浅谈GPS技术在水利测量工程中的应用朱文勋--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

浅谈GPS技术在水利测量工程中的应用朱文勋

发表时间：2020/11/26 来源：《基层建设》2020年第22期作者：朱文勋

[导读] 摘要：文章研究分析水利测量工程中GPS的应用，先对其具体特点进行分析，再对测量的具体方法进行研究。

        广东华隧建设集团股份有限公司
        摘要：文章研究分析水利测量工程中GPS的应用，先对其具体特点进行分析，再对测量的具体方法进行研究。对水利测量工程中GPS的具体应用展开分析，包括外业测量、布网、基站建设和高程测量等内容，最后，分析相关强化措施，通过控制误差、强化培训、提高数据处理能力，全面推动水利测量工程的价值，实现水利工程的作用体现。
        关键词：GPS技术；水利工程测量；应用
        一、GPS测量技术的特点
        1.定位精度较高
        通常红外仪标称精度达5mm+5ppm，而双频GPS接收机的基线解精度达5mm+1ppm，可见二者测量精度相同，GPS的测量精度明显高于普通常规测量。实践表明，测量50km以内距离时，其基线上相对定位精度达10－6，而1000km以上时基线上其相对定位精度10－8，在300－1500m进行GPS精密定位，观测解算1h后，平面位置误差±1mm，基线边长越长，定位精度越高。
        2.测量用时较短
        采用GPS进行水利工程测量，小于20km相对静态定位需15－20min，进行快速静态相对定位时，运用动态相对定位时，先观测1－2min，之后可随时定位，且每站观测仅需几秒钟；基站和流动站距离小于15km时，在流动站仅需1－2min观测。可见，GPS在水利工程中应用，其测量速度快且监控无间隔，测量人员可及时对险情进行掌握，以便及时采取有效的应对措施。
        3.测站间无需通视
        在水利工程测量中，有些大型河流，测量站点通常很多，采用传统测量技术就会遇到通视的问题，因测量站点距离较远，不利于测量人员交流和沟通，采用GPD系统后，通过建立站点间信号发射装置，站点间可有效地进行数据交换，使得测站间实现相互通视，测量人员也可更加灵活方便的选择测量站点。为防止GPS卫星接收信号收到干扰，要尽量使测站处于上空开阔的位置［1］。
        4.操作简单
        GPS测量的自动化程度很高，卫星捕获、跟踪观测等都是GPS测量仪自动进行的，GPS测量受外界环境影响因素小，进行大地测量，目前GPS水准测量精度满足四等水准要求，可测量平面和高程，且看精准对测站点的三维坐标进行精确标识。当前GPS接收机趋于小型化，操作也趋于简单便捷化，测量人员仅需把天线整平、对中，测量天线高，开机即能进行自动观测，采用数据处理软件，即可得到观测站的三维坐标。
        二、GPS在水利测量工程施工中的重点
        1.外业测量
        水利工程中外业测量是比较困难，但GPS技术应用在水利工程中，可进行控制网测量和部分碎部测量。所谓ＲTK，是指GPS静态定位、快速静态定位和实时动态定位技术。在测量时，首先要准确选点，确定导航基站的架设位置，进行无线安置和开机观测，进行无线安置时，先进行正常点安置，在平台上将天线固定，使标志中心与天线在同一方向，同时还要确保天线基座内的气泡平整，注意及时对进行基座加固，并对设备做好防潮防雨。
        2.布网及放样
        采用GPS进行测量点的全过程监控测量，通常GPS布网包括边连式和点连式2种。边连式布网中，设立导航基站时，在三角形核心位置设置测控点。点连式布网中，建立测量控制系统时，在河道附近设立基站。在水利工程测量中放样方式有2种，包括ＲTK点放样与线路放样。运用ＲTK点放样时，把静态网中的坐标和放样点坐标的相关转换参数同时传入GPS流动站内，开进行实地放样时，要依据所放点标识进行，精度5cm内；进行线路放样时，需制定线路中心线文件，编制依据线路中心线的弯道元素，并将坐标转换相关参数和该测量文件传入GPS流动站中，在现场根据桩号及放样点和中心线的关系开展现场放样。
        3.航空摄影测量外业像控点采集
        水利工程测绘中，像控点通常呈分散布设，且各点间距较长，使用传统测量手段，测量进度缓慢，而且精度也不高，耗费很大的人力财力。但使用GPS测量技术，可以在很短时间内准确采集外业像控点。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        4.高程测量
        进行区域性大地水准面高程测量时，通常结合水准测量资料和GPS测量资料，且在进行GPS观测点测量前，需要具有水准测量资料，测量时要保证测量点密度合理，且分布均匀。水利工程高程测量中，采用GPS系统可准确进行高程测量，即便在恶劣环境地区，也可及时准确测得水准测量信息，借助大地水准数学模型，内插法可得出高程异常或异常差，从而确定待测点的正常高程。
        三、GPS技术在水利测量工程应用存在的问题
        1.GPS技术在测量中存在误差
        GPS技术的的应用极大提高了测量精度，可是对于水利工程测量过程中存在一定误差，这主要源于不少水利工程所需要测量的地方位于高山峡谷或者密林深处，这些障碍物都可能会影响卫星信号，一旦卫星信号被遮挡，就会出现一定的测量误差。一些误差还来源于选择的数学模型，水利工程情况复杂，选择的数学模型可能并不合适，从而导致后续计算时出现偏差。
        2.操作人员操作水平不高
        尽管GPS测量技术操作简单，可是它毕竟属于高科技工具，依然需要操作人员具备相关知识及操作技能，尤其是需要选择相关参数方面及设备出现异常时。可是当前水利工程实地测量人员多数没有接触过GPS技术，其操作技能欠缺，相关知识更是匮乏。GPS测量所需要设备多数是高科技产品，需要精心爱护和保养，可是水利工程测量野外施工过程中，相关维护保养工作并不到位。
        3.应用范围还不高
        当前，水利工程测量工具还是以电子全站仪和电子水准仪为主，而且这些设备应用娴熟，基本可以满足测量需要，因此，尽管GPS测量技术较为先进，可是毕竟被应用不就，其应用范围并不广泛，应用的空间还有待进一步拓展。
        四、提高GPS技术在水利测量工程应用的措施
        1.减少GPS测量的误差
        水利工程测量对于水利工程后续设计和建设具有重要影响，其测量精准度与水利工程安全有直接联系，如果误差过大，会给水利工程埋下安全隐患，甚至可能导致不可预料的损失。减少GPS测量的误差主要依靠如下措施：在进行GPS测量时，严格遵循操作规范，选择合适的测量点，规避地形的影响因素；而在选择数学模型时，更需要遵循相关地形地貌，选择更加合适模型。
        2.提高GPS测量技术人员素质
        GPS测量技术人员素质是技术应用的基础，针对当前情况，应该加强培训提高GPS测量技术人员素质，主要从下面几个方面进行：培训GPS技术原理、测量方法的工作内容、所用设备的工作原理；培训GPS测量操作规范，确保技术人员熟悉操作过程及注意事项，培训过程中详细讲解GPS测量过程中问题的解决方法，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。
        3.加强宣传及研发扩大GPS测量的应用范围
        GPS技术是较为先进的测量技术也是未来测量技术发展趋势，当前应该积极宣传GPS技术的优势，扩大工程人员对GPS技术的认可程度；应该继续加大投入开发研究GPS测量所需的设备及相关软件，将相关设备及软件向操作更方便、应用范围更广、性价比更高方向推进，扩大GPS测量应用的设备基础。
        结语
        GPS技术是一种较为常见的技术，在日常工作中，具有良好的应用价值，可以满足水利测量的基本需求，且在具体的应用中，特点鲜明，拥有精准、高效和可靠等特点，对提升水利测量的精度和可靠性具有积极的意义。
        参考文献：
        [1]董鹏超，王珊.水利测量中实时网络RTK测量坐标系统转换研究[J].江西建材，2019（09）：77-78.
        [2]霍维.GPS技术在临潼段石川河防洪工程测量中的应用[J].地下水，2016，38（05）：164-165.
        [3]高年.水利测量工程中GPS的应用[J].住宅与房地产，2016（18）：259.
        [4]饶锦兴.GPS配合三角高程测量在水利水电工程中的应用[J].中国水利，2012（22）：38-39.