摘要：GPS技术又称GPS全球定位系统，到现在已有30多年的发展历史，当前的GPS技术已形成了较为完善的系统，并且已经应用在众多领域当中。其中，GPS测绘技术更是近些年研究的重点，将GPS应用到水利工程测量的工作当中，一方面有助于水利监测工作更加精准、方便，另一方面也减少了人力、物力的投入，降低了水利工程建设的成本，提高了水利部门的经济效益。鉴于此，本文对GPS技术在水利测量工程中的应用进行了分析，以供参考。
关键词：GPS技术；水利测量工程；应用
引言
随着科学技术的发展，水利工程测量技术不断进步，GPS测量技术在水利工程测量中的应用越来越广泛。在水利工程测量中应用GPS测量技术有着诸多优势，其主要表现为效率高、成本低、精度高，无需通视等。目前，RTK实时动态差分法可以在数秒内获得由基准站所发出的GPS高精度定位数据，在未来水利工程测量中，GPS测量技术有着广阔的应用前景。
1 水利工程测绘工作的重要性
随着我国人口数量持续增加及城镇化建设加快，使得可用土地资源面积不断减少，需要制定合理的土地规划使用方案。土地资源合理利用前，要全面了解地形、地质、水文条件，确保规划方案的合理性。测量水利工程地形时，对测量技术人员而言是一项挑战，加之我国地域广阔，选择合适的测绘技术具有现实意义。测绘初期就开始应用测绘技术，正式测绘开始前，测绘技术人员依据地形特点，全面对比分析几项待选的测绘技术，做好前期数据采集工作，以此为基础完成测绘工作。测绘工作开始后，严格遵守相关标准，利用先进设备技术完成测绘，避免测绘失误影响工程进度。
工程测绘工作是保证水利工程生产安全的基础，工程测绘贯穿水利工程设计、施工及生产全过程，处于极为重要的地位。水利工程设计时严格遵循规章制度，并将编制好的地质说明书提供给地质部门，技术人员分析地质报告的可行性，了解水利工程开采时可能遇到的地质情况，这也是水利工程生产的重要性基础资料。水利工程生产前做好工程测绘工作，全面了解整个施工区域资源分布情况，并掌握基础性的水文、地质信息，方便后续生产活动进行。水利工程生产工作大多要在地下完成作业，只有了解地质情况，才能保证安全性。通过完善的工程测绘细致把握地质环境，分析技术资料，有目的的展开活动。
2 GPS测量技术特点
GPS技术是一种无线式的导航系统，其工作原理是通过从GPS全球定位系统中卫星发射的信息进行工作。GPS测量技术主要有以下几点优势：定位的精度高、观测耗时较短，并且测站之间不需要进行通视，且在测量时能够提供三维坐标，方便操作。除此之外，GPS技术的续航能力十分出众，能够进行全天候野外作业。同时，其自动化水平也是其他测量技术无法比拟的，测量人员在使用上易于上手。
3 GPS测量误差的分类与成因分析
3.1GPS卫星误差
与GPS卫星相关的误差主要包括卫星星历误差、卫星钟误差，其测量等效距离偏差在1.5~15m。卫星钟误差是由于GPS卫星原子钟与标准钟存在频漂，通过钟差模型改正后，能控制卫星钟之间的频漂引起的等效距离偏差在6m内。再采用观测差分技术，可进一步削弱卫星钟残差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆卫星星历误差是由于卫星跟踪站的几何分布图形、跟踪站数量、跟踪站观测的数据质量以及轨道计算模型选择等因素造成的实际卫星轨道位置与星历轨道位置的误差。该误差造成的定位误差在数米至数十米不等。通过建立卫星跟踪网、采用轨道松弛法以及相对定位等方法能有效削弱卫星星历误差的影响。
3.2地面接收设备误差
地面接收设备误差的成因主要有以下三方面：①观测误差，主要包括卫星信号分辨率误差和天线安置误差。可以通过适当增加观测量，采用强制对中装置等方法减弱；②天线相位重心偏差，该因素造成的误差与天线性能相关，在实际测量工作中，应尽量使用同一种接收机天线以及在观测数据之间求差来削弱其影响；③接收机钟误差，在GPS接收机中主要采用稳定性较好石英钟，其稳定度保持在10-11范围内。此时当卫星时钟与地面接收机时钟之间无法保持同步时，便会产生等效距离误差，影响到测量结果的准确度。在实际测量中，采取削弱该类误差的方法主要有接收机钟差未知系数法、卫星间求差法、外接频标法等。
4 GPS在水利工程测量中的应用
4.1GPS放样测量技术
GPS中放样测量技术的工作原理是借助RTK测量技术根据测量项目的实际测量情况进行相关点的放样以及相关线路放样的操作，在此过程中，工作人员需要注意中点坐标以及各个静态网的坐标点和坐标范围，根据实际坐标点对应的三维坐标进行相应的转换，在将转换后的点输入进GPS流动站中进行后续的测量操作。放样测量技术可以将测量的精确度保证在50毫米之内。在此过程中，测量人员需要注意的是在进行线路放样时，要根据放样的特点进行相关中心线的制作，得出的相关文件参数要输入GPS的流动站接收机中，在此过程中要保证放样点与线路放样中心线的关系，进行合理的规划，在进行现场的放样操作，就可有效地保证放样测量的精确度。
4.2数字地形图测量技术应用
数字地形图的测量技术主要是通过快速定位实现控点的采集以便输入RTK测量系统中形成测量结果，可以在数据采集过程中根据测量地的具体情况进行地形测量装置的设置，在数据采集工作完成之后，就可形成对于待处理的地形点的数字地形图，测量人员可以以此进行单点操作来实现对地形的测量。在数字地形图的测量技术应用中，难度较高的一项为水下地形的测量技术应用，由于水的相关介质使得测量工具的使用以及测量步骤的进行都增加了难度，可操作性比较低，目前，利用相关GPS测量技术和海洋专用测量仪器以及移动数据技术、引导船路径测量技术等，都可以实现对于水下水利工程的测量工作，有效地减少了测量所需的时间和成本，使得GPS技术在水下测量中得到了较为普遍的应用。
4.3在水下地形测量中的应用
在水利工程的测量工作当中难免要进行水下测量，但水下测量的难度较大，无法获得较为准确的数据，将GPS技术应用在水下地形测量可以大大提高测量的准确度。在实际的测量工程当中需要利用RTK技术，借助探测仪、电脑和GPS，在保证三者相互连接的情况下就可以进行精准定位。具体的工作过程如下：探测仪先将测量数据传输给电脑，这样就可以具备必要的数据信息，在采取相应的处理和分析后，就可以描绘出出水下的地形，结合地形最终可以确定水下地图。这种RTK和GPS结合的技术可以进一步提高水利工程测量的精度。
结束语
目前，GPS技术在水利工程行业中的应用范围逐渐扩大，精准度也在不断提升，在水利工程测量方面具有效率高、准确度高、成本较低等众多优势，有效地分析GPS技术在水利工程测量中的应用特点，加大GPS技术在水利工程测量中的应用范围，对于提升水利工程行业的发展水平具有重要意义。
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论文作者:陈圣崧
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/3
标签：测量论文; 技术论文; 水利工程论文; 误差论文; 地形论文; 水下论文; 工作论文; 《防护工程》2019年11期论文;