GPS技術(shù)在水利水電工程測(cè)繪中的應(yīng)用

趙越

摘要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)于水利水電建設(shè)越來(lái)越重視，這對(duì)于水利水電工程來(lái)說(shuō)帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，進(jìn)一步增加了水利水電測(cè)繪的要求。就目前的情況來(lái)看，在水利水電工程中應(yīng)用 GPS 技術(shù)具有非常重要的意義，不僅能夠有效提高建設(shè)的質(zhì)量，同時(shí)對(duì)于水利水電工程建設(shè)起到很好的促進(jìn)作用。論文對(duì) GPS 技術(shù)在水利水電測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行研究，并分析了 GPS 技術(shù)在水利水電工程測(cè)繪中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS 技術(shù)； 水利水電； 工程測(cè)繪

水利水電項(xiàng)目工程屬于民生工程，工程項(xiàng)目的投資與實(shí)施對(duì)促進(jìn)水土保持工作開(kāi)展及能源開(kāi)發(fā)與利用具有重要意義。可以說(shuō)，水電項(xiàng)目實(shí)施關(guān)系國(guó)家建設(shè)及民生，工程項(xiàng)目實(shí)施應(yīng)強(qiáng)化設(shè)計(jì)及控制好施工質(zhì)量。做好測(cè)繪工作是項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工建設(shè)的前提與保證。GPS 測(cè)繪技術(shù)近些年研究的重點(diǎn)，并在工程測(cè)繪領(lǐng)域取得了較大突破。

一、GPS技術(shù)概念

GPS 是全球定位系統(tǒng)的英文簡(jiǎn)稱，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)空間交匯定位的導(dǎo)航系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)，可以為用戶提供實(shí)時(shí)、高精度和連續(xù)的三維位置、速度和時(shí)間信息等。而所謂的 GPS 測(cè)繪技術(shù)，則是通過(guò)在固定位置安裝 GPS 接收機(jī)進(jìn)行某一時(shí)刻 GPS 距離測(cè)量的技術(shù)。使用該技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）定位精度高。在進(jìn)行GPS 測(cè)量技術(shù)的時(shí)候可以知道，其具有很高的精度，主要是體現(xiàn)在：首先，通過(guò)相關(guān)的試驗(yàn)中可以知道，GPS 測(cè)量技術(shù)的定位精度，其精確度已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)控制的范圍內(nèi)，即如果是50km，精度標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到10-6。如果是 100km-500km ，那么精度標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到10-7。對(duì)于高精度特點(diǎn)也能夠很好的適應(yīng)大型工程測(cè)量工作，不會(huì)影響到施工的工期。其次，在進(jìn)行工程測(cè)繪的時(shí)候使用GPS 測(cè)量技術(shù)如果是控

制的范圍是在300m-1500m，是確定在1個(gè)小時(shí)的觀測(cè)工作中就能夠?qū)⒄`差控在1mm范圍內(nèi)，對(duì)于工程的建設(shè)不會(huì)產(chǎn)生影響，因此也得到了廣泛的應(yīng)用。2）觀測(cè)時(shí)間短。在水利水電工程建設(shè)中應(yīng)用GPS 測(cè)量技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，包括：首先，在應(yīng)用GPS 測(cè)量技術(shù)的時(shí)候會(huì)不斷的進(jìn)行系統(tǒng)的完善，對(duì)于存在的問(wèn)題能夠提前進(jìn)行優(yōu)化，從而確保工程測(cè)繪工作的順利進(jìn)行。

二、GPS在水利測(cè)繪中的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問(wèn)題分析

1.GPS 在水利測(cè)繪中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

3 S 技術(shù)是近些年科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主要產(chǎn)物 ，GPS 技術(shù)作為3S 技術(shù)的突出代表在各領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛。以 GPS 在水利水電項(xiàng)目工程測(cè)繪領(lǐng)域來(lái)講，雖然該技術(shù)突破了傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)所無(wú)法規(guī)避的確定，測(cè)試精度也取得了較大提高，但還存在一些問(wèn)題，具體如下： （ 1） 測(cè)量誤差仍然存在，如 GPS技術(shù)測(cè)量精度雖然得以極大的提高，但由于受到人為操作因素及疏忽，可能 導(dǎo) 致 誤 差 產(chǎn) 生，影 響 項(xiàng) 目 設(shè) 計(jì) 與 施 工； （ 2 ）GPS 技術(shù)應(yīng)用 力 度 不足，如現(xiàn)有測(cè)量技術(shù)已取得了較大進(jìn)步，電子全站儀、電子水準(zhǔn)儀等設(shè)備精度已顯著提高，基本可達(dá)到測(cè)繪要求，限制了 GPS 技術(shù)的使用，且采購(gòu) GPS 測(cè)繪儀價(jià)格較高，且需要專業(yè)人員操作，影響其普遍使用。（ 3） 技術(shù)人員水平低，缺乏專業(yè)人才也是主要問(wèn)題，部分人員在測(cè)繪中由于操作不熟練等，測(cè)試所的數(shù)據(jù)精度低，對(duì)使用造成影響。

2.GPS在水利測(cè)繪中主要問(wèn)題分析

（ 1） 基于 GPS 測(cè)繪技術(shù)原理，其測(cè)試主要是依托衛(wèi)星與接收機(jī)之間距離的準(zhǔn)確計(jì)算，即距離 = 速度* 時(shí)間； 由于大氣的影響，電磁波在空氣中的傳播速度受損，必然造成測(cè)繪誤差。尤其對(duì)于大城市、密林及磁場(chǎng)強(qiáng)的地域，誤差則顯著存在。（ 2） 使用 GPS 技術(shù)，基準(zhǔn)點(diǎn)的聯(lián)測(cè)至關(guān)重要，因此，布點(diǎn)時(shí)需要結(jié)合常規(guī)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行，以保證測(cè)試的精度及有效性。（ 3） GPS 技術(shù)更加適合于視野開(kāi)闊及障礙物少的地方，如對(duì)于部分 GPS 信號(hào)弱的區(qū)域，信號(hào)常處于浮動(dòng)狀態(tài)，測(cè)試數(shù)據(jù)常存在較大誤差，優(yōu)越性無(wú)法體現(xiàn)。（ 4） GPS 技術(shù)測(cè)繪需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要修正，如進(jìn)行平差計(jì)算，可能會(huì)造成一定的差異。此外，GPS 技術(shù)運(yùn)用的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范不同于，電子地圖等不完善且兼容性差，影響其使用。

三、GPS 技術(shù)在水利水電工程測(cè)繪中的應(yīng)用

1.野外 GPS 數(shù)據(jù)的采集

在野外數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，測(cè)繪人員利用 GPS 技術(shù)將數(shù)據(jù)點(diǎn)覆蓋整個(gè)地區(qū)，從而達(dá)到對(duì)全區(qū)數(shù)據(jù)信息的收集。在信息接收的過(guò)程中，為了達(dá)到有效的分析和運(yùn)算，就需要在 GPS 設(shè)置點(diǎn)安裝接收機(jī)，并且，能夠接受至少3個(gè)以上的衛(wèi)星信號(hào)，這樣確保信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。再者，水利水電工程測(cè)繪傳統(tǒng)的方式需要利用經(jīng)緯儀去測(cè)量角度，在這個(gè)工作中測(cè)量人員需要不斷地往返于測(cè)量的地點(diǎn)，才能夠?qū)⑺械臄?shù)據(jù)信息測(cè)量采集完畢，但是這樣的工作方式工作量巨大，很難滿足現(xiàn)有的工作要求。

2.地形圖繪制

水利水電工程測(cè)繪工作人員在利用 GPS 技術(shù)測(cè)繪完畢之后，就需要工作人員對(duì)該地區(qū)地形進(jìn)行繪制。在這個(gè)過(guò)程中，GPS 技術(shù)能夠?qū)⒌匦螆D精準(zhǔn)到厘米。在地形圖繪制中，工作人員可以利用鍵盤中的“+”“-”來(lái)對(duì)地形圖進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣的精準(zhǔn)度只有 GPS 技術(shù)能夠達(dá)到。

3.放樣

在水利水電工程開(kāi)始施工之后需要進(jìn)行放樣，才能夠確保施工的準(zhǔn)確性。在施工放樣之前，需要施工人員能夠了解地形圖，確定施工的軸線，才能夠正確地按照地形圖準(zhǔn)確放樣。水利水電工程放樣目前采用的都是 GPS 技術(shù)，其精準(zhǔn)度高，能夠有效地提高整體的工作效率。在 GPS 放樣使用的過(guò)程中，會(huì)受到不同信號(hào)的干擾，所以很多水利水電工程采用的是全站儀方式，但是全站儀放樣中需要對(duì)不同的站點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)前后的放樣點(diǎn)進(jìn)行通視，若是在放樣的過(guò)程中放樣點(diǎn)與已知點(diǎn)的通視不相同，就需要進(jìn)行交會(huì)測(cè)量，增加了放樣的工作量和工作難度。

4.后期監(jiān)測(cè)

在水利水電工程建設(shè)完畢之后，需要工作人員施工地段進(jìn)行有效的檢測(cè)和監(jiān)督。一般施工單位都會(huì)在施工地點(diǎn)預(yù)留相應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并且利用 GPS 技術(shù)對(duì)該地區(qū)進(jìn)行大范圍的監(jiān)督和檢測(cè)，這樣就能夠及時(shí)發(fā)展地區(qū)運(yùn)行的細(xì)節(jié)和出現(xiàn)的問(wèn)題。GPS 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以減少人力和物力，有效提高監(jiān)測(cè)的效率和質(zhì)量。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著水利工程事業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)水利水電工程的建設(shè)技術(shù)以及建設(shè)人員的要求也在逐步提高，在進(jìn)行水利建設(shè)的過(guò)程中，必須要大量引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，將GPS技術(shù)應(yīng)用于水利水電工程建設(shè)中具有非常重要的意義，因此進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要，從而能夠更好的促進(jìn)國(guó)家水利水電事業(yè)的發(fā)展。

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[2]黃太明.GPS技術(shù)在水利水電工程測(cè)繪中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（13）：209.

（作者單位：黑龍江和信勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司）