GPS高程測量技術在水利工程測量中的應用

摘要：GPS技術是新時期重要的新型科學技術，在眾多行業(yè)領域中得到了深入而廣泛的應用，體現(xiàn)出了多方面的優(yōu)勢特點。近年來，GPS高程測量技術在水利工程測量中得到了發(fā)展和應用，同傳統(tǒng)的測量技術相比，具有多方面的優(yōu)勢。文章探討了GPS高程測量技術在水利工程測量中的應用。

關鍵詞：GPS高程測量技術；水利工程測量；測量技術；測量精度；現(xiàn)代測繪技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：P228 文章編號：1009-2374（2015）15-0121-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.063

對于水利工程測量來說，高程測量十分重要，需要高端科學技術的支持，其中測量精度十分重要，GPS高程測量技術則有效解決了這一問題，將其用在水利工程測量中，不僅提高了測量工作效率，同時也體現(xiàn)出高速、精準等多方面的優(yōu)勢，使水利工程高層測量逐漸走向現(xiàn)代化、智能化、數(shù)字化、精確化。

1 GPS高程測量技術概述

GPS高程測量技術簡單說就是依靠GPS技術測量地面高。經(jīng)過實際的應用結果表明，這一測量技術的測量不僅效率高，而且精度高，整體效果較好。在實際測量過程中必須遵循規(guī)定的程序，其中要重點做好數(shù)據(jù)測量、記錄、分析等工作，并按照規(guī)定的步驟按部就班地

進行。

第一，高程差是指大地高與正常高的差，所謂大地高就是地面點沿地球法線到球面的距離，正常高則是地面點與似大地水準面之間的距離，通常地面點的正常高是確定的。

第二，利用GPS技術進行高程測量，應該先實施高程轉換，這就要先求得大地高與正常高的差值，再進行高程轉換。

第三，這一測量技術依然有待發(fā)展和完善，因為其可能受到各種內(nèi)外不良因素的影響，所以為了確保測量結果的精確性，就要完善這一技術。

2 GPS高程測量技術在水利工程測量中的應用

2.1 GPS高程測量技術在水利工程中的應用現(xiàn)狀

在實際的水利工程測量工作中，GPS高程測量技術一般用于相對測量定位，通過L1、L2載波相位來提高測量的精度，一般是憑借載波相位來測量局域差分，利用差分法來計算得出不同接收機之間的一次差，在此基礎上計算出二次差，再利用計算得出的這兩個差來得出待定基線的長度，再決定其中涉及到的關鍵技術，實際的作業(yè)方式通常要以算法模型為基準來定奪，常見的算法模型包括RTK模式、靜態(tài)作業(yè)模式等，以靜態(tài)作業(yè)模式最為常用，因為其測量的精度較高、適用范圍較廣，而且這一測量方法比較適合用于水利工程的變形測量工

作中。

RTK作業(yè)模式也具有自身的優(yōu)點和優(yōu)勢，體現(xiàn)在高速、實時、準確、精度高等特點，適合利用在數(shù)據(jù)信息的收集、采集或者工程的放樣等程序中，而對于水利工程的測量則依然有待于深入研究和開發(fā)。

目前，GPS高程測量技術在水利工程測量中已經(jīng)得到了有效運用，我國一些重點水利工程項目就采用了這一技術，經(jīng)過實踐操作運用結果表明：不僅完成了各項測量任務，而且測量結果精度較高，其精度上升到四等水準精度。

2.2 GPS高程測量技術的外業(yè)實施

2.2.1 擇點與埋設。要選擇交通便利、通達、空間開闊的地方設置GPS點，而且其土質要堅實、牢固，也可以定點在穩(wěn)固的建筑上，方便埋設與定時觀測，而且能夠確保設點能夠被長時間保護、保存。每相鄰的兩個點之間要確保能相互看到，也就是如果將點設在一個地形較為復雜、四周高山的地點，要確保視線范圍內(nèi)沒有大量的障礙物，從而防止衛(wèi)星信號的接收受到不利影響。點要設在距高壓線路或其他高功率發(fā)射源較遠的地方，通過這個距離應該大于100米，且其周圍也應避開高干擾性的信號。點在埋設過程中所選擇的土模應選擇混凝土，而且應該采用現(xiàn)場澆灌的方法，其核心區(qū)需植入鋼筋。

2.2.2 科學觀測。啟動三臺GPS接收機，實施同步觀測、同時分析，而且要確保同步配置5顆以上的衛(wèi)星，確保其GDOP數(shù)值小于8，對于靜態(tài)作業(yè)，同步觀測時間要在40分鐘以上，當出現(xiàn)衛(wèi)星狀況不佳的情形，則要適度地延長觀測時間，觀測高度角設為10°，每隔1/4分采集以此數(shù)據(jù)信息，實際觀測時則要參照相關的技術規(guī)范與操作流程規(guī)定進行觀測，將各種有價值的原始信息記錄下來。

各項測量工作結束后，必須對高程測量數(shù)據(jù)做出科學有效的處理，從基線解算到質量檢核，再到網(wǎng)平差等處理過程，最終獲得所測量地區(qū)的高程值。

3 GPS高程測量技術應用過程中需注意的問題

GPS高程測量技術實際應用過程中，要科學選擇儀器，其精度要在基線精度與高程精度以上，而且所選的GPS儀器要性能穩(wěn)定、功能良好，不易受外部環(huán)境因素的影響。在采用GPS高程測量技術進行觀測時，必須要著重分析一切可能對其測量精度帶來不利影響的因素，例如電離層因素、GPS圖形結構等。要集中力量減少誤差的出現(xiàn)，提高測量精度與準確度。在外業(yè)測量時，應該會對多個水準點進行連續(xù)測量，實時對比高程，這樣才能抵制各種外界不良因素的干擾，減少測量誤差。測量后的數(shù)據(jù)必須按照規(guī)范規(guī)定進行處理，使數(shù)據(jù)精度上升至一定的等級。

4 GPS高程測量技術應用于水利工程測量中的問題

雖然GPS高程測量技術已經(jīng)在水利工程測量中發(fā)揮了重要作用，然而其中依然有一些問題亟待解決。

第一，由于GPS在軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)相對有限，因此如果對空視線存在阻礙，則會影響水利工程測量結果的計算，從而使定位的精準度受到不利影響。

第二，GPS高程測量技術的應用還有一定的局限性，具體體現(xiàn)在：（1）其得到的高程測量結果是針對于大地高來說的，然而水準測量則須對應正常高，所以大地水準面的選擇十分重要；（2）選擇似大地水準面時，要用到多種模型，例如數(shù)學高程模型、大地水準模型等，同時也要通過中立法技術來對應算出重力似大地水準面，這其中需要不斷控制誤差，糾正參數(shù)，才能確保測量的精準度。

第三，在實際的水利工程測量工作中，一般選擇幾何水準法，然而，其中也存在一定的局限性，體現(xiàn)為：工作效率較低，準確度有待考驗。

5 結語

GPS高程測量技術是現(xiàn)代測繪技術發(fā)展的結果，將其應用在水利工程測量中，能夠有效提高測量的精準度，確保測量工作效率，然而，在實際的應用中依然存在一些問題和不足，要加大力度不斷優(yōu)化并完善這一技術，提高這一技術的適用范圍，確保其優(yōu)勢功能的全面發(fā)揮。

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作者簡介：黨碧江（1977-），陜西周至人，漢中市水利水電建筑勘測設計院工程測量工程師，研究方向：工程測量。

（責任編輯：陳 倩）endprint