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摘要：GPS技术是水利工程建设中的一项重要技术创新，其具有十分广阔的发展前景。在水利工程测量中，应用较为广泛的GPS技术主要有外业测量、GPS布网工作和实时动态测量方法，本文主要分析了GPS技术在水利工程测量中应用，以供参考。
关键词：GPS技术；水利工程测量；应用
现阶段，我国水利工程对测量精度的要求显著提高，以往的测量技术已经无法满足上述需要。GPS技术的应用满足了水利工程测绘精度、连续性以及功能多样性的要求，因此在现代水利工程建设中得到了广泛应用。
1 GPS技术测量原理分析
在GPS技术测量中，其至少需要发送三颗卫星，结合接收机发射所提出的指令需求，分析某一时刻给出的导航讯息，然后建立与之对应的数学模型，经精密计算后，确定接收机的具体位置，获取更加精准的定位信息。
2 GPS系统在水利工程测量中的作用
GPS系统在水利工程测量中的应用能够提高定位的准确性，GPS系统在长期的应用中日渐完善，如今，其定位的精度能够达到厘米级，且多个工程实例证明，在对100km以内事物定位时，其精度可达到100mm。GPS技术可高效应用在水利工程测量中，对于地质相对复杂的位置，其测量效果较为理想。另外，该技术的应用显著缩短了测量的时间。GPS利用24颗卫星完成定位导航，同时发出的信号可覆盖较大范围，其可实现长期连续工作。
与传统的测量方式相比，该技术测量的时间显著缩短，实现了测量的全程监控。研究显示，水利工程测量工作中合理应用GPS系统可在几分钟甚至几秒钟之内获取准确的数据，其在监控的动态性、连续性以及测量的速度方面均具有显著的优势。再者，测量人员利用GPS系统可了解并掌握测量中可能会发生的险情，及时做出警报，并采取有效的控制措施，完善水利工程的建设。在水利工程测量中，测站站点数量较多，大型水利工程尤其如此，但是站点间距离较大，阻碍了测量工作以及测量人员的交流。GPS技术的应用可保证占地案件信号的正常交换，解决通视问题，站点间的工作人员也可更好地取得沟通和交流。
3 GPS系统在水利工程测量中的应用分析
GPS技术在水利工程测量中的诸多环节发挥着重要作用，以下笔者就GPS系统在外业工作、内业计算、布网设置和高程测量中的应用进行详细分析，并结合工程实际阐述GPS技术的应用效果。
3.1 GPS系统在外业工作中的应用
水利工程外业工作中，应结合水利工程区域内的水文条件和地形条件，保证GPS设置于最佳方位，从而提高GPS系统作业的有效性。选点的过程中，要选择视野较大、地形相对突出的平台或高台，且该地应具有较高的稳定性，防止设备在测量中出现塌陷或滑坡的问题，如有需要还可采用人工加固措施，清除试点周围的障碍物和杂草，确保GPS与测量目标充分接触。
水利工程测量外业工作没有对设备选址提出十分严格的要求，这就要求工作人员结合实际科学分析选址，从而充分发挥出设备在水利工程测量中的积极作用。另外，还要做好设备的协调工作，以网状形式设置观测点，不断提高测量信号的准确性和稳定性，同时完善信号功能。再者，还需在设备的周围设置警示牌，采取有效的防护措施，确保设备处于良好的运行状态，提高测量的质量和效率。
3.2 GPS技术在内业计算中的应用
工程测量内业计算主要由GPS网平差和基线解算组成，GPS网平差测量工作难度较小，且国外也研发出了多种精确的计算软件，这显著提高了数据分析和计算的效率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基线解算测量中，利用GPS系统，将测量的目标参数直接传送到信号接收器当中，之后将其传输到中央端计算机当中，针对数据开展成像和解读算分析，获得精确的计算结果，确保其合差及Ratio值不超出误差范围。
3.3 GPS技术在布网工作中的应用
水利工程测量布网工作通常由前期网络规划、选择布网方式和选择节点方式构成。测量时，应当采取边式连接或点式连接的方式设置各类网状节点，然后将其连接为规则的六边形，这样既可提高测量的精度，还能显著增强网点的检测信号，起到放大信号源的作用，改善GPS接收器的性能。对于大规模的水利工程，应设置多个布网节点，采取网状连接方式，网状连接所得到的GPS信号强度明显高于边式连接或点式连接。
3.4 GPS技术在高程测量中的应用
在水利工程测量中合理应用GPS系统，可增大高程数据的精确度，且在一些环境相对恶劣的地区也可获取更加可靠和准确的信息内容，并以该数据为基础获得与其相匹配的水准数学模型，明确高程与标准值的差值。
3.5 案例分析
3.5.1 工程概况
某水库建筑物主要有大坝、溢洪道及输水洞构成，水库的容量为20.56万立方米，布置库房时采取两级布置方式，第一级为三等GPS网，此后加密四等GPS网，两级网均布置为边式连接方式，布置了15个三等点，24个四等点。现有观测点5个，共50个控制点，边连式异步环采用网式连接方式。其中设有8个同步环，1个异步环和8条重复基线，可显著提高观测的精度，从而完善数据处理误差校正的综合水平。
3.5.2 静态定位观测
GPS控制测量中应用相对定位方式，至少利用3台接收机同步观测，接收机要设置在基线的两个端点，至少同步观测4颗卫星，每次至少坚持120分钟，卫星高度较为15°，采样间隔为10s，且将观测基线组成完整的封闭图形，从而保证外业检查的质量和效果。基线的相对定位为5mm+1ppm·D，（D表示基线的长度），观测后再利用平差解算增强定位的精确性。
3.5.3 数据处理
（1）平差解算。完成观测后，需记录和储存数据，同时将观测的数据导入平差解算软件当中，完成平差初始解，然后再将整周的未知数设为整数，将测站坐标设为未知参数算出极限箱梁的整数解。在平差解算中，观测值变化超出正常范围较为常见，对此，需及时清除此类观测值。这里的清除效率也对测量质量评价起到了决定性的作用，进而明确是否重新选择布网或重新观测。
平差解算的过程中，施工人员在对基线做出适度的处理后，还需仔细检查重复基线、同步环和异步环是否满足要求。若上述构件质量不达标，则可采取缩小高度截止角的方式来调整采样间距及基线残差，让其满足相关要求。最后再仔细检查核对基线处理结果，进而保证网平差数据处理的质量和效率。
（2）网平差。完成基线处理环节后，应当选择高品质且高独立性的基线，选择的基线可构成封闭图形，构成基线向量网。另外，还需在处理软件中科学设置起算条件。软件可自动根据起算条件处理自由网平差、WGS84约束平差、三维约束平差和二维约束平差等数据，从而形成平差结果列表。最后认真分析和评定GPS网。一般通过科学比较基准向量改正数、相邻点的中误差以及相对中误差来确定。若在这一过程中发现明显的质量问题，则需及时删除问题基线，也可重新解算或重新测量，以此加强数据的准确性和数据处理的有效性。
4 结语
近年来GPS在诸多行业的发展中得以广泛应用，在水利工程测量中也不例外。GPS技术在水利工程测量中的应用提高了水利工程测量工作的精度和效率，并且也保证了水利工程建设施工的质量，这为工程建设施工提供了大量的关键信息，进而此促进施工的平稳进行，推动我国水利事业的快速前行。
参考文献：
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[2]王仕一.GPS技术在水利工程测量中的应用及关键技术分析[J].农业科技与信息.2018（06）
[3]陈志洪.GPS技术在水利工程测量中应用[J].内蒙古水利.2018（08）
论文作者:张波
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第22期
论文发表时间:2019/5/28
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