GPS 技术在水利工程中的应用的论文
时间：2021-08-31社会发展对水利工程的测量行业要求越来越高，通过先进方法、工艺水平的引入，已经实现测量行业的现代化发展。随着 GPS 技术的应用范围扩大，其在水利工程中的发展取得了显着成绩，优势体现在成本低、效率高、精度好，同时还具有抗干扰效果好、隐私保密好等特点。
GPS 技术分为外业监测、内业处理两大模块，其中外业监测是主要数据来源，也是测量工程的基础环节，加强野外监测作业的质量管理，对于整体数据测量具有深远影响。
1、GPS 技术在水利工程中的应用概述及特点分析
1． 1、应用概述
水利工程的测量环节对整体工程来说是基础中关键步骤，为此，人们采用更为有效精确的测量技术进行操作，即 GPS 技术。GPS 的优势特点促进了其在水利工程的长远发展。作为一种无线式导航系统，GPS的工作原理在于卫星传播数据进行工作处理。国民经济飞速发展的今天，水利测量行业的难度随之提高，促进了 GPS 技术在该领域的开展落实。
根据现阶段测量状况，GPS 技术在水利工程中的应用分析如下: 通过使用 GPS 静态法来建立一个立足于总工程的整体控制测量体系; 在水利工程的施工阶段应当以闸门、渠道以及堤坝这三项工程为核心建立起一套完备的施工控制系统。另一方面，ＲTK 技术为更高层次的手段，能够充分实现动态定位的目的，是测量行业中的新型科技技术，能够一定程度上促进 GPS 技术在水利测量行业的具有强劲优势。
1． 2、特点分析
GPS 测量技术的特点分析如下: 精度准确、测量时间短，同时能够实现三维坐标的提供，操作简便，具有人性化特点，另一方面，GPS 能够实现三维坐标的提供，便于用户进行实际应用分析，具有良好的续航能力，可不间断作业，同时具有多种便捷功能。正是由于 GPS 技术的诸多优势促进了其发展，保证了其在水利工程测量行业中的主体地位。
GPS 技术的精度高，具体表现在它在 300 － 1500m 范围内进行定位操作处理中，连续监测时间 1h 以后，地面累计误差仍控制在 1mm 以内。此外，测站的出现加强了各个监测点之间的联系，保证信号的处理接收受到的干扰较小，外界影响降低。再者，GPS 技术的多功能性，体现在测速、测时两方面，同时，具有其他测量技术所缺失的优势，就是自动化程度较高，正是由于这种自动化程度的优势，促进了 GPS 技术在测量操作中的便捷性。正是由于 GPS 技术的诸多优点，奠定了其长远发展中的核心地位。
2、GPS 技术在水利测量业的应用
2． 1、GPS 外业测量
GPS 的外业测量工作中，关键步骤是选点控制，点的定位对于测量结果来说具有关键性的影响，需要充分注重准备工作的细化处理，保证前期收集信息、勘察结果等准确无误，加强标架、标型的观察分析。GPS观测操作，一般需要注重无线安置、开机观测的细节处理，因为 GPS 技术中上述两步与传统常规测量不同。无线安置过程中，需要在对应点位操作，保证天线架设在三角支座端，根据标志中心进行对正处理，保证天线的基座水准满足持平要求，气候条件较为恶劣的状况下，需要将无线进行固定处理。
2．2、GPS 布网工作、GPS 的布网工作中，线路测量、带状工程测量需要借助点连式或者边连式进行处理，保证其形成连续发展的三角锁同步结构，如引水工程。另外，对于工程枢纽地区的施工控制网和变形监测网，通常则采用边连式或网连式布设，以增强网形的几何强度，提高 GPS 控制网的可靠性和数据精度。
2． 3、实时动态测量
ＲTK 工作基本方式可以表述为: 在某一已知点上设立基准站并安置一台 GPS 接收机，对所有的可见卫星进行现场测，采用无线电传送设备，将观测到的数据和测站信息通过数据链传送到流动站。流动站在接收 GPS 卫星信号的同时，通过无线电接收设备接收基准站传输的数据，依据相对定位的基本原理，基准站及流动站将该数据与本身观测到的数据进行差分解算，从而得到两观测站之间的相对位置，解算出流动站所在位置的三维坐标并实时存储和输出。
3、GPS 在水利工程中应用的特点分析
3． 1、平面控制测量
GPS 技术充分实现了规避常规导线测量的弊端，根据实际项目需要，进行 GPS 静态定位、快速定位和动态定位技术。观测时间较短，如20km 范围之内的静态定位中，测量时间仅为 15 － 20min，借助 ＲTK 测量过程中，当流动站、基准站的距离间隔为 15km 之内的前提下，观测时间为几秒钟。
3． 2、放样测量
水利工程测量行业中，借助 ＲTK 技术进行点放样、线路放样操作中，首先需要将点坐标、静态网坐标进行对应三维坐标转换，将数据传输到 GPS 流动站中，根据实际标识进行测量操作，一般放样操作的控制精度可以保证在 50mm 范围之内。另一方面，线路放样中，需要根据室内线路的特点进行对应中心线编制，将对应文件参数传至 CPS 接收系统内，即流动站接收机中，根据实地桩号、放样点与中心线的关系合理规划后，进行现场放样操作。
3． 3、航空摄影测量外业相控
水利工程中，由于一般具有测量区域地理环境复杂、线路狭长，经常覆盖树木等遮盖物，且控点的'布设一般零星分散，间距较大，增加了测量的难度。传统测量方法测量无法保证准确度、测量时间，且操作困难。通过 GPS 技术测量可以充分解决上述诸多弊端，能够在短时间内进行外业相控点的采集操作。
3． 4、高程测量
GPS 测量中需要结合水准测量，保证区域性大地水准面的高程。该方法对 GPS 观察点的要求如下: 水准测量信息详细、密度分布合适、分布均匀。利用高精度 GPS 定位技术精密确定观测点的大地高程差，并根据建立的适当大地水准面数学模型，内插出计算点的高程异常或异常差，从而得出特定点的正常高。经过实践证明，采用静态定位方法测出的大地高差误差 Δh/D 可达到 3 ～ 4ppm，当距离小于 20km 时，可达到厘米级精度; 引入高级水准点，进行高程转换后，可以完全代替四等水准。
4、结语
水利工程测量体系中，GPS 技术取得了良好的测量效果，降低了操作难度，充分提高了测量精度，是未来长期发展的主要测量手段，充分促进了经济效益和竞争实力的提高。科技进步的新形势下，GPS 新型卫星发射技术逐步提升，国内自主研制的卫星“北斗”已经成功发射入轨，为动态用户的测量提供了更为精确可靠的保证。可以预见在未来很长一段时间内，GPS 技术仍将作为主要测量手段得到发展，并且会逐渐深入到更多的领域中发挥巨大作用。
参考文献
［1］王耀华，尚学勇． GPS 在水利工程测量中的运用探讨［J］． 河南建材，2011( 5) : 137，140．
［2］李柏章． GPS 系统在水利工程测量中的应用［J］． 水利科技与经济，2013，19( 5) : 119 － 120．
［3］王兴民． GPS 技术在水利工程测量中的应用［J］． 中国水运，2014，14( 3) :245 － 246．
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