如何用GPS技術(shù)應用在水利工程勘察中

張 建 朱 風

(安徽省煤田地質(zhì)局水文勘探隊 安徽 宿州 234000)

如何用GPS技術(shù)應用在水利工程勘察中

張 建 朱 風

(安徽省煤田地質(zhì)局水文勘探隊 安徽 宿州 234000)

本文以宿州市夾溝鎮(zhèn)龍泉河整治工程為例，通過與傳統(tǒng)水利工程勘察的傳統(tǒng)方法進行對比。比較GPS技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)點與缺點。

水利工程；GPS；定位技術(shù)

一、水利工程勘察的內(nèi)容

根據(jù)水利勘察的特點，主要涉及的工作內(nèi)容為帶狀圖測量、縱斷面測量、橫斷面測量、施工放樣。

二、水利勘察的測量方法

全站儀極坐標法、RTK架基站法、CORS測量法。

三、三種方法的比較

使用全站儀放樣，外業(yè)勞動強度大，工作時間長，效率低下。用戶使用CORS只需要一臺GPS接收機，既可以得到比較準確的精度相對較高的測量結(jié)果。RTK操作簡便，測量結(jié)果可靠、精度均勻，可用于各種公路工程建設，與傳統(tǒng)測量方法相比省時省力，極大的提高了工作效率。GPS技術(shù)和現(xiàn)代計算機技術(shù)的結(jié)合能夠為水利工程建設提供快速準確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，方便迅速，且外業(yè)工作時無需測站相互通視，是測量技術(shù)的重大突破。

四、GPS在水利工程勘察中的應用步驟

1.外業(yè)測量點選取和埋石

2.外頁觀測

3.內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

4.分析比較傳統(tǒng)方法與GPS技術(shù)的優(yōu)缺點

五、實例驗證

工程介紹:安徽省宿州市夾溝鎮(zhèn)龍泉河整治施工項目是宿州市清水工程，中下游河流治理，創(chuàng)建國家級園林城市的重點水利工程。

這段工程完工后，可以極大的提高宿州市的城市功能，城區(qū)的排澇標準，河道防洪，對改善水環(huán)境有著重要意義。

(一)存在的問題分析及解決

1.存在的問題

(1)多路徑效應

影響GPS技術(shù)在水利中長久運用的最重要一點為參考站和流動站之間存在距離長短的不同。由于大部分的河流，水塘地域為GPS在水利工程測量上的主要測站區(qū)域，這樣對產(chǎn)生多路徑誤差的影響無形中就可達到厘米以上，使得衛(wèi)星信號的接收產(chǎn)生失鎖現(xiàn)象，這時，為了保證觀測量之間衛(wèi)星信號的準確性。

(2)高程精度較低

在測量區(qū)域相對較平整的小范圍里GPS測量高程所得到的結(jié)果僅僅只能滿足正常的水準的要求。所以，當GPS在水利工程開測階段同時測得的垂直與水平位移是很難達到高精度要求的。當使用水準路線相擬合的辦法是可以保證得到的測量結(jié)果具有高精度的要求，所以說選對方法是很重要的。

(3)距離影響精度

由于GPS的衛(wèi)星信號從衛(wèi)星空間站傳送到地面上的用戶接收設備時因許多因素的影響本來就減少了精度的要求，當此時的流動站與基準站之間的距離值在不斷的增加時，這時觀測值的定位精度將會隨著距離的增加而使精度有明顯下降的現(xiàn)象[10]。所以只要計算出衛(wèi)星的鐘誤差修正值用來代替其中的偽距修正值使其在大的范圍內(nèi)不因流動站和基準站的影響，即可得到滿足精度的相對較為準確地定位數(shù)據(jù)值。

2.解決問題

(1)減弱電離層的方法：利用雙頻觀測，使用模擬電離層的數(shù)據(jù)進行修正，使用得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)來求方差。

(2)應對對流層折射的方法：用已經(jīng)得到數(shù)據(jù)模型進行修正，用得到的參數(shù)來進一步待估，隔一時段對接收機的信號進行檢測。

(3)減弱多路徑誤差的方法：選擇合適的站址，選用抗多路徑的接收機天線。

(4)解決星歷誤差的方法：對跟蹤網(wǎng)的軌道進行限制。同步觀測值求差。

(5)應對鐘誤差的方法：模型改正。相對定位或差分定位。

六、結(jié)論

本論文是研究GPS在水利工程勘察的具體使用。對GPS控制的應用成果做出了各種不同的檢測，把理論上的基線長度與實際上的基線長度做出了相應的比較，并且對監(jiān)測結(jié)果中的精度高低給出了對的驗算方法。把GPS在本文中的應用和發(fā)展總結(jié)成下面三點：

(1)利用GPS技術(shù)對河道斷面和河道帶狀圖進行測繪，理論上是正確的，實踐證明也是完全可操作的。它以GPS定位技術(shù)、現(xiàn)代計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，并利用相關(guān)繪圖軟件成圖，減少作業(yè)時間，工作效率得到提高。

(2)水利工程中的勘察技術(shù)自從引用了GPS后使得工作的效率，勘測的精度都有了顯著的提高。GPS-RTK技術(shù)在河道測量上的操作相對于傳統(tǒng)測量技術(shù)更加方便快捷，測量過程中自動集成化程度非常高，大大提高了測量工作的效率和質(zhì)量。

(3)現(xiàn)如今，追求測量精度的高要求以成為了必然的發(fā)展趨勢，只有得到了高精度的GPS測量數(shù)據(jù)才能夠加大對各種誤差改正模型的使用性研究。例如，經(jīng)過誤差處理后的改正模型可以提高GPS定位精度的準確性。隨著現(xiàn)階段的科學技術(shù)發(fā)展，更多數(shù)據(jù)處理的新方法將隨著測量技術(shù)的發(fā)展而得到更進一步的升華。

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