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GPS技术在水利控制测量中的应用单鹏

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第9期作者：单鹏

[导读] 摘要：GPS可以提供全球定位系统，拥有测量导航卫星的站点、定时和范围功能，除此之外还包括它全天所有时间都在工作、高速准确、抗干扰和许多其他功能，给用户提供准确的三维坐标、时辰、速率，GPS技术已被广泛应用于当前的生产和生活中，在这些测量工程中，GPS技术还可以快速提供准确的测量信息。

        巴州水利水电勘测设计院新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州库尔勒市 841000
        摘要：GPS可以提供全球定位系统，拥有测量导航卫星的站点、定时和范围功能，除此之外还包括它全天所有时间都在工作、高速准确、抗干扰和许多其他功能，给用户提供准确的三维坐标、时辰、速率，GPS技术已被广泛应用于当前的生产和生活中，在这些测量工程中，GPS技术还可以快速提供准确的测量信息。本文对GPS技术在水利控制测量中的应用进行探讨。
        关键词：GPS技术；水利测量；应用
        1 概述
        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。
        2 GPS测量工作原理及其技术特点
        2.1 GPS测量工作原理
        GPS是一种全球定位系统，如今常用于人类社会的生产和生活中。高精度卫星定位技术是通过利用卫星和接收机的双向通信来确定接收机的位置，可以实现全球范围内实时为用户提供准确的位置坐标及相关的属性特征，我们对所收到的导航信号进行仔细讨论和研究，在详细的计算和分析之后通过适当的数学模型进行分析，初步确定适当的接收者位置并最终获得准确的位置信息。
        2.2 测量效率高
        对于GPS测量，距离小于20千米的相对静态定位时间小于20分钟，如果是测量流态的位置，则观察时间不超过2分钟，然后它可以很快的表达自己的位置，如果基站和流动站之间的距离小于15千米，则测量速度更高，与传统的测量性能相比，GPS测量速度快，可以完全进行持续测量，高水准测量效率在掌握有难度的项目中起着重要作用，可以帮助测量人员快速采取行动。
        2.3 简化测量流程
        有许多主要河流因其地形弯曲等原因阻止了工作的正常进行，从而使所得到的成果有误差，不够精确，在传统的工作上，可能存在通信问题，使技术员之间不能在有效的时间内产生高效的交流，这可能导致服务监督者不能理解该情况。然而，GPS技术可以将数据发送到固定地方，以便可以使用通信服务，用户可以轻松选择要标记的网站，不仅更改了以往的工作方法，还可以提供更多有用的功能，帮助用户在短时间内获得所需的消息，阻止了对其没有利的信息，减少最终成果的误差，而且GPS技术有一个重要的好处，能够快速的得到测量结果，可以说远远超越了传统技术，GPS可以处理自动包裹并提高用户效率。
        3 在水利测量工程中GPS测量方法
        3.1 静态测量
        在该测量模式中，在每个客户站中观察GPS接收器，在观察过程中，记录同一时间所观察到的信息，对其进行计算并获得客户站三维调整。在此模式下操作时，客户站接收器的准确度可达1至2厘米，并且在跟踪GPS卫星时没有必要对其采取连续跟踪。
        3.2 动态测量
        RTK操作：是在固定位置提供基站，基站会为员工提供有GPS接收器，使员工对现场做到实时检测，以便工作人员能在短时间内快速的了解到现场的状况，而这种情况可以经过使用GPS技术从而进行监控和传递，该信息被工作中的员工收集，对其进行处理从而得到工作站的三维坐标信息，能够提高测量数据的精度。

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        4 GPS技术在水利工程基础测量中的实际应用
        对与水有关的项目进行基本测量的目的是确保整个项目的整体可靠性和质量较高，是该项目很好完成的保障，为了提高水利测量的准确性，则要采取GPS测量技术，在测量过程中，刚开始要做好选择测量技术的工作，考虑到该项目的作业环境一般比较困难，所以使用传统的地质测量技术不仅不能很好的完成该项目，而且准确性差，该项目在周围很大的空间内都可以进行作业，一般能达到几千平方米，为了保证测量的可靠性和测量速度，一般都会采用GPS测量装置，因为GPS测量装置可以满足精度高，距离长和范围广的要求。
        4.1 测量内容以及控制网的布设
        测量的主要是滑坡体，其测定内容是滑坡和地表水的位移、建筑物在测量范围内的沉降次数等，并接收地面的垂直运动位移的数据。在沉降测量过程中，您可以先使用水准仪进行观察。根据网络的需要，结合滑坡区域的现场条件，我们使用适当的控制网络。在接收到一致的观测数据后，使用自由网络进行调整每个数据，并且必须与实时参考点进行比较，以观察它是否在测量精度内。为了获得正确的滑坡和表面上大量GPS点的实际位移数据，在该特定时间获得的计算结果必须满足误差设计的精度要求。
        4.2 GPS测量特点
        在测量水利工程的土体滑动和坍塌的过程中，由于滑坡和地面坍塌，很容易对某些测量点造成损坏，而使用GPS测量技术时，则会有以下特点：第一，观测点之间无需通视，选点方便；第二，观测不受气候条件限制，可进行全天候监测；第三，可同时进行平面位移与垂直位移监测等，因此不容易造成测量点的损坏，从而可以获得可靠的测量数据。
        4.3 平面控制网测设
        平面控制网测设的要求是应因地制宜，既要从当前出发，又要适当的考虑发展，在完成项目时，工作人员要根据项目当前状态的距离进行现场处理，使用加密的控制网，还可采用插网、线形网或插点等形式，进行现场作业，所以如果选择的测量点有误，卫星信号的接收可能会受到影响，从而导致不准确的测量结果，并且反应到网络控制平面，工作人员必须在工作中采取一些措施，使工作可以顺利进行，从而提高效率。
        4.4 GPS测量数据处理
        获得测量数据后，则需要使用专业的GPS数据软件计算基线，为确保需要下载已处理的数据，那么必须确保：第一，我们建议在WGS-84系统上执行计算以优化不合格的标准，因此，异步循环使用的标准模型必须保证后续归一化；第二，计算过程应使用广播星历来处理实时数据；第三，同一时段观测值的数据剔除率，其值宜小于10%。
        5 GPS的发展趋势
        5.1工作态度严谨，偶然误差尽可能减少
        各种测量技术在应用过程中都难免存在一些偶然误差，但可采取一定措施尽可能减小偶然误差。为获得质量较高的测量数据，一定要在工作中采取严谨的态度，使工作责任心不断提高，将偶然误差尽可能减少，从而使测量准确性不断提高。
        5.2在水利测量中加大GPS的应用推广力度
        虽然在水利测量工作中GPS具有效率高、精度高、成本低、无需相互视通等明显优势，在水利测量工作中今后应进一步加强对GPS的宣传力度，使GPS在水利测量中不断扩大应用范围。
        5.3对测量技术人员加强培训，使其测量技能进一步提高
        只有将GPS测量的基本操作技能深入掌握，才能开展水利测量工作中充分利用GPS的优势，要求有关技术人员应加强个人在相关专业知识方面的学习，进而提高相关业务素质。一是提高操作速度，在上岗前要求操作人员应加强练习，直至符合工作岗位的实际要求方可上岗工作。二是操作应认真准确，尽可能减少各种失误。基于操作速度，提高对操作员操作质量的重视程度，避免由于人为原因造成测量工作中出现错误，进而使工程产生更严重的失误。三是扩大知识面，在发生一些小问题时，应总结分析积累经验，避免对技术人员的依赖性，从而造成测量速度降低的情况。
        结束语
        水利测量主要包括RTK载波相位差分技术，工作人员使用RTK技术时，则需要发送所测数据到GPS流动站，由于相关参数被发送到GPS流动站，因此需要在进行测量并保证测量结果的质量。它广泛用于工程和节水措施，但是，可以提高测量结果的准确性，也提高了工程质量。
        参考文献
        [1]莫家玉.GPS-RTK技术及其在水利工程测量中的应用问题研究[J].科技视界，2015（01）：154+210.
        [2]张萍.试论水利测量工程中GPS的应用[J].黑龙江水利科技，2014，42（04）：168-169.