水利工程方面的測繪，可以有效解決上述問題，實現不同工作點之間的信息交換工作，方便工作人員的交流。

（3）GPS測量技術受天氣影響較小，利用GPS技術進行測量可以在各種天氣條件下進行測量，也可以實現全天候測量，大大增加了測量范圍。

（4）GPS測量技術可以大大減少測繪時長。GPS系統利用24顆衛星來完成具體的定位導航工作，這24顆衛星發出的信號可以整個世界包含在內，并且其可以在較長的一段時間連續工作，這和傳統的測繪方式相比，可以大大減少測量時間。相關研究表明，將GPS 應用在水利工程測量當中幾秒鐘就可以得到所需數據。此外，工作人員通過GPS系統可以隨時隨地掌握測量過程中發生的情況，并做出相應的補救措施，極大地加強了水利工程的維護工作。

3.水利工程測量工作中GPS技術的具體運用

3.1 在戶外利用GPS數據采集工作

水利工程在進行戶外工作室，要綜合考慮周圍的地形、氣候等條件，為GPS的安裝選擇最合適的位置，這是GPS系統能安全穩定穩定工作的前提。相關人員在選擇安裝點時要盡可能選地形比較突出的地區，同時保證此地區的視野開闊，有較強的穩定性，以防GPS設備在測量過程中出現滑坡等危險情況，一般來說，在放置GPS系統時要進行一定的人工加固，對試點附近的雜物進行清理，確保測量目標能和GPS系統正面接觸。在實際的工作中，工作人員要根據實際的情況，有針對地對GPS系統進行放置，使整個設備在水利測量工作中發揮出最佳作用。此外，為了實現有效分析和運算，工作人員還要在GPS設置點安裝接收機，接收機要確保能接受3個及3個以上的衛星信號，以便提高數據的精確度，如圖1所示。在進行水利測量工作時還需要保證各個設備之間是相互聯系的，使各個觀察的點呈網狀分布，提高整個測量結果的精確性和穩定性。

3.2在水利測量的內業計算中應用GPS系統

水利工程測量的內業計算主要包括GPS網平差和基線解算。其中，GPS網平差測量工作比較簡單，只需在現有的計算機上進行工作，計算出相應的數據，這進一步提高了工作效率。基線解算需要利用GPS系統，現將參數傳輸到接收信號的設備當中，然后再由其傳輸到電腦中，電腦會對傳輸過來的數據進行解算分析，最后對計算出來的數據進行檢查和分析，減小誤差，使其在誤差范圍內。

3.3在布網工作中應用GPS系統

水利工程測量的布網工作主要包括節點方式組成、布網方式選擇等等。在進行布網連接方式選擇這一步驟時一般有3種方案：邊式、點式、網式，在實際的工作當中最好選擇呈六邊形的連接，這樣一來，不僅可以增大水利測繪結果的精確度，還可以放大信號源、加強對網點的信號檢測，進一步提升接收器的接收信號的性能。針對一些規模較大的水利工程，在實際工作中要休息對網點的布置，增加更多的點，最好選擇使其呈網狀連接。相關研究表明，利用網式連接得到的信號強度要比其它兩種方式更好。

3.4在水下地形測量中應用GPS系統

在水利工程的測量工作當中難免要進行水下測量，但水下測量的難度較大，無法獲得較為準確的數據，將GPS技術應用在水下地形測量可以大大提高測量的準確度。在實際的測量工程當中需要利用RTK技術，借助探測儀、電腦和GPS，在保證三者相互連接的情況下就可以進行精準定位。具體的工作過程如下：探測儀先將測量數據傳輸給電腦，這樣就可以具備必要的數據信息，在采取相應的處理和分析后，就可以描繪出出水下的地形，結合地形最終可以確定水下地圖。這種RTK和GPS結合的技術可以進一步提高水利工程測量的精度。如圖2所示為GPS技術應用于水下地形測量流程。

4.結束語

綜上所述，隨著科學的不斷發展，GPS已成為水利工程測繪工作中不可或缺的工具，將GPS應用到水利工程測量當中，可以大大提升水利工程的測量精度，擴大工程施工的應用范圍，為水利工程提供更為可靠、安全的質量保證。雖然，現階段GPS測量技術應用在在水利工程中取得了一定的成績，但當前的GPS測繪技術還是存在一定的局限，相關工作人員要正確認識GPS系統的有效作用，促進其在水利工程測繪中的良好應用，進一步提升水利工程的測量水平，為我國水利工程建設奠定良好的基礎。

參考文獻：

[1]鞠海明，陳啟濤.GPS技術在水利工程測量中的應用[J].電子測試，2018（19）：62-63.

[2]楊文華.GPS-RTK技術在農田水利工程測量中的應用[J].農業工程，2018（04）：80-82.

[3]唐文學，范傳輝，曹久立.GPS-RTK測量技術在水利工程測繪中的應用[J].西部資源，2018（02）：138-139.