王贺明
河北省水利工程局第五工程处 河北 石家庄 050000
【摘 要】在水利工程应用中，需要经过科学的测量，然后再进行相应的工程选址和设计，进行工艺对比等一系列工作。在施工过程中，需要对水工建筑进行放样测量，保证工程的质量。要水利工程的高精度测量，就要用到GPS 技术进行高精度测量，这种技术目前比较成熟，在水利工程的应用上，发挥着很大作用。
【关键词】GPS技术；水利工程；控制测量
实施水利工程测量工作时，应使用更为先进的测量设备与方式，再加之社会生产力的不断发展，必须不断提高生产力，以促进我国生产与生活工作的科学性发展。为不断提高水利工程测量质量，应充分利用好GPS技术，且该种技术具有高精度、高效率、低成本等多种优势，进而受到用户的广泛欢迎。借助GPS技术，定位更为精准，可获取厘米级的定位点，特别是RTK能在短暂的几秒中即可获取高精度的定位数据信息，此种技术在整个水利工程测量之中的应用效果是很理想的。
1 GPS技术的主要概念
GPS技術本身有着非常高的应用率，不论在日常生活之中还是在国家大规模科技研发项目之中，GPS技术都是其中十分重要的一项技术形式。究其原因主要是GPS技术可以在一整天之内持续展开定位工作，同时有着很高的精确性以及工作效率。正是这一原因，GPS技术也被用在矿山测量工作之中。而伴随GPS技术的进步，对于工作人员自身的综合素养也有了更高的要求。测量团队的工作人员必须具备较强的基础素养，同时工作效率也要足够高，从而可以确保GPS技术本身的作用可以全部发挥出来，进而确保测量工作顺利进行。2GPS技术的具体构成一般来说，GPS技术主要可以分成三个不同的部分，分别是GPS卫星星座、地面监控系统以及GPS信号接收机。GPS主要通过互联网的方式进行定位，以此为基础创设网络。而对于GPS网络而言，其又能分成两个部分，分别是外业作业和内业作业。外业作业主要是在野外区域进行操作，同时也能完成测量方面的工作。而内业工作主要是技术方面的工作以及信息的交流，二者在本质层面存在非常大的差异。
2GPS工作原理
GPS系统属于全球定位技术，该技术已日趋成熟，逐渐运用于工业、军事、矿产、建筑等各个领域，目前已获得较为明显的成果。该技术具有高精度与高效率的优点，对于传统工程测量，通常需布置控制网，实施桩位放样，大多使用全站仪、测距仪等仪器。而GPS系统完全不考虑气候因素，不受地形环境影响，确保工程测量能够高精度与高效率。主要由六个方面表现：
首先，动态分析桩位放样，桩位精确度误差可控制于厘米级。
其次，构建放样平台。利用GPS技术，可构建放样平台，在施工平台中设置钢管桩放样，有利于减少外业测量时间。
第三，偏心检查。为确保精确度，可实现一物两用，利用桩位偏心检查技术，使工程测量效率显著提升。使用GPS技术需注意，部分测量数据不能够直接获取，必须与其它测绘仪器相结合，方可顺利完成工程测绘。
第四，GPS与传统测绘技术可有效结合，实现测量定点与定时，现阶段，通常采用静态定位技术与快速的静态定位技术。若采用静态定位，需确保观测时，不改变接收机的位置，因为计算过程，接收机位置与时间无关，主要在工程顶线、基础测量等高精度测量中使用。另外，因静态定位的观测时间一般较长，若无特殊精度需求，在工程测量中不建议使用该技术。由于观测时间长，进而研发了快速静态定位技术，该技术利用载波香味，观测值可控制于毫米级，通过几个历元观测，可达到厘米级定位需求。
第五，GPS信号。GPS卫星发射两种频率的载波信号，即频率为1575.42MHz的L1载波和频率为1227.60HMz的L2载波，它们的频率分别是基本频10.23MHz的154倍和120倍，它们的波长分别为19.03cm和24.42cm。
在L1和L2上又分别调制着多种信号，
第六，静态定位。所谓静态定位，就是在进行GPS定位时，认为接收机的天线在整个观测过程中的位置是保持不变的。也就是说，在数据处理时，将接收机天线的位置作为一个不随时间的改变而改变的量。在测量中，静态定位一般用于高精度的测量定位，其具体观测模式多台接收机在不同的测站上进行静止同步观测，时间由几分钟、几小时甚至数十小时不等。
3在水利测量工程中GPS测量方法
静态测量模式中，是在每一个用户站的GPS接收机处于停止时，进行观测。能够在观测时同步接收到观测的数据，实时计算同时可以看到用户三维的坐标。在使用静态测量模式作业时，接收机可以在不必要保持对GPS卫星连续的跟踪，也能确保其定位的精准度，定位的精度可达到1～2cm。使用动态测量模式，需要在某一起始点上进行停止观测，然后再进行初始化的工作。运动的接收机按预定的采样时间间隔自动进行观测，并连同基准站的同步观测数据，实时确定采样点的空间位置[2]。
4GPS技术在水利测量工程应用存在的问题及措施
4.1 GPS技术在水利测量工程应用存在的问题
（1）GPS技术在实际测量中存在的误差。虽然现在GPS技术的使用能够有效地提高传统的测量精度，然而在对于水利工程测量中也容易出现一定的误差，主要是由于部分水利工程的测量方位，在高山峡谷或密林的深处，障碍因素较多而影响卫星信号，一旦出现信号被遮挡的情况，在测量时就容易产生误差。还有部分误差来自于选择出数学的模型，由于大部分的水利工程，地理环境较为复杂，而选择的数学模型不能完全合适于较为复杂的地理情况，因此造成后续计算出现不必要的偏差。
（2）操作人员的操作水平明显不足。虽然现在的GPS测量技术的操作相对简单，但仍属于高科技的工具，操作起来需要具备一定相关专业的知识和操作技能，尤其是在相关数据以及设备方面出现异常时，则需要专业的人员进行操作。而现在我国部分水利工程的实地测量人员，处于刚接触GPS技术，在操作技能上欠缺，同样欠缺相应的专业知识，因此整体的操作水平不高。
4.2 提高GPS技术在水利测量工程应用效果的措施
（1）减少GPS测量的误差。水利工程中测量环节对整个工程的后续建设有着极为重要的影响，因此其勘测精准度直接关系到水利工程的安全，一旦误差过大，就会埋下重大的安全隐患，导致不可预估的损失。因此还要减少GPS测量的误差 ，严格按照规定标准进行操作，减少外界因素对测量的影响，选择数学模型时因地制宜选择更加适宜的模型。
（2）提高GPS测量技术人员素质。GPS测量中必不可少的是相关专业的技术测量人员，因此需要加强对专业测量技术人员的素质提高，增强对GPS技术原理、测量方法的工作内容、所用设备的工作原理，规范操作标准，熟悉操作流程以及影响事项，同时详细讲解在测量中可能遇到的问题，以及解決的方法，提高技术人员的应对能力。同时还要培养技术人员的专业素养，提高工作效率[3]。
5 结束语
虽然现在水利测量工程中应用GPS卫星定位技术，不但能够有效减少工作强度，同时还提高了企业的经济效益，省下了水利工程行业的竞争力。而且随着科技不断发展GPS技术将会不断完善，并提供出更加精准的实时定位，因此其技术领域也将更加广泛，而且未来的发展趋势也是面向高科技化发展，这也是时代发展的需要。
参考文献
[1] 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.
[2] 孙平.GPS-RTK在水利工程施工测量中的应用[J]科技创新导报，2015，12（02）：65.
[3] 陆晓.GPS-RTK技术在水利工程测.量中的应用[J]企业导报，2011，（11）：276.