GPS測(cè)量技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

■陳東宇

（吉林省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院吉林長(zhǎng)春130031）

GPS測(cè)量技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

■陳東宇

（吉林省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院吉林長(zhǎng)春130031）

作為社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)之一，水利水電工程建設(shè)具有重大現(xiàn)實(shí)意義，在發(fā)電、防洪、灌溉等方面發(fā)揮著積極作用。在水利水電工程建設(shè)中，測(cè)量工作極為重要，如今人們對(duì)測(cè)量要求更高，傳統(tǒng)的測(cè)量方法已無法滿足當(dāng)前需求，亟需改進(jìn)并采用新測(cè)量技術(shù)。GPS憑借自身優(yōu)勢(shì)在工程測(cè)量中的作用日益突出，且還在不斷完善。本文首先對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了敘述，然后對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)量中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析，以供參考。

GPS測(cè)量技術(shù) 水利水電工程 應(yīng)用

0　引言

水利水電工程能為人類造福，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在工程施工前，需要通過精確的測(cè)量，然后才能進(jìn)行工程選址、方案設(shè)計(jì)、工藝選擇對(duì)比等工作。施工過程中也要對(duì)水工建筑物進(jìn)行放樣測(cè)量，確保工程不存在質(zhì)量缺陷。隨著近年來GPS測(cè)量技術(shù)的發(fā)展成熟，其技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)在水利水電測(cè)量過程中發(fā)揮著重要的作用。

1　GPS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1測(cè)量效率非常高

測(cè)量效率高是GPS測(cè)量技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)，使用GPS測(cè)量時(shí)，僅用幾秒就可以獲得準(zhǔn)確的三維定位，在衛(wèi)星信號(hào)不穩(wěn)定的情況下，其也可以在幾分鐘內(nèi)完成測(cè)量，可見速度之快，效率之高。使用了GPS測(cè)量技術(shù)，每天可以提高70%以上的效率。

1.2測(cè)量精度非常高

GPS測(cè)量技術(shù)能為用戶提供高精度的三維定位，并且在不受任何天氣狀況的影響。利用GPS靜態(tài)定位技術(shù)測(cè)量時(shí)，平面測(cè)量相對(duì)誤差僅僅3～4毫米/公里，而在不超過20公里的距離測(cè)量時(shí)，平面測(cè)量相對(duì)誤差也僅為幾厘米。

1.3測(cè)站間不需要通視

就現(xiàn)實(shí)情況來說，GPS測(cè)量技術(shù)最大優(yōu)點(diǎn)就在于其本身并不需要有通視，尤其是在布置長(zhǎng)隧道施工控制網(wǎng)點(diǎn)的時(shí)候，選取地點(diǎn)布置網(wǎng)絡(luò)也就顯得非常靈活方便；與此同時(shí)，也可以省去很多傳算點(diǎn)，進(jìn)而在很大程度上降低工作成本。

1.4節(jié)約測(cè)量成本

GPS測(cè)量技術(shù)能夠非常準(zhǔn)確的定位三維空間坐標(biāo)，進(jìn)而將河道斷面數(shù)字化、可視化，除此之外還能夠?qū)⑵錅?zhǔn)確的顯示在GIS電子化地圖上，從而實(shí)現(xiàn)編輯操作。通過一次測(cè)量就可獲取多方面的資料信息，為工程的建設(shè)、規(guī)劃防洪和管理等提供非常準(zhǔn)確的信息，在很大程度上降低了成本。

2　GPS測(cè)量技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

2.1GPS的外業(yè)靜態(tài)測(cè)量

在GPS的外業(yè)靜態(tài)測(cè)量中，最重要的是選點(diǎn)。所選的點(diǎn)位對(duì)于保證正確的測(cè)量結(jié)果有著十分重大的影響，因此當(dāng)GPS外業(yè)測(cè)量工作進(jìn)行選點(diǎn)時(shí)，一定要做好充足的準(zhǔn)備工作。GPS的觀測(cè)工作，其中最主要的兩個(gè)方面是無線安置方面與開機(jī)觀測(cè)方面，這兩個(gè)方面的GPS觀測(cè)工作與普通的觀測(cè)工作流程有著很大的不同。在無線安置工作中，首先要做到的就是設(shè)置一個(gè)安置正常點(diǎn)，與其相應(yīng)的天線應(yīng)當(dāng)被穩(wěn)定地固定在三腳架平臺(tái)上，且應(yīng)當(dāng)將安置在標(biāo)志中心的上方與標(biāo)志中心相對(duì)應(yīng)，并在天線基座上的圓水準(zhǔn)氣泡也必須整平。如若遇到有風(fēng)的天氣，則應(yīng)當(dāng)將無線進(jìn)行三面方向的固定。

2.2控制網(wǎng)設(shè)計(jì)

在水利水電工程測(cè)量中，GPS技術(shù)能夠科學(xué)有效的對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于控制網(wǎng)在設(shè)計(jì)中，可以減少誤差，保證測(cè)量的圖形和施工具有較高的精度。在進(jìn)行測(cè)圖工作中，要遵循先整體后局部的原則，控制網(wǎng)設(shè)計(jì)工作非常重要，其基本圖形的有三角形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)以及星形網(wǎng)等。三角形網(wǎng)的分布比較均勻，有著良好的結(jié)構(gòu)條件，且穩(wěn)定性較高，有很強(qiáng)的自檢能力，在遇到很多測(cè)量缺陷或者測(cè)量錯(cuò)誤時(shí)能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并加以改正，從而使控制網(wǎng)具有更高的可靠性和可行性。

2.3高程測(cè)量

高程測(cè)量在水利水電工程中是一項(xiàng)很重要的工作，高程控制決定了規(guī)劃階段水位線的推算和工程量的計(jì)算，直接影響工程的造價(jià)預(yù)算和工程安全性問題。由于水利水電工程在河谷切割較深處、山高坡陡處分布較多，自然環(huán)境惡劣，增加了高程測(cè)量難度。目前在測(cè)量高程時(shí)，光電測(cè)距三角形高程測(cè)量法應(yīng)用較多，工作量大、測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)。若在水利水電工程中應(yīng)用GPS技術(shù)，建立控制網(wǎng)，因?yàn)槠浯丝刂凭W(wǎng)中的控制點(diǎn)平面精度較高，各個(gè)控制點(diǎn)高程采用直接水準(zhǔn)進(jìn)行國(guó)家二、三等水準(zhǔn)測(cè)量，那么我們建立的GPS控制網(wǎng)在具體實(shí)測(cè)過程中的測(cè)量成果的測(cè)量精度就將達(dá)到四等幾何水準(zhǔn)，滿足水利水電工程的施工要求，方便靈活。

2.4變形監(jiān)測(cè)

變形監(jiān)測(cè)即在觀測(cè)周期能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)觀測(cè)點(diǎn)的變形信息，通常對(duì)變形監(jiān)測(cè)的精度要求很高，應(yīng)精確到毫米級(jí)。水準(zhǔn)測(cè)量方法在實(shí)際中較為常用，可觀測(cè)建筑物沉降狀況；地基滑移和水利水電建筑物的傾斜則主要使用三角測(cè)量方法來完成。所需儀器有水準(zhǔn)儀、測(cè)距儀、全站儀等，該方法適應(yīng)性強(qiáng)，但工作繁多，測(cè)量時(shí)間太長(zhǎng)，且受地形條件影響明顯，自動(dòng)化水平低。很多水利水電工程，有一部分是在居民區(qū)的上游部位，或者是在居民區(qū)附近，一些大型的水庫(kù)，水閘等有的是在居民區(qū)附近。因此，變形監(jiān)測(cè)工作就十分重要，運(yùn)用GPS技術(shù)可以將接收機(jī)安裝到固定點(diǎn)上，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，然后在進(jìn)行變形分析自動(dòng)化，其得出的效果非常好，有很高的精度，十分方便，簡(jiǎn)化工作步驟，做到實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.5數(shù)據(jù)分析處理

數(shù)據(jù)分析處理能力也是很重要的一部分，嚴(yán)重影響著測(cè)量結(jié)果。數(shù)據(jù)分析處理的過程：首先要獲取相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，然后要“預(yù)處理”，就是根據(jù)實(shí)際的需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，并按照標(biāo)準(zhǔn)分類，選擇其有用的信息，接著是“平差計(jì)算”，務(wù)必要保證計(jì)算的準(zhǔn)確性，要不然會(huì)使數(shù)據(jù)失真，最后是坐標(biāo)系統(tǒng)和GPS網(wǎng)的轉(zhuǎn)換，經(jīng)過這一系列的處理和分析之后就可以獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，滿足實(shí)際工程需要。水利水電工程建設(shè)關(guān)乎國(guó)計(jì)民生、百姓生命財(cái)產(chǎn)安全。準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)就顯得尤為重要。

3　結(jié)束語

總之，隨著科技的發(fā)展，GPS測(cè)量技術(shù)也會(huì)不斷得到提高和改進(jìn)，使其會(huì)越來越多、越來越廣地運(yùn)用到水利水電工程建設(shè)中去，從而促進(jìn)我國(guó)水利水電工程建設(shè)的蓬勃發(fā)展和完善。

[1]王斐,趙曉微,周璐.GPS測(cè)量技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用 [J].吉林農(nóng)業(yè), 2015,21:81.

[2]李冬韓.GPS測(cè)量在水利水電工程測(cè)量中的應(yīng)用探析 [J].河南水利與南水北調(diào), 2015,02:37～38.

[3]林真勇.GPS技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用 [J].河南水利與南水北調(diào),2015,08: 27～29.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～255～1