关于水利工程测量中GPS技术的应用分析

关于水利工程测量中GPS技术的应用分析摘要：伴随着科学技术的不断进步，水利工程测量的设备和方法也更加的现代化。在水利工程测量当中应用GPS技术可谓是水利工程测量领域的一次重要的革新，该技术凭借其良好的保密性与抗干扰性以及强大的技术潜力与应用开发前景，在水利工程测量领域发挥着不可估量的作用。本文分析介绍了水利工程测量当中GPS技术的应用现状、发展前景、应用优势以及应用问题与改进策略，通过对水利工程测量中GPS技术的应用分析，让人们更加详细具体的感受到GPS技术在水利工程测量中的重要价值。关键词：水利工程；测量；GPS技术；应用分析我国的重点建设投资项目当中水利工程占有重要的部分，水利工程建设对我国国民经济的发展具有推动和促进作用。随着可持续发展理念的提出,全社会都开始重视水利工程建设,为了保证水利工程的建设质量,必须重视水利工程的前期测量工作。而且，我国的水利工程大部分都处于障碍物多以及地形复杂的山地地区，这对水利工程的测量提出了很大的挑战，在科学技术的支持下，以GPS技术为代表的先进的水利工程测量技术已经取代了传统的落后的水利工程测量技术，在水利工程的建设中发挥着重要的作用。一、GPS技术概述1.GPS技术全球定位系统GPS(GlobalPositioningSystem)是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统,具有全球性、全天候、连续性、实时性导航定位和定时功能,能为各类用户提供精密的3维坐标、速度和时间。GPS开始研制于二十世纪七十年代，建成于1994年，它是由用户设备、地面控制以及空间部分构成。GPS凭借其在成本、效率以及精度等方面的优越性广泛应用于农业、土地调查、野外探险、地形考察、工程测量、交通导航以及军事等生产生活的许多领域当中。在测量方面，相比于常规的传统的测量方法，GPS技术测量更加的方便、灵活。2.水利工程测量当中GPS技术的应用现状现阶段，GPS技术已经转化为民用，在很多领域都得到了普遍的应用和推广，GPS技术在水利工程测量的过程当中具有定位导航、经济性、全天候性以及连续性等优势，可以实现在时间、速度以及三位坐标等方面数据的高度准确和精密。GPS技术在定位测量方面具有不可估量的地位和作用，它通过12载波相位与11载波相位的观测值实现测量的高精度。当前我国在水利工程GPS测量方面的算法模型主要包括rtk作业模式、快速静态作业模式以及静态作业模式，这三种GPS测量算法模型具有各自独特的优势，应用于水利工程测量的不同方面。当前我国水利工程测量当中GPS技术的应用还有很多需要改进的方面，我国当前采用的几何水准测量方法工作效率低下，无法很好地发挥GPS技术所具有的实效性强、成本低、便捷以及高效等优点，我们应该重视开发研究GPS技术，提高GPS技术在水利工程测量的精确度，提高水利工程数据的科学性，在水利工程测量的过程当中要根据具体的情况综合运用高程拟合以及大地水准面精化等测量方法。GPS技术在现阶段定位测量的主要技术代表是rtk技术，rtk系统是由电子设备、接受装备、以及通讯设备等组成的，在水利工程数据测量和采集方面具有精准、操作简单、便捷以及高效的优势。在对空视线受到阻碍的时候，GPS系统会因为有限的卫星数限制无法精确的解算出水利工程数据，从而对水利工程测量定位的科学性、可信性以及精准度造成不同程度的影响。3.水利工程测量当中GPS技术的应用前景随着水利工程测量技术的不断发展,越来越多的先进技术和设备被运用到测量工作中。GPS技术因为具有精度高、成本低以及效率高的特点,在水利工程中的运用变得越来越广泛。西部大开发已经成为当前我国国民经济发展策略中的重要组成部分，这也就为水利工程的建设提供了发展的条件和机遇，数量多、规模大、工程难度较大的水利工程建设对测量技术也提出了一定的要求，水利工程内外业一体化现已成为水利工程硬件设备和软件技术发展的潮流和趋势，为了避免数据输入和转抄等环节，我们通过将数字化地面测绘产品与CAD化测绘技术系统相互结合起来，最大限度地发挥出CAD水利工程测量技术的重要作用。水利工程测量中应用GPS技术在初级阶段为水利工程的堤坝建立、渠道建设以及闸门施工等提供纵面测量以及路面平面等数据，并且可以进一步为水利工程的建设绘制出带状地形图。二、水利工程测量中GPS技术的应用1.测量高程在测量水利工程水准面高程的时候，我们要将GPS技术测量与传统的水准测量方法相结合，首先掌握测区地面水准面高程等密度适当、分布均匀的测量水准的关键资料，并且运用GPS技术对观测点的高程进行定位测量，根据相关数据运用“大地水准面数学模型”计算出测区的高程差，从而得出水利工程施工中的正常高度。GPS技术测量的精确度非常高，误差也处在可控制的范围内。对于平原以及丘陵等地区的高程测量，我们通过采用高级水准点的方式将误差控制在八厘米左右。下面这幅图是根据某地运用GPS技术测量水利工程测区的高程数据结果绘制的图表，从中我们可以看出GPS技术在测量方面的高精度性。2.绘制数字化的地形图GPS技术当中的rtk技术具有迅速定位和实时获取坐标等优点，因此，在水利工程的测量时，我们可以运用rtk技术对水利工程施工区的地形进行图像处理，将收集到的数据体现在地形图当中，这样可以为施工人员的操作带来便利，减少了水利工程建设过程中在物力资源和人力资源方面的浪费，保证水利工程建设的顺利高效完成。3.动态定位测量在水利工程的测量阶段动态定位测量具有很强的应用性，动态测量在导线测量、测绘地形图、测量纵断面、测量中桩以及测量横断面等测量工作当中发挥着重要的作用。相比于传统的测量，动态定位测量可以实现在不透视的情况下将测量的精确度控制在每秒两厘米以内，为水利工程的测量的工作效率以及工作质量提供了重要的保证。动态定位测量的初始化工作是运用静止观测法观测控制点，接下来流动站会发挥其自动观测的功能对采样间隔进行实时的观测，基准站在这时也会进行观测数据的同步化，这样我们就可以获得采样控制点精确度极高的动态定位数据。三、水利工程测量中GPS技术应用的问题和改进策略GPS技术虽然具有很多的优势，但是运用GPS技术测量得出的大地高数据只具有纯数学的意义，尤其在测量水准方面，GPS技术测量得出的结果不是水利工程建设所需要的正常高度，而是大地的高度。水利工程GPS技术测量要想得到长足的发展和更大范围的推广必须解决GPS技术在高程测量方面的问题。下面给出GPS技术测量问题的几点改进策略：1.GPS仪器设备的选择要注重其性能的稳定性要高，而且高程精度以及基线精度等都要控制在合理的水平和范围之内，另外，选用的GPS仪器设备要保证其受外界因素的影响度要较低。GPS测量的过程当中要充分考虑GPS的图形结构等高程测量精度的问题，并将电离层对水利工程测量的影响考虑在内，从而最大限度地降低GPS技术在水利工程测量中的误差。2.测量的过程当中要将测区的地形因素以及测区范围考虑在内，对于地形变化小以及测区范围小的水利工程测区进行测量时，我们可以运用GPS技术对测站点水准以及测设图根水准进行测量，运用几何水准测量水利工程中的高程布控点，这样就可以实现GPS技术在水利工程测量方面的充分应用。3.我们可以发挥GPS技术测量的高效优势，在运用GPS技术测量的各种测量条件都已具备的情况之下，我们可以在水利工程的平面测量和高程测量方面都运用GPS技术，这样可以提高水利工程测量工作的效率，促进水利工程建设进度的顺利完成。4.一方面相关的政策和规定并没有对科学处理GPS高程数据做出要求和限制，我们在通过数据处理提高高程精度水平方面比较的盲目；另一方面，由于数据处理技术、重力场模型、数字高程模型以及工作量大等条件的限制，我们通过科学的数据处理方法解决GPS技术的高程测量方面的问题也变得比较的繁杂和困难。因此，在我们的生产和生活当中对于GPS技术的使用要具有选择性，千万不要盲目使用。5.在水利工程进行野外测量的过程当中，我们要通过连测工作来保证水准点数据的多样性和完整性，这样做可以减少因气候等因素而造成的测量误差提高测量的精准度，同时可以为我们在水利工程高程方面的分析和比较提供全面的数据。四、结语现代工程建设的多元化需求，促进了当前工程测量技术的创新与开发。GPS技术作为重要的工程测量手段，具有精度高、效率高、易操作等技术优势，在现代工程建设中应用较为广泛。GPS技术在水利工程测量过程当中的应用，为我国水利工程的测量效率、水利工程的测量精度、水利工程的测量方法以及手段都带来了前所未有的变革，GPS技术在水利工程测量的测量、管理、监测等方面都有很广阔的发展前景。参考文献：[1]王兴民;GPS技术在水利工程测量中的应用[J];《中国水运（下半月）》;2014年03期[2]高连胜;GPS技术在水利工程测量中的应用[J];《测绘与空间地理信息》;2010年03期[3]宋德军;GPS技术在水利工程测量中的运用研究[J];《黑龙江水利科技》;2014年11期[4]杨智馨;当前工程测量中GPS技术的精度控制分析[J];《黑龙江科学》;2014年06期