摘要：水利工程建设事关国计民生，必须经过妥善地测量才能确保其工程建设的合理性与科学性,从而达到水利工程的建设目标。运用GPS静态测量技术，可以准确地输出测量数据，为工程建设奠定良好的基础。本文对水利工程中的GPS静态测量技术进行了探究，分析了该项技术的在水利工程建设中的具体应用方法。
关键词：水利工程；GPS技术；静态测量
前言：测量技术是建设水利工程过程中最重要的技术。如今，许多水利工程在建设时，选择使用GPS技术进行测量和定位。运用GPS技术可以借由导航卫星高质量地完成区域测量以及定位。该技术的应用可以大幅提升水利工程建设的有效性和准确性。所以，相关工作人员必须加强重视，确保GPS静态测量的有效应用。
1 水利工程中GPS静态测量布网方法
GPS静态测量技术可以优化水利工程的测绘流程，有效地提高其测量精准度和测量效率。应用GPS静态测量技术时，相关工作人员只需要将参数输入GPS设备中即可。其测量结果、分析结果以及数据记录会由GPS设备自动完成，可以极大程度地提高数据测量的质量和效率。
1.1似距形边连式线路网布设
边连式线路网是静态GPS网的主要布设形式之一。这种形式的网络具有强大的作业能力而且图形强度极好。布设边连式线路网时，需要确保其图形内由一条公共基线将相邻的同步图形相连接，即有一条公共边相互连接[1]。而似距形边连式线路网的整体网形呈矩形分布，其线路网络特性与常规边连式线路网完全相符。相较于点连式GPS控制网，边连式GPS控制网在精度、可靠性以及图形强度方面表现更为突出；是在大型水利工程中应用得最广泛的GPS控制网。似距形边连式控制网通常布设成连续向前的四边形锁，在带状地形上分布较多(如图1)。
图2 单基准站似中点多边形GPS控制网
2 GPS静态测量在水利工程中的应用
在水利工程中应用GPS静态测量技术，应加强对控制测量的重视。通常，应用GPS静态测量完成的水利工程测量主要包括平面控制测量、高程测量、放样测量以及航空摄影测量。笔者以平面控制测量为例，对GPS静态测量方法的具体应用进行分析。
作为水利工程测量的重要环节，平面控制测量数据的准确性对水利工程影响极深。以某水利工程为例。该工程为确保其测绘精度，在工程建设的全周期内都采用了GPS静态测量的方法来获取数据。开展测量工作时，先应用GPS设备，实现GPS快速静态定位；然后通过控制网完成精准测量，而后等待卫星数据传回。在GPS设备接受到卫星传回的测量数据之后，应对这些数据进行处理。此时，相关工作人员应该使用专业的GPS数据处理软件完成数据处理工作。
与常规的导线控制测量方式相比，平面控制测量更具优势。这种测量方式具有高精度、高准确性的特点，一般来说，50千米内GPS平面控制测量的相对定位精度可以达到10-6ppm；在300-1500米的工程精密定位中，其平面位置的观测误差极小，尚且不满1毫米。此外，使用GPS静态观测技术，可以缩短观测时间。只需要20分钟左右，就可以对20千米内的观测对象进行静态定位。当观测人员应用实时动态定位技术进行观测时，若每一个流动站和基准站保持在15千米以下的距离，只需要花费几秒钟就可以完成对单个流动站的观测。这种方式获得的数据既具有准确性又具有高效性，对水利工程的建设而言十分有利。
3 GPS静态测量的数据处理方法
如上文所言，GPS静态测量数据的处理需要依托于专业软件来进行。不同的设备厂商，所配备的数据处理软件也具有不同的特点。不过这些软件在GPS基线解算的流程上大致相同。笔者以华测Compass数据处理软件为例，对GPS静态测量的数据处理方法进行简要论述。
在电脑中安装华测Compass数据处理软件后，用数据线将GPS接收机与电脑连接在一起。而后打开数据处理软件的数据传输页面为导入观测数据做准备。软件会自动读入原始的观测数据。包括测量的开始时间、结束时间、文件大小、检测站名以及天线高等信息。导入完成后观测数据将被转换并以RINEX形式储存，以便于软件处理。随后，要对GPS观测数据进行检查。确保数据中观测站名、观测点序号以及观测点坐标和天线高无误后才可以进行下一步操作。确认数据无误后，工作人员可以调试软件中的基线解算控制参数，实现基线精化处理。调试基线解算控制参数后，软件会自动实现基线解算。当基线解算完毕后，必须对基线质量进行检查。通过检验其RATIO、同步闭环和差、异步闭环和差以及重复基线比较差来确定基线质量是否达标[2]。在处理数据时，必须确保RATIO值大于3而且越大越好。同步观测基线之间具有一定的内在联系，这也就导致了同步闭环和差在理论上一直为0，如果同步闭环和差查过限值，那么就意味着至少有一条同步环基线是错误的；当然即便同步环闭合差没有超限，也不能说明其中的所有基线质量都合格，还需要以软件检测报告为准。异步环闭合差也是如此，只有当异步环闭合差满足限差要求，才能保证其中的所有基线向量质量合格。
只有基线质量达标才可以进行下一步处理。处理完基线解算后，还需评定平差精度，并收集各观测站的平差后坐标；根据水利工程建设的实际需要，转换成当地坐标，以便于设计施工人员使用。依据进行平差的空间不同，可以将GPS网中平差分为二维平差和三维平差。在利用数据处理软件进行计算的时候，只需要电极“进行网平差”即可进行自动检测，其平差结果也会直接显示在平差报告之中。检测人员需观察基线数据处理报告，如果报告中“τ(Tau)检验直方图”分布在-1-+1之间，即检测数据处理结果合格。
结论：综上所述，GPS静态测量方法具有传统控制测量方法所不具备的多变、精准、高效优势。将GPS静态测量方法应用于水利工程建设之中，可以灵活地应对多变且复杂的地质状况，借由卫星系统进行准确地定位和测量，让相关工作人员获得精准度极高的测绘数据，推进水利工程的发展。
参考文献：
[1]王逸.静态GPS在控制测量中的应用及其质量控制[J].资源信息与工程,2017,32(05):147-148.
[2]樊鹏鹏.静态GPS测量在水库大坝变形观测的应用[J].建材与装饰,2017(22):263-264.
论文作者:魏利强
论文发表刊物:《科技研究》2019年2期
论文发表时间:2019/5/13
标签：测量论文; 基线论文; 静态论文; 水利工程论文; 数据论文; 技术论文; 工程建设论文; 《科技研究》2019年2期论文;