浅析GPS技术在水利工程测量中的应用 石金函

发表时间:2020/7/21   来源:《城镇建设》2020年3卷9期   作者:石金函
[导读] 随着社会经济的快速发展,GPS技术在日常生活中的应用越来越广泛。
        摘要:随着社会经济的快速发展,GPS技术在日常生活中的应用越来越广泛。通过三十多年的发展,GPS技术也有了很大的进步,不断扩展在其它领域中的应用。尤其是在水利工程测量中,与传统的测量方法相比较,在测量精度方面有了很大的提高,同时在实际的使用过程中也越来越便捷。本文详细阐述了GPS技术在水利工程中的实际应用,从GPS这项技术的工作原理出发,针对其在水利工程测量中的应用展开分析与探究。最后总结GPS在水利测量工程中应用存在的问题,并提出对应的措施。
        关键词:GPS技术;水利工程;测量;勘察;应用
       
        工程勘测和设计是水利工程建设的基础,基础测量在水利工程建设的过程中能够提供详细准确的地形资料,在实际的勘测过程中测量的的精度越高越能保障工程的完美施工。其中一项重要的安全保障措施就是能够实时监测建筑物的变化情况。传统的测量方式较为繁琐,而且准确度较低。GPS测量技术在工程中的应用,不仅提高了测量准确度,还大大降低了劳动强度。
       
1、GPS技术概述
        目前全球应用最广泛的定位系统是美国的全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)。自上世纪70年代开始研发以来,已经具备海、陆、空全方位定位功能。随着科学技术的不断进步,在其精确度、覆盖面及方便灵活性上吸引了众多用户。GPS技术能够对所需测量的位置进行准确定位,同时具有所需时间短、节省人力物力、提高工作效率等突出优点,能够最大程度上保证测量工作的顺利进行。
2、GPS技术在测量工作中的技术原理及特征
        2.1技术原理
        GPS技术的工作原理是借助发射的三颗或以上的卫星,根据接收机给出的指令需求,通过分析在某时某地所给出的导航信息。在建立的相关数学模型的基础上,通过内设的精密逻辑计算,最终获取精确的定位信息。
        2.2特征
        GPS测量技术与传统的测量技术相比较,具有多方面的优势。让测量过程更加简化,原本的测量必须要求测量站之间能够做到通视,但GPS技术的应用则没有这方面的要求,大大简化了测量流程。同时GPS测量技术还具备以下优点:
        2.2.1定位精度高
        红外工程测量仪是最为常用的测量设备,其精度一般可以达到5mm+5ppmm,而GPS测量技术的精度能够达到5mm+1ppmm。先进的测量技术在工程中的应用大大提高了测量精度。
        2.2.2测量效率高
        利用GPS技术在实际的测量过程中效率明显提高,例如在测量小于20km的相对静态定位时,用时一般不超过20min。当测量流动定时时,一般能够将测量时间控制在2min以内。GPS测量技术不仅工作效率高,同时还能够实现无间隔测量。
        2.2.3测量间距长
        水利工程在距离测量方面所需的测量距离长是一项突出特点,而长距离的测量时,传统的测量手段受到通视条件的限制。但是GPS技术很好的解决了通视难度大的问题,大大延长了可测量距离。
        2.2.4操作简单
        GPS测量设备自动化程度较高,在数据观测、数据测量、数据分析等方面都可以自动进行。随着GPS技术的不断发展,设备向小型化方向发展,其具有携带方便、操作简单等突出优点。
3、GPS在水利工程测量工作中的运用
        水利工程大多位于一些森林或者是湖泊附近,周围环境对GPS技术的测量存在较大的影响,针对实际作业中存在的问题,进行详细的讨论。
        3.1 在森林处勘察
        当在森林深处进行勘察时,茂密的树叶将会对GPS信号产生一定的遮挡作用,导致信号变弱。在实际测量时产生的数据不准确。

可以将接收器固定在粗大的树干上,根据不同的测量精度要求,调整接收器的高度。
        3.2 在近水区域进行观测
        在近水区域进行观测时,由于水的反射作用,容易使设备产生多路径效应,影响测量结果。可以通过重复测量来提高数据的准确性。
        3.3 在山区进行测量
        在高山区域进行测量时,GPS信号通常比较微弱,同时由于视野不够开阔,将会对测量的精度产生非常大的干扰。在这种情况下,可以通过选定测量点进行测量,测量点一般选在卫星数量比较多的区域,来提高测量精度。
        3.4 在电波杂乱处进行测量
        在电波杂乱的位置进行测量时,首先可以选择一些抗干扰能力强的GPS设备,如果新的接收器仍不能满足要求,还可以通过偏心观测法或者是图解的方法来完成测量,提高测量准确度。
4、GPS技术在水利测量工程应用存在的问题
        4.1 GPS技术在测量中存在误差
        GPS技术在水利工程项目建设中的应用大大提高了测量精度,但是由于现场条件的影响往往会带来一定的测量误差,而测量误差又是不可避免的。只能采取一定的防范措施来减小测量误差,提高测量准确性。
        4.2 操作人员操作水平不高
        GPS测量设备虽然操作简单,但是其设计原理复杂,属于一种技术含量比较高的测量设备。高科技的产品在使用时,其操作人员必须具有相关的知识储备,同时需要经过专业的培训才能够使用。操作人员不仅能够熟练的使用,还要具备维护保养的能力,确保设备的测量精度。
        4.3 应用范围还不高
        人类对先进的技术设备都会产生一种陌生感,尤其是在使用初期,GPS测量设备的应用并不广泛。需要对GPS测量设备的应用定期进行培训,保障操作者能够熟练使用GPS 测量设备。
5、GPS技术在水利测量工程中针对问题所采取的措施
        5.1 减少GPS测量的误差
        为了减少GPS测量误差,应当规范操作者的使用流程,通过选择合适的测量点来规避地形所带来的影响。依据数据分析,建立合适的数学计算模型,减小测量误差。
        5.2 提高GPS测量技术人员素质
        建立相应的培训考核制度,定期对设备操作人员定期进行培训。,增强技术人员应对能力;强调技术人员的责任心,端正技术人员的工作态度。
        5.3 扩大GPS测量的应用范围
        继续加强在GPS技术方面的研发力度,开发出更为先进的测量分析软件,使操作更加方便,从而扩大GPS技术的应用范围。
6、结语
        综上所述,水利工程建设是一项关乎国计民生的重大建设工程,其建设质量直接关系着人们的日常生活,所以在水利建设工程的各个阶段都要引起管理者的重点关注。目前,我国在水利工程建设方面存在的问题比较多。尤其是在测量技术上需要不断的创新,在不断实践的过程中,摸索出一套符合我国国情的施工测量技术。利用先进的方法和技术手段来提高勘察结果的准确性,积极推进水利工程建设的发展,促进社会主义现代化建设。

参考文献
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[5]徐立军.GPS技术在水利测量工程中的应用[J].黑龙江水利科技,2017,45(03):135~137.
作者简介:石金函;性别:男;民族:汉族;出生年月:1992.1.19;籍贯:安徽省安庆市宿松县;学历:本科;职称:助理工程师;研究方向:水利水电工程
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