關(guān)于GPS技術(shù)在水利水電工程勘測中的應(yīng)用分析

蔡迎賓

【摘要】隨著科技的發(fā)展，GPS技術(shù)的逐步完善，并廣泛應(yīng)用于水利水電工程勘測中。GPS測量技術(shù)除了在雷雨天氣下有所限制，不受任何天氣因素影響，其優(yōu)越性是其他勘測方式無可比擬的。定位技術(shù)在水利水電工程勘測中的應(yīng)用，突破了勘測技術(shù)領(lǐng)域的局限，給勘測技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展起了十分重要的作用。本文介紹了GPS勘測技術(shù)概述以及GPS全球定位系統(tǒng)測量技術(shù)的特點，對水利水電工程勘測中GPS技術(shù)的應(yīng)用進行了分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；水利水電；工程勘測；應(yīng)用

一.GPS技術(shù)概述

GPS定位技術(shù)，在水利水電工程測量領(lǐng)域的應(yīng)用也是十分廣泛的，該技術(shù)的應(yīng)用正在日益發(fā)揮其巨大作用。比如說，利用GPS進行各級水利水電工程控制網(wǎng)的測量、利用GPS進行機載航空攝影測量、GPS用于精密水利水電工程測量和水利水電工程變形監(jiān)測、利用RTK技術(shù)進行點位的測設(shè)等等，這些測量都離不開GPS定位技術(shù)。特別是在災(zāi)害監(jiān)測領(lǐng)域，GPS能夠?qū)Φ卣鸹钴S區(qū)的地震監(jiān)測、油田下沉、大壩監(jiān)測、地表移動和沉降監(jiān)測等，更為甚至還可用來測定極移運動和地球板塊的運動。總之，GPS定位技術(shù)的應(yīng)用是十分廣泛的，作用是十分巨大的，在我國許多行業(yè)、許多領(lǐng)域，都離不開GPS定位技術(shù)。本文主要探討的是其在水利水電工程勘測中的應(yīng)用，并不是說其在該領(lǐng)域的作用最大，只是就這一方面進行探討。

GPS定位技術(shù)在水利水電工程勘測領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。GPS定位技術(shù)在勘測領(lǐng)域里的應(yīng)用主要表現(xiàn)在大地測量方面，可以說此項技術(shù)基本取代了常規(guī)測角、測距手段建立起的大地控制網(wǎng)。在現(xiàn)實生活中，通常稱應(yīng)用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)建立的控制網(wǎng)叫GPS網(wǎng)。在實際應(yīng)用的過程中，GPS網(wǎng)主要分為這樣兩大類：其一是全球性或全國性的高精度GPS網(wǎng)。這類GPS網(wǎng)中，相鄰點的距離遠，大多在數(shù)百公里至上萬公里，這類網(wǎng)其主要任務(wù)為一些科學(xué)研究服務(wù)，充當(dāng)全球高精度坐標(biāo)框架或全國高精度坐標(biāo)框架。比如說，為全球性地球動力學(xué)和空間科學(xué)方面的科學(xué)研究工作服務(wù)，或者用以研究地區(qū)性的板塊運動或地殼形變規(guī)律等問題。這些研究跨越的地理范圍廣，測量難度大，利用GPS定位技術(shù)很好地解決了這些難題，為這些領(lǐng)域的發(fā)展，提供了技術(shù)支持。其二，區(qū)域的GPS網(wǎng)，這是局部地區(qū)網(wǎng)，比如，常見的GPS城市網(wǎng)、礦區(qū)網(wǎng)和水利水電工程網(wǎng)等等，這類網(wǎng)的相鄰點間的距離斷，基本上距離為幾公里至幾十公里。這類網(wǎng)的主要任務(wù)是直接為國民經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)，也就是直接影響我們生產(chǎn)生活的網(wǎng)絡(luò)。

二、GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)的特點

GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)較傳統(tǒng)的測量技術(shù)有明顯的進步，其顯著的特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面，GPS測量技術(shù)測量結(jié)果的準(zhǔn)確性更高，速度更快，且全天都可以進行，在傳統(tǒng)測量的基礎(chǔ)上還增加了許多新的功能，與計算機技術(shù)相結(jié)合使得測量的操作大大的簡化，降低了對操作人員專業(yè)知識的要求，擴大了其使用的范圍和領(lǐng)域。

1、定位的準(zhǔn)確性更高。根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)及實際操作證實，GPS定位的準(zhǔn)確度較傳統(tǒng)的定位方式有明顯的提高。比如應(yīng)用于300m～1500m的水利水電工程定位，進行1小時以上觀測的數(shù)據(jù)誤差僅在1mm之內(nèi)，較ME-5000電磁波測距儀測測得的數(shù)據(jù)精確度有明顯的提高。

2、操作更簡單。隨著GPS勘測技術(shù)與各先進技術(shù)的手段不斷結(jié)合，其操作方法得到了大大的簡化，同時使用的范圍也隨之?dāng)U展。GSP操作的集成化、自動化程度較其他勘測手段有明顯的提高。由于GPS的勘測功能豐富適合勘測內(nèi)、外業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。工作人員通過軟件系統(tǒng)進行作業(yè)的操控，減少了人工勘測的誤差，在減少工作人員工作量和專業(yè)要求的同時極大地提高了操作過程中的準(zhǔn)確度。

3、觀測速率明顯高。從GPS系統(tǒng)誕生以來，一直以較快的速度發(fā)展，隨著科技的發(fā)展，軟件的功能的增加日趨完善。現(xiàn)在僅用15min就可以對20km以內(nèi)的靜態(tài)目標(biāo)進行精確的定位；基準(zhǔn)站與各流動站的距離在1.5km以內(nèi)時，進行快速靜態(tài)相對定位的測量，流動站觀測僅要不到2min的時間即可以準(zhǔn)確定位，在此之后可以隨時對目標(biāo)進行定位，各站之間的觀測差距在幾秒鐘之內(nèi)。

三、在水利水電工程勘測中GPS技術(shù)應(yīng)用

GPS技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在了各個不同的水利水電工程勘測領(lǐng)域之中。比如：三峽水利水電樞紐，小浪底水利水電工程等水利水電工程勘測中都用到了GPS技術(shù)。下面著重講解GPS技術(shù)在水利水電工程勘測中的應(yīng)用。GPS技術(shù)在水利水電勘測中的應(yīng)用主要包括以下部分：GPS的外業(yè)勘測，GPS的布網(wǎng)以及實時動態(tài)勘測技術(shù)的應(yīng)用等等。

1、實時動態(tài)勘測方法。在某一個已經(jīng)經(jīng)過一定檢測的點之上新機站的設(shè)立。同時在機轉(zhuǎn)子上安裝上一臺GPS接收設(shè)備，使得所有的衛(wèi)星都能在這一過程中進行現(xiàn)場勘測。并且通過無線電傳送的方式將所有GPS觀測技術(shù)。所觀測到的各項數(shù)據(jù)傳回到流動信息接收站中。流動站在接收GPS衛(wèi)星信號的同時，通過無線電接收設(shè)備接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，依據(jù)相對定位的基本原理，基準(zhǔn)站及流動站將該數(shù)據(jù)與本身觀測到的數(shù)據(jù)進行差分解算，從而得到兩觀測站之間的相對位置，解算出流動站所在位置的三維坐標(biāo)并實時存儲和輸出。

2、GPS外業(yè)勘測。在GPS技術(shù)進行戶外作業(yè)的過程中，選擇一個良好的測量點是整個測量工作的關(guān)鍵。測量點的定位準(zhǔn)確與否對于整個勘測水利水電工程的結(jié)果精確性，有著極其重要的作用。所以在開始整個勘測工作之前就必須要做好各項充分的準(zhǔn)備。而在準(zhǔn)備工作之中主要包括了，對勘測地區(qū)的地理位置、標(biāo)架、標(biāo)型等情況進行詳細的收集，這些準(zhǔn)備工作都是保證選點能否精確的關(guān)鍵因素。GPS技術(shù)在進行觀測的過程中主要是使用開機觀測以及無線安置的方式來進行，這與以往較為傳統(tǒng)的測試有著極大的不同。在進行GPS安置的過程中必須要在已經(jīng)精確選好的定位點之上，將GPS設(shè)備安裝在三腳架之上。同時要保證天線基座與標(biāo)志上方的中心對準(zhǔn)的情況下進行勘測的過程中，還應(yīng)當(dāng)對三個不同的方向進行固定。

3、GPS布網(wǎng)工作。GPS技術(shù)在進行布網(wǎng)工作的過程中其主要的勘測工作就是對線路以及帶狀的水利水電工程進行勘測：例如對引水水利水電工程。水利水電工程等進行勘測的過程中，在這一過程中進行勘測時都是使用點連式或者邊連式的方式，來對三交所同步圖形進行發(fā)展。而這對于水利水電工程樞紐區(qū)域進行施工控制網(wǎng)以及電信監(jiān)控網(wǎng)勘測的過程中，就主要是使用邊連式、網(wǎng)聯(lián)式的方式來進行布置。這能夠最大限度的增強網(wǎng)格自身的精度和強度，從而使得GPS控制網(wǎng)格自身的數(shù)據(jù)精確性和準(zhǔn)確性能夠得到相應(yīng)的保障。

結(jié)束語

近年來對水利水電工程勘測中使用GPS勘測技術(shù)的研究越來越多。GPS勘測技術(shù)自身有著極為明顯的優(yōu)點，并且能夠廣泛地應(yīng)用在各個項目工作中，而通過GPS技術(shù)來進行的勘測水利水電工程勘測，能夠使得勘測的結(jié)果獲得最高的精度和準(zhǔn)確性。

參考文獻：

[1]鐘飛.GPS在水利水電工程勘測中的應(yīng)用[J].科技資訊，2009，（12）.

[2]葉畢升.淺談GPS勘測在水利水電水電水利水電工程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2008，（15）.

[3]王力賡.RTK技術(shù)在水利水電工程勘測中的應(yīng)用與研究[J].治淮，2009，（7）.