GPS在水利水电工程测量中的应用论文_钱赞康,张淑娟

GPS在水利水电工程测量中的应用论文_钱赞康,张淑娟

金华市水利水电勘测设计院有限公司

摘要:随着科学技术的发展,使很多先进的技术的得以在实际工程中应用。在水利水电工程的测量中,传统的测量技术虽然能够进行测量,但是操作不方便,而且测量的精度也不是很高。现阶段,在水利水电工程测量中采用GPS定位技术,不仅操作简便,而且测量精度也有了明显的提高。水利水电工程是一项重要的工程,需要保证测量的精度,减小误差,这样在施工的过程中才不会出现问题,确保整个工程的质量。

关键词:GPS技术;水利水电;工程策略;应用

一 GPS的概念以及应用现状

水利水电工程建设过程中包含很多复杂的工程,无论是宏观的还是微观的,随着测量技术发生改变,在水利水电工程项目推进过程中要加强水利水电工程测量中,其中必须要使用定位技术,只有定位准确,才能减小以后各种工作的误差。GPS技术是一种十分重要的工程测量技术,在当前的工程建设中,绝大部分都要用到该技术技术,GPS也是应用最为广泛的一种工程测量技术。全球定位系统是从上个世纪七十年代开始研制的,包含空间形状、地面控制以及用户设备三个方面,具有海、陆、空全方位观测、定位和导航功能,GPS能够对被测对象进行点、线、面等位置信息的确定,在我国经济建设中的很多领域都有应用,比如水利水电工程项目的建设就是一个十分重要的方面。在水利水电工程项目建设过程中,需要利用GPS技术对具体的工程进行准确的定位,以实现各项工程的顺利推进。 随着科学技术的不断发展,GPS静态测量技术已经基本取代了常规的勘查测量方法,逐渐成为工程勘查测定的主要手段。GPS技术具有以下几个方面的特点。

第一,GPS技术的测量精度较高。GPS技术的基线向量一般都具有很高的相对精度,这与普通的测量方法相比较而言,是一种其他方式很难达到的精度。第二,GPS技术进行测量的过程中,测量点位的选择比较灵活,不需要刻意进行地标的选择,就可以进行准确的测量。同时,GPS技术的成本费用较低,实用性更强。由于GPS测量技术对测量站之间的相互通视和建造站标方面都没有要求,因此可以降低相应的布网费用,从而实现成本控制。第三,GPS测量技术受到外界的影响较小,有助于工程测量过程中按时、高效、保质地完成控制网的布设工作和实测工作。第四,GPS测量技术在测量过程中所需要的时间比较短,有助于缩短工期,减少人工劳动强度。第五,GPS测量技术可以实现工程测量过程中的自动化管理,在具体的测量过程中采用GPS技术布设控制网,可以实现观测过程一机数据处理过程高度的自动化,可以防止由于人工计算带来的各种偏差,提高工程测量的精度。

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二、水利水电工程中的GPS测量技术

目前水利工程勘测中虽已采用电子全站仪和电子水准仪等先进仪器设备,但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制,作业强度大,且效率低,大大延长了设计周期。勘测技术的进步在于设备引进和技术改造,在目前的技术条件下引入GPS技术应当是首选。当前,用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测量,为勘测阶段测绘带状地形图、路线平面、纵面测量提供依据;在水利工程施工阶段为闸门、渠道、堤坝建立施工控制网,这仅仅是GPS在水利工程测量中应用的初级阶段。其实,水利工程测量的技术潜力蕴于RTK(实时动态定位)技术的应用之中,RTK技术在水利工程中的应用,有着非常广阔的前景。

GPS技术在水利测量中的应用主要包括以下部分:GPS的外业测量、GPS的布网以及实时动态测量技术的应用等等。

(一)GPS外业测量

GPS外业测量中,选点是关键。点的定位对于保证测量结果的正确性具有非常重要的意义,因此要在选点前做好充分的准备工作,包括收集和了解有关测区的地理位置、标架以及标型的完好状况等等,这都是做好选点的关键。

GPS的观测工作主要体现在无线安置和开机观测,这与常规测量有很大的不同。无线安置工作中,要做到在正常点位,天线应架设在三脚架上,并安置在标志中心的上方直接对中,天线基座上的圆水准气泡必须整平;在有风天气中,应将无线进行三方向固定。

(二)GPS布网工作

关于GPS布网工作如下:对于线路及带状工程测量,例如引水工程等,通常都采用点连式或边连式组成连续发展的三角锁同步图形。而对于工程枢纽地区的施工控制网和变形监测网,通常则采用边连式或网连式布设,以增强网形的几何强度,提高GPS控制网的可靠性和数据精度。

(三)实时动态测量方法

RTK工作基本方式可以表述为:在某一已知点上设立基准站并安置一台GPS接收机,对所有的可见卫星进行现场测量,采用无线电传送设备,将观测到的数据和测站信息通过数据链传送到流动站。流动站在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备接收基准站传输的数据,依据相对定位的基本原理,基准站及流动站将该数据与本身观测到的数据进行差分解算,从而得到两观测站之间的相对位置,解算出流动站所在位置的三维坐标并实时存储和输出。

三、GPS在水利水电工程测量的应用

虽然有关水利水电工程的测量技术方法众多,但是我国现阶段普遍应用的技术?t是GPS。GPS是全球定位系统的简称,它是高精度卫星导航与定位系统,更成为了现代空间技术的一次飞跃性的突破。根据水利水电工程测量的特点,高等级GPS网主要用于施工控制网、主要建筑物、构筑物的变形监测、近坝岩体变形监测模式的工程测量。下面笔者讲要浅析一下GPS在水利水电工程中的应用及经验总结

(1)GPS在整个测区中要求均匀分布。因为GPS是建立在已知的数据基础上,GPS的精度和分布在很大的程度上决定了其所确定模型的准确程度。GPS分布的均匀,其所构造的模型可在客观程度上反映整个测区工程出现的异常情况。而局部分布所具有的,仅仅是其所构造的模型较大的程度上反映的仅是该地区局部的情况,也就意味着它仅仅较少地反映出整体网型的情况。

(2)GPS对精度要求较高。根据近几年的材料以及数据分析,采用四等集合水准联测的误差,约占GPS在水利水电工程测量误差的30%左右。这也正提醒我们,应该依据项目对精度提出的要求,以最大限度尽可能地提高水准联测的精度。

(3)GPS对操作的要求要严密。在进行外业观测时,我们应充分地考虑到影响GPS测量精度的各种内外因素,例如GPS图形结构、电离层影响、精确量取天线高等因素,从而最大程度减小各种因素对水利水电工程测量造成的误差影响。

随着GPS接收机的不断改进,以及国内数据后处理软件的开发利用,将使GPS的应用领域和定位测量技术不断拓宽和发展,但是我们需要注意的是,虽然GPS相对于经典测量技术来说有众多优点,但同时它也有许多不尽人意的地方,所以我们应进一步对其进行完善,我们坚信在不久的将来GPS会呈现给我们一套完美的测量系统。

结束语:最近几年来,水利水电工程的测量技术有着飞跃式的发展,顺应时代发展的趋势,GPS在水利水电工程测量中的应用可称为最广泛的测量技术,它提高了测量的工作效率,这也给现阶段我国的常规工程测量带来了极大的方便,大大节约了成本。我们应进一步的使其完善,使测量工作更加简便快捷,使流程自动化。

参考文献:

[1]何新权.经验谈GPS测量在水利水电工程测量中的应用[J].世界家苑, 2013年1期.

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[3]张艳华,庞巧东.谈GPS在水利工程测量中的应用[J].山西建筑,2013(06).

[4]钟飞.GPS在水利工程测量中的应用[J].科技资讯,2009(08).

[5]王耀华,尚学勇.GPS在水利工程测量中的运用探讨[J].河南建材,2011(20).

论文作者:钱赞康,张淑娟

论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期

论文发表时间:2018/5/16

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