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摘要：随着科学技术的不断加快，人们对水利施工的要求也在不断提升，在进行水利工程测量的过程中，施工人员要加大对GPS技术应用的重视，水利工程定位的精准度才能得到提升。其的施工效率才能得到提高，测量工作过程中出现质量问题才能得到减少。本文就GPS技术在水利工程测量中的应用进行研究，希望能够在一定程度上提高水利工程建设的质量。
关键词：GPS技术；水利工程测量；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 GP S及其基本原理
2.1 GPS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。
2.2 GPS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GP S的应用
在平面控制测量中，类似于传统水利工程测量，GPS也能完成平面控制测量工作。传统水利测量主要采用导线测量方式，而GPS技术在平面控制测量中可采用静态和动态两种定位方式。利用内置软件处理信号，可在较短时间内获得测点坐标的准确位置，进而完成平面控制测量工作。
在高程测量工作中，传统测量针对区域性高程测量主要采用水准测量方式，而GPS测量可利用内置软件处理信号获得。在变形测量工作中，相对于传统测量方式而言，GPS技术能够实时测量，并在测量工程中对复杂参考网无需设置，所以可采用GPS技术完成观测大型水工建筑物是否发生变形。尤其是观测点在变形体上与变形区外稳定基准点之间的距离较远，或传统观测仪器在变形体上不便设置观测点时，采用GPS技术可方便观测产生的变形，甚至实现变形观测基准点的稳定性进行校核。
4 GPS高程测量在水利水电工程中的应用优势分析
4.1 开展测量方便快捷
GPS技术也被成为全球定位系统，是一种较为先进的定位技术。现阶段，这一技术在各个领域中的应用也越来越广泛。将其应用于水利水电工程测量当中，能够起到良好的效果。在水利水电工程当中积极的应用GPS高程测量，能够有效提升测量效率，通过在四等水准精度点上建立基站，以此来提升工作人员的测量效率。
4.2 测量精确性较高
GPS高程测量作为一项先进的定位技术，将其应用于水利水电工程测量工作当中，即使在较为恶劣的天气环境之下进行测量，也能够充分确保测量精度。与此同时，GPS高程测量在完成测量之后，还能够自行的统计测量结果，进而更加准确的反映测量结果[1]。由此我们不难看出，将这一技术应用于水利水电工程测量当中，能够达到更高的测量精度，这对于水利水电工程的发展来说是极为有利的。
4.3 能够降低测量的成本
在过去的一段时间里，我们所使用的传统测量技术，往往会消耗掉大量的人力、物力以及财力。我们都知道，在实际测量的过程当中，由于地形非常复杂，在加上受到天气方面的影响，也就出现了这一现象。但是，我们将GPS高程测量应用于水利水电工程当中，能够在很大程度上降低来自地形以及天气等因素的影响，进而在有效缩短测量时间的同时，降低测量成本，促进水利水电工程测量工作经济效益的提升。
5 GPS技术在水利工程测量中的应用特点
在水利工程中，保证工程的建设效率十分重要，但由于所在区域不同而使施工难度较大，在对施工过程进行管理时也较为困难。
而利用GPS系统不仅能为工程的建设提供更为精准的数据，也能为运行过程中水利工程建筑的数据变化实时监测提供可能。
5.1 平面控制测量
传统测量技术下的导线测量在GPS系统的应用下完全被摒弃，根据工程的实际情况可以选择合适的技术用于动态定位技术控制网测量，从而实现点位的快速确定。高精度是其应用的主要特征，GPS系统在50km范围内应用时得出的数据精度较高。
5.2 放样测量
采取RTK进行放样测量需要首先确定放样点坐标，并将所得参数进行转化后将其导入GPS流动站中，随后进行施工放样操作，偏差基本可以控制在5cm以下。放样需根据中心线弯道元素编制中心线文件，随后将其坐标统一输入GPS系统的流动站接收机，根据所得桩号与中心线的各项数据最终确定放样点。
5.3 航空摄影测量外业像控
围绕水利工程进行测试的测量区域通常具有条带狭长特性，测量区域的林木茂密使得通视条件极差，针对这一区域进行的像控点布设需要具备分散特征，这就使不同像控点之间的距离较远。而应用传统控制测量方式不仅需要耗费大量的精力与时间，其质量与数据准确度也无法保证。在这种情况下利用GPS技术则能较好地解决这一问题，短时间测量的应用优势使其能够快速完成外业像控点采集。
5.4 高程测量
将测量资料与水准测量资料相结合的方式，使得区域性大地水准面高程的确定变得十分简单，而想要应用这种方式进行测量则要求对应观测点应具有足够的水准测量资料，且需要各部分密度适当、分布均匀。具有高精度特性的GPS定位技术能够快速确定大地高程差，并根据已经建立的大地水准面的数学模型找出其中存在的异常差值。
6 水利水电工程在GPS技术下的测量应用分析
6.1 控制网设计
控制网设计是GPS技术的典型功能。在应用GPS技术设计控制网时，误差减少使得对应的图形精度提升。测图环节需遵循整体至局部的测绘原则，围绕控制网进行完善的设计极为重要，涵盖的基本图形包括三角形网与环形网。其中三角形网具有分布均匀的特性，结构条件良好且具有较高的稳定性。同时，自检能力的加入也使其在发现测量缺陷或是测量错误的情况下，能够及时发现其中的问题，从而保证控制网的建设可行性与应用可靠性。但需要注意的是，三角形网的不足之处也较为明显。由于施工量较大使其对于测量中接收机的数量有一定要求，以避免影响测量时间。而环形网机构虽然综合来看与三角形网有一定差距，但由于结构独立闭合环的构成特性使得其安全性较高，关键问题是这一结构相邻点位之间的基线无法保证其准确度，进而可能影响施工数据的最终确定。
6.2 控制网类型选择与高程控制
控制网的类型通常需要根据实际情况进行选择。例如地势开阔或是大型水利工程，所应用的控制网类型一般为三角网，这样可以确保工程数据的精度满足要求。但由于不同工程之间的地形地貌有所差距，若属于丘陵山区则在地形环境的条件限制下建议应用环形网，这样既能提高工作效率，相较于其他控制网类型来说其施工成本也较低。
高程控制是水位线确定与推算的前提条件，不仅影响数据计算量，还影响水利工程造价预算，决定整体工程的稳定性与安全性。处于高山河谷地带的水利工程的位置特征使得其地形条件极为复杂，不仅坡度较陡，恶劣的环境也给高程测量工作带来了较大难度。目前，高程测量普遍采用三角形高程测量方式，但耗时较长且需要定位的数据点较多，工作量较大。而在GPS技术的协助下，在提高平面精度的同时，还能显著提高数据测量的精度。部分水利工程建设在居民区上游，一旦出现质量问题将会给人民
的生命财产带来极大的威胁，因此对其进行变形监测极为重要。利用GPS技术能够按照设计图纸要求将接收机固定在点位上，随后进行数据采集处理以降低变形现象的发生风险。
7结语
综上所述，水利工程在进行测量的过程中经常会应用到GPS技术，其的应用前景非常广泛，其能够有效提高水利工程测量定位的精准度，水利工程的功能性才能得到有效的提升。现在我国水利工程在进行测量的过程中，仍旧存在利用率非常低的问题，测量人员在进行测量的过程中，经常会出现由于操作原因导致测量数据不准确的情况，这种情况严重制约了我国水利工程的发展，因此施工单位要保证测量工作人员的专业素质能够达到相关规定的要求。
参考文献：
[1]张志峰.GPS技术在水利工程测量中的应用[J].科学中国人，2016（36）.
[2]李雅宁，刘利.浅析GPSRTK技术在水利工程测量中的应用[J].四川水泥，2017（3）.