張志峰

沈陽市勘察測繪研究院

GPS技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用

張志峰

沈陽市勘察測繪研究院

由于GPS的精準(zhǔn)定位，越來越廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域，水利工程也不例外，以往的測量方法逐漸被淘汰，進(jìn)而使用這個最先進(jìn)的技術(shù)。整篇文章以GPS的優(yōu)勢作用來作為探測手段，還在其他的應(yīng)用上作了淺要介紹。

GPS；水利；測量

1.GPS在水利工程測量中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 可以實時動態(tài)更新測量數(shù)據(jù)

GPS在實時信息的處理上有高效的運(yùn)作速度，并借助電磁波將自身的信息發(fā)送給最近的基站。而基站中的計算機(jī)快速處理并反饋給機(jī)主設(shè)備，這就節(jié)約了高頻率次數(shù)的測量，不得不說，現(xiàn)有的水利測量中，GPS的應(yīng)用，提供了一個高效的平臺。

1.2 對通視條件要求不高

對水利測量工作者來說，測量的時候，必須有很好的視距范圍，一旦出現(xiàn)障礙物，這就使得測量出現(xiàn)很大的麻煩，特別是那些山地地區(qū)的水利測量，就因為沒有良好的視距，而不得不增加一個轉(zhuǎn)折點?？墒?，采用GPS以后，幾乎就不存在視距的影響，只需要簡單的輸入兩地的地點坐標(biāo)，就可以精準(zhǔn)的得到兩地之間的距離，這也是GPS被各個領(lǐng)域應(yīng)用的原因，不僅提高了精準(zhǔn)的測量值，還大大減少了不必要的工作時間。

1.3 實用于變形測量和自動測量

在一些大的水利工程上采用GPS測量可謂是，如虎添翼。由于傳統(tǒng)的測量就是，在測量點設(shè)置專門的測量人員，并且在時間上都有規(guī)定，每天都要重復(fù)同樣的工作，這樣的工作確實很乏味，長此以往，即使出現(xiàn)了一些微小的測量變化，也會被忽略掉，更多的情況下都是人為疏忽造成的。而GPS的使用，不僅彌補(bǔ)了這個短板，還為水利監(jiān)測的增添了新的工作方式，省時省力。設(shè)置好參數(shù)后，自動采集發(fā)送到觀測端，大大增添了工作效率。

2.GPS定位的誤差來源與消除方法

在GPS測量技術(shù)中，主要有四個方面的因素會導(dǎo)致測量精度出現(xiàn)誤差：第一是與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差，主要包括衛(wèi)星鐘的誤差和衛(wèi)星的軌道誤道。第二是與信號傳播有關(guān)的誤差：主要包括大氣折射誤差和多路徑效應(yīng)。第三時與接收設(shè)備有關(guān)的誤差，主要包括觀測誤差，接收機(jī)鐘差，天線中心誤差和載相位觀測的整周不定性影響。第四是地球自轉(zhuǎn)的影響和地球潮汐的影響等其它誤差。

當(dāng)然了，每項設(shè)備都存在或多或少的誤差，GPS也有相應(yīng)的誤差，但這些誤差都是由原因的，只要把他們查找出來，并在GPS的設(shè)備上直接輸入誤差數(shù)據(jù)，這樣反饋到檢測客戶端的就是準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)了。這就需要從各個方面來考慮，首先把誤差模型的處理好，再根據(jù)太空的設(shè)備對同一個地點的數(shù)據(jù)進(jìn)行多方位采樣，這就在很大程度上減少了誤差帶來的影響。

貯藏過程中，隨著時間的延長，肉的顏色隨肌紅蛋白的氧化、汁液流失及微生物的作用逐漸加深乃至褐變，影響了感官品質(zhì)和銷售價格。肉的色澤作為最直觀、最易辨別的感官評價指標(biāo)，也是貯藏效果的重要評價指標(biāo)。本研究每隔2d對氣調(diào)冷鮮羊肉表面肉色進(jìn)行觀察，結(jié)果見圖2。

3.GPS控制網(wǎng)布設(shè)與施測

3.1 布網(wǎng)

3.1.1 GPS測量的幾種布網(wǎng)方式

通常情況下，對于水利樞紐工程來說，采用的最普遍的檢測方式就是網(wǎng)連式。首先是因為這種布局的獨(dú)特優(yōu)勢，可以提升觀察網(wǎng)的檢測范圍，還把檢測的精準(zhǔn)度也給提升。雖然這種布局方式有特別大的優(yōu)勢，可并非所有的水利工程都適用。需要根據(jù)水利工程的實際形狀來選擇，倘若是圓筒式的水利工程，采用這種方法會很適用?？蓪嶋H的水利工程并不是這樣的，因此，就有了點連式，給帶狀的水利工程有了很合適的方法。而且在數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性上有小幅度的提升，還會解決那些由于工程不密集造成的差距，很明顯，具體的水利工程需要因地適宜的方法。

3.1.2 控制網(wǎng)的作業(yè)方法

對于接收機(jī)與衛(wèi)星之間的數(shù)據(jù)傳輸，就需要控制網(wǎng)的合理布置，簡單的做法就是，把兩個GPS接受設(shè)備放置在一條基線的兩頭，這樣就可以使得衛(wèi)星接收不同的數(shù)據(jù)，并作出處理。

3.1.3 靜態(tài)數(shù)據(jù)的處理方式

在靜態(tài)的數(shù)據(jù)處理中，是需要GPS設(shè)備將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到GPS網(wǎng)之后，經(jīng)過同異處理，包括基測線的外觀測量之后，經(jīng)過計算機(jī)作出數(shù)據(jù)處理。觀測精度的結(jié)果還是需要二維約束，作出兩個網(wǎng)的精度分析，之后，對監(jiān)測點的偏差也進(jìn)行校對，便可以得到計算機(jī)給出的最終結(jié)果。

3.2 平面控制測量

目前傳統(tǒng)的導(dǎo)線測量控制已經(jīng)逐漸少用了，應(yīng)該結(jié)合工程的實際需要，進(jìn)行GPS靜態(tài)定位、快速靜態(tài)定位和實時動態(tài)定位技術(shù)（簡稱RTK）控制網(wǎng)測量和部分碎部測量。這樣做具有很高的精度，實踐證明，GPS相對定位精度在50km以內(nèi)可達(dá)10～6ppm，在300～1500m工程精密定位中，1h以上觀測的解其平面位置誤差小于20mm；其次觀測時間短。20km以內(nèi)相對靜態(tài)定位，僅需15～20min，應(yīng)用RTK測量時，當(dāng)每個流動站與基準(zhǔn)站相距在15km以內(nèi)時，流動站觀測時間每站觀測僅需幾秒鐘。

3.3 放樣測量

在水利工程測量過程中，采取RTK點放樣和線路放樣，進(jìn)行點放樣時，首先將放樣點坐標(biāo)和靜態(tài)網(wǎng)中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)一起上傳到GPS流動站中，然后根據(jù)所放點標(biāo)識進(jìn)行實地放樣，放樣精度可以控制在5cm以內(nèi)：進(jìn)行線路放樣時首先在室內(nèi)根據(jù)線路中心線的彎道元素編制線路中心線文件，將該文件和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)上傳到CPS流動站接收機(jī)，在實地依樁號和所放點與中心線的關(guān)系進(jìn)行現(xiàn)場放樣。

3.4 航空攝影測量外業(yè)像控

在水利工程中，測區(qū)通常都是條帶狹長型，線路一般較長，而且測區(qū)樹林茂密，通視條件差，而像控點布設(shè)一般較為分散，像控點間距離較遠(yuǎn)，采用傳統(tǒng)的控制測量模式不僅耗時費(fèi)力。而且也很難保證成果精度質(zhì)量和工期的進(jìn)度，而采用GPS就很容易解決以上問題，在較短的時間內(nèi)即可完成外業(yè)像控點的采集工作。

3.5 高程測量

高程測量精準(zhǔn)對會有一定的誤差，因此，這就需要輔助測量來進(jìn)行，由于大面積水域的測量面積需要切實的邊緣，這就要求，各個GPS觀測點的水測量資料是準(zhǔn)確的，還需要加入提前準(zhǔn)備好的數(shù)學(xué)模型，盡管計算還是會有一定的誤差，但就測量技術(shù)上來講，GPS測量已經(jīng)降低到標(biāo)準(zhǔn)誤差以下了，可以說，高程測量是測量面積水域的最佳方法。

4.結(jié)語

就以上來說，水利測量也是緊跟著時代的步伐，將GPS的運(yùn)用，發(fā)揮到了最大作用，顛覆了以往的傳統(tǒng)測量方式，在人力和物力上大大節(jié)儉了使用力度，由于是采用最新的測量工作方式，也是得到了業(yè)內(nèi)人士的歡迎。

[1]李柏章.GPS系統(tǒng)在水利工程測量中的應(yīng)用[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2013，05：119-120.