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；RTK；控制测量；放样；监测
GPS是全球定位系统，该系统由美国国防部研制并开发主要用于不受时间以及空间限制的，同时具有较高空间分辨率的卫星导航。该系统现免费向世界各国开放，为世界各国提供低成本、高精度的导航及定位服务。全球定位系统主要由卫星、监控与接收设备组成。
1GPS定位技术
1.1相关概念
GPS主要是由空间卫星星座、地面监控站和用户设备三个部分构成，是由美国研制用于军事部门的卫星导航与定位系统。GPS定位技术主要是基于GPS全球定位系统。随着空间技术及电子技术的快速发展，大地测量定位系统开始向着空间技术快速的发展，使得各种定位仪器的精度越来越高，并且在体积、功能上都有了明显的改变，以往的大地网络测量技术正逐步被空间定位技术取代。
1.2定位原理
GPS定位主要是根据测量中距离交会定点的原理来实现的。基本原理：在待测点A处放置一台GPS接收机，在某一时刻它可以同时接受3颗（或3颗以上）卫星所发出的信号，假定这3颗卫星分别为：卫星S1、卫星S2和卫星S3，然后GPS接收机会进行数据的收集、处理及计算，进而获得这3颗卫星距离测站点的距离L1、L2、L3。在知道这三个距离后，我们就可以在卫星的星历上查询出这3颗卫星在测量的那一时刻的三维坐标，最后通过相关计算公式计算出测量点的三维坐标（Xa、Ya、Za），这就是GPS的定位原理。
1.3测量特点
GPS定位技术在测量的时候，选择测量点比较方便，这样可以节省造高标的费用，并且还可以进行全天的观测，观测的时间短，对相关数据的处理速度很快，测量结果精度比较高，在小于10km的基线上，测量的相对精度可以达到百万分之一；在大于10km的基线上，测量的相对精度可以达到千万分之一，可见其测量精度是相当高的。此外，GPS测量仪器的操作十分简单，测量的人员只需要对中、整平、量取天线的高度和在开机后设定相关的参数就行。做好这些工作后，GPS接收机就能够进行自动的观测和记录观测的数据，完成测量的任务。
2 GPS在水利工程测绘中的应用
2.1 野外采集GPS数据
在水利水电工程施工之前对于施工位置的地形进行测绘是十分必要的，是水利水电工程施工过程中必不可少的环节之一。水利水电工程测绘的主要目的是获取水利水电施工工程的位置与区域，施工区域的地形。控制测量是测绘过程中首要的环节，首先在进行测量之前可以通过调查或者是咨询的方式来获取施工地区高精度的GPS点数据，一般国土资源部或者是测绘局都会有当地的GPS数据。利用得到的GPS点数据可以得到覆盖整个施工地区点集，然后将该区域作为测绘的目的区域。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然后利用GPS来对该地区的点进行运算，需要建设至少两部GPS信号接收机，同时接收至少4颗以上的卫星，然后利用两个接收站点之间的相对的位置来计算二者连线上的各个点的地理坐标。传统的测量的方式需要利用经纬仪测量角度，利用测距仪测边界，需要进行往返多次的测量，工作量十分巨大。并且水利水电工程一般规模浩大，跨度较大，在这种情况下传统的测量方式就很难满足工作的效率以及测量的精度的要求。而利用GPS对地形进行静态的测量就仅仅需要测段的间隔来进行较少次数的移动，因而使得前期的野外GPS数据采集工作的效率与精度大大提高，在这种情况下所积累的数据的精度就会较高切可靠，使得业内的测量精度普遍提高，最终使得测量的结果更加可靠。
2.2 区域地形图绘制
野外的GPS采点工作完成之后，就需要对水利水电工程项目进行地形图的测绘，也称为为碎步测量。在进行地形图测绘过程中使用较为广泛的是GPS技术中的RTK技术。利用RTK技术能够使得测量平面上点的精度达到1厘米，数字高程的精度能够达到2厘米，因而可以达到制作地形图所要求的精度标准。利用流动的接收站完成就可以完成相应的测图作业。而使用传统的测量方式使用全站仪、经纬仪以及平板仪来测图，不仅需要较多的人员的参与而且需要花费大量的时间，效率较低。并且在实际测量的过程中由于光学上的仪器所能够观测的距离十分有限，所以需要频繁的进行站点的移动，并且需要对所测得的点数据进行加密工作，效率低下，并且由于转点所造成的问题很难使得所有的点均匀分布。而使用RTK技术则不存在上述问题，只需要少量的控制点对数据进行校正即可，得到的点的精度都较高。在制图的过程中一般使用现成的制图软件进行制图，较之传统的制图方法不仅准确率大大提高，制图的效率也大大提升。
2.3 根据地形图进行放样
在水利水电工程施工开始之后就需要进行放样工作。根据先前所得到的地形图，在其上将水利水电工程建筑物的关键的轴线、点的位置以及高程信息在地形图上放样出来。前期工作过程中的红线的放线一般采用的是RTK技术，精度高、效率高。在工程施工的过程中，由于工程施工过程中的各种结构信息、位置信息以及RTK所提供的信号都有可能受到各种干扰信号的影响，因而在其他环节还是采用全站仪进行放样，在一些传统放样难以实现区域也能够轻松的进行放样。但是在利用全站仪进行放样的过程中需要对站点进行测量以及对前后的视距通视，如果放样点与已知点不通视，就需要进行加密测量以及交会测量，那么就使得放样的工作量大大的增加。因而综合上述情况来看，是选择全站仪还是RTK进行放样工作需要结合施工地点具体的环境来考虑，如果RTK受到的干扰与影响较大就使用全站仪测量，在影响不是很大的情况下，均使用RTK来实现放样。
2.4 水利工程后期监测
在水利水电工程施工完成以后，往往还需要对工程进行一段时间或者长期的监测或者是复测工作。一般在施工之初就预留相应的监测点，然后利用RTK或者是全站仪等设备来对监测点的位置变化进行实时的测量，在水利水电工程完成以后一般采用全站仪来测量高度差利用水准仪来测量建筑的位移。对具有较高精度的控制网则需要利用GPS进行静态测量。
3结束语
随着我国对于基础设施建设投入力度的不断加大，国家对于水利水电工程的重视程度在不断提高，水利水电工程前期的测绘对于水利水电工程的施工具有十分重要的意义，通过对于水利水电施工过程中GPS技术应用的具体介绍，对于GPS技术在水利水电工程中的应用推广与提高我国水利水电工程的建设质量具有十分重要的意义。
参考文献：
[1]张振军，谢中华，冯传勇.RTK测量精度评定方法研究[J].测绘通报，2007（1）.
[2]张勤，李家权，等.GPS测量原理及应用[M].科学出版社，2005.
论文作者:白雪飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
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