摘要：全球定位系统的英文缩写为GPS，主要是利用基于已发射地球卫星的无线式导航系统，每时每刻卫星将三维导航定位信息向地球发射，进而对地心坐标系中地面上某点的三维坐标进行测量，以实现导航或定位功能。转为民用后卫星定位系统技术已在各领域中的应用十分广泛，水利工程测量中相对于传统测量技术而言，其优势主要体现在效率较高、成本低廉、精度较高、工作无需较大强度等方面，具有比较广阔的应用前景，但GPS目前应用水利测量中也存在一些亟待解决的问题。
关键词：水利工程；测量测绘；GPS
1水利工程测量技术的发展分析
1.1数字化
目前，在水利工程测量中应用的数字测量技术种类很多，比如网络技术、计算机技术、信息技术等都在水利工程测量技术中得到了很好的应用，这就对测量技术在数字化这一特点上有了更高的标准和要求。通过使用数字技术可以更有针对性的对需要的区域进行标记甚至形成更直观的、更专业的地形图，测量技术的数字化应用可以提高水利工程中测绘成图这一过程的效率，也使水利工程的质量得到了一定的提升。
1.2自动化
为了测量到更多的、真实的数据，最终为水利工程提供全面的勘测数据，水利工程测量技术的自动化发展是其必然的趋势，这种自动化测量技术的应用可以对目标区域进行24小时的全天监控，可以随时在数据系统中抽调数据，满足了水利工程对于测量数据的各种需求。目前对于测绘技术自动化发展过程中最有意义的一项突破就是与“3S”技术联合使用，通过在测绘技术中使用“3S”技术可以不用接触实际工程对象就可以获得所需要的测量数据，还可以对这些数据进行信息处理，自动对数据进行识别、分析，对达不到标准的数据及时的进行报警。这两项技术的联合应用，可以在很大程度上简化测量工作中的一些环节，减少了人们的工作，也避免了许多人为操作带来的误差，进而更好的根据水利工程测量工作的需求进行测绘工作，为水利工程的质量打下良好的基础。
2GPS及其基本原理
2.1GPS的主要构成
GPS主要由空间卫星群、用户信号接收设备及地面监控系统等三部分所构成。
2.2GPS的基本工作原理
GPS共有24颗卫星组成空间卫星群，并在6个轨道平面内平均分布，各轨道平面之间有60度的夹角，卫星轨道以11小时58分为一运行周期，在任何地点和时间，地表都可有效保障对发出的4-11颗GPS卫星信号进行接收。地面GPS控制系统监控卫星工作状态对卫星参数进行改正，将指令发向卫星，以确保卫星运行的正常。GPS信号接收机将信号接收后，用户应用数据处理软件进行处理，以实现导航定位及其它功能。
3水利测量中GPS的应用优势
一是具有较高的测量效率。一般情况下，应用GPS测量时对测点的三维定位只需要几秒钟就能获得，即便是不具有稳定的卫星信号时，测点测量任务也能在数分钟内完成。诸如根据每日对1.5个河道断面进行测量计算，至少能够提高测量工作效率不低于70%。
二是具有较高的测量精度。GPS技术在不受任何天气影响时，可为用户提供的三维定位具有较高精度。通过验证测量结果可发现，对大地高程采用GPS静态定位技术测量只有3-4ppm的误差，如果测量距离不超过20千米，能够达到厘米级的精确度。采用GPS技术测量可有效避免传统测量中存在的误差累积问题，所以，GPS可达到的测量精度较高。
三是只有较小的工作强度。采用传统测量设备测量过程中，外界因素随其具有较大的影响，尤其是地物、地形及地貌等因素，在一定程度上将使测量人员增大劳动强度。而地形、气候等因素对GPS技术没有任何限制作用，尤其是不需要相互视通等明显优势，可在短时间内实现测量面积较大及不规则的复杂区域等，进而使水利测量实际需要得到满足，测量人员明显降低劳动强度。
4.GPS在水利工程中的应用
某水电站测区处于下山头电站出口至牛毛坞镇高坎子村之间，总长4.6km。测区内地形复杂多变，道路崎岖不平，林草灌木密集且地势险峻，属于典型的三类困难测区，本次测量的主要任务是完成1.2km2的1∶1000带状地形图测绘以及61个河道大断面测绘。
4.1土石方开挖工程中断面测量
1）原始断面测量。在土方工程开工之前，首先要制定合理的测量方案，确定最合理的起始直线L1，沿直线记录高程点h，沿线的高低起伏处要增加测量点，直线起始点和结束点必须覆盖土石方工程施工工作范围。确定测量间距d，然后用GPS的直线放样功能平行于L1割断面，依次记录L2、L3……Ln直线上的高程，绘制出原始断面测量图。
2）竣工断面测量。土方工程施工完成后，利用GPS的放样功能找出原始断面测量中确定的直线L1。竣工测量标记为直线L1′，同样是沿直线记录高程点h，起伏处多测，平缓处少测，记录出L1′线上的高程点后，用GPS的直线放样功能，每间隔间距d，平行于L1′割断面，一次记录L2′、L3′……Ln’直线上的高程，绘制出竣工断面测量图。
3）土石方工程量计算。利用CAD绘制的原始断面测量图和竣工断面测量图中每一条直线的原始L1与L1′，L2与L2′……Ln与Ln′断面的面积差，记为S1、S2……Sn。计算两个断面差的平均值作为平均面积，即S1′=（S1+S2）/2，S2′=（S2+S3）/2……Sn′=（Sn+0）/2，土石方工程量V=（S1′+S2′+……Sn′）*d。
4.2施工定位放线和竣工图绘制应用
根据已知的基准点，用GPS中的求转换参数功能，建立坐标系。利用CAD软件读出设计单位所给图纸的坐标，输入GPS坐标库中，用点放样功能，进行平面坐标放样。此方法适合于水利工程中基础和挡墙施工放样定位，尤其适合现场曲线放样。
工程完工后，根据工程实际情况，用GPS的点测量功能，将完工的建筑物或构筑物的轮廓读取出来，然后导出至电脑，用CAD软件绘制出工程竣工图。此功能特别适合于输水管道工程施工。
4.3GPS基线解算精度
GPS网的评查和基线解算为GPS测量数据处理的主要部分，且只有在数据处理后方可体现整个网的测量精度和数据观测质量。边长的均值选取2km，采用Poweradj4.0软件和GPS随机工具进行基线求解、平差计算。完成GPS观测后立即将相关数据输入程序，运行解算软件进行基线处理。数据处理不仅可以检验基线是否存在粗差，而且用于同步环、异步环闭合差以及重复基线的超限程度的检验计算。闭合差的求解可以反映基线误差的大小，结合规范设计要求基线边应处于不低于1个异步环内。通过计算分析可去除存在粗差的基线，为保证计算结果的准确性应重新对误差较大的基线进行观测。在处理基线时若发现某一时段数据观测质量较差，应对其重新观测。
结束语
综上所述，在水利工程开展测量工作过程当中，通过科学应用现代测绘技术可以提高测量工作的准确性，从而充分保证施工的有效性，确保施工作业有效开展。通过应用现代测绘技术，还能够提升测绘的实时性，有效优化施工数据，确保数据的精确度，从而提升水利工程的效果，满足我国建筑行业的发展需求，促进我国水利行业的健康发展。
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