摘要：本文介绍了GPS的基本工作情况，以GPS技术原理、特点、使用手段等为切入点，对GPS的在水利水电工程测绘工作中的应用进行分析和探究，旨在给读者一些参考性的建议，促进我国水利水电工程测绘事业的发展。
关键词：GPS技术；水利工程；测绘应用；案例分析
我国幅员辽阔，水资源丰富，一直都被广泛的应用于生产和生活中。随着科技水平的不断提高，促进了经济的快速发展，随着能源结构的变化和全世界对于环境保护的要求日益增强，作为一种清洁高效的能源，水利在生产和生活中扮演的角色更加重要。十五以来，我国政府明显增加了对水利水电工程的建设的力度，对其投资也日重一日，水量充沛的河流大川林立各式各样的水利枢纽，可以说水利水电事业呈现百花齐放的态势。
由于大部分水利水电工程都修建位于偏远地区和山岭之间，地形复杂，环境恶劣，有部分工程出于战备考虑，修建的更加隐蔽。无一不给水利水电工程的测绘工作带来困难：人的精力和能力有限，险峻的地势不能到达，无人机和直升机受到环境影响大，难以保证测绘结果的准确性。随着GPS技术的快速发展，为给水利水电工程的测绘工作提供了便利条件。
一、GPS系统
GPS是英文Global Positioning System的缩写，翻译成汉语就是“全球定位系统”，早在1958年由美国国防部研制建立的项目，1964年开始投入使用，上世纪70年代，美国军方研制了新一代GPS系统，开始全面的、全方位和全球性质、高精度的卫星定位，可以进行情报搜集、精确制导等军事行动。
GPS系统主要由空间、地面、用户三个部分组成，空间部分是由位于距地表20200km的上空、均布在6个轨道面上的24颗卫星组成，运行周期为12h。地面控制系统由主控制站、监测站、地面天线组成，用户设备部分即是GPS终端设备。
GPS技术的发展，极大的方便了人们的生产和生活，地图导航、驾驶证考取、定点救援等等都是GPS的功劳，GPS测绘技术以其高精确度、强操作性和高效率性越来越受到行业的青睐。
二、GPS测绘的工作原理
GPS测绘技术使用到了原理，RTK是Real-time kinematic，汉译为“载波相位差分技术”，是一种新的常用的GPS测量方法，其工作过程是，基准站中的一台接收机接收卫星信号，流动的卫星信号也在同一时间接收同一卫星发出的信号，对所接收到的两种信号进行对比，接着利用所得到的GPS差分值进行卫星坐标的修正，最终得到较为准确的用户的实时的位置。在测量过程中动态实时差分方法，在野外实时就能够得到厘米级定位精度，该测量方法是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。
三、GPS在水利水电工程测绘中的应用
水利水电工程测绘的主要目的是获取当地的地理资料，施工区域的地形，为应急救援或下一步改扩建打下基础。传统的测量的方式需要人工使用经纬仪测量角度、使用测距仪测边界同一地点往往需要往返多次的测量，甚至还需要重复作业，工程量十分巨大。前面提到，水利水电工程一般规模浩大，跨度较大，多修建在高山峻岭之间，这种情况下传统的测绘方式就很难保证结果的准确性。
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1.数据的采集
首先在测量之前通过不同渠道获得当地国土部门掌握的预测区域的高精度GPS数据，根据获得的GPS点数据得到覆盖整个预测区域的点集，然后利用 GPS 来对该地区的点进行运算。现场需要建设至少两部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，对比原有的数据，最后经过修订后得到预测区域的准确的信息。GPS绘仅需要根据测段的间隔来进行较少次数的移动，使用计算机进行数据模拟对比，测量精度大大提高。
2.区域地形图绘制
对区域野外采点完成后，就要绘制水利水电工程处的地形图，即常说的碎部测量。RTK技术是目前地形图测绘过程中使用比较广泛的技术。RTK技术对于平面上点的测量精度高达达到1厘米，对数字高程的测量精度高达2厘米，完全可以达到绘制地形图的要求。利用流动的接收站完成就可以完成相应的测图作业。将采集在制图的过程中一般使用现成的制图软件进行制图，将采集到的数据输入绘图软件后即可完成制图工作。较之传统方法，大大提高了准确率，也大大提升了工作效率。
3.放样
水利水电项目立项后，在施工开始前就要进行放样工作。放样就在绘制完成的地形图上将水利水电工程建筑物的关键的轴线、坐标、高程和距离信息在地形图上标注出来。RTK放样技术因精度高、效率高的特点，前期放样多采用该技术。在施工过程中存在很多不确定因素，RTK所提供的信号有可能受到外界因素的干扰，因而在施工过程的其他环节还是采用全站仪放样，以保证放样工作的精准度。
利用全站仪放样的过程中要保证前后的视距通视，如放样点与已知点不通视，就要对放样点数据进行加密测量甚至是交会测量，这样就会大大增加放样的工作量，但如地理位置不理想，不能使用RTK技术，工作量增加也是不能避免的。综合来讲，放样工作选择全站仪还是RTK技术，要结合施工地点具体信息综合考虑，但如果对比二者均能适用，优先考虑RTK技术。
4.后期监测
为保证水利水电工程的整体工程质量，在施工结束后还需要对工程进行一段时间或者长期的监测，重点项目甚至会终身检测，对部分信息还要进行复测工作。这些需要后期监测的项目，要在施工之初预留相应的监测点，利用RTK或全站仪来对监测点的位置进行实时的测量，并记录对比位置变化的信息。对于位移较大的测点要引起重视并及时分析原因并处理之。
结论
近几年，我国在基础设施投入上的力度不断加大，作为国民经济命脉的水利水电工程也获得了突飞猛进的发展，GPS测绘技术对于水利水电工程前期的地理勘测、后期的维修和改扩建及事故救援有重要的意义。业内要不断对GPS测绘技术进行完善，总结工作经验，加大设备的更细设备，培养专业的测绘人才，不断提高测绘精度。为我国的水利水电实业发展保驾护航，进而促进国民经济又好又快的发展。
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]裴喜安．GPS技术在水利工程测量中的应用[J].安徽水利科技，2003(4):45 -46．
[3]潘正风，杨正尧，程效军，等．数字测图原理与方法[M].武汉: 武汉大学出版社，2004．
论文作者:王龙刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/29
标签：测量论文; 技术论文; 水利水电工程论文; 地形图论文; 工作论文; 精度论文; 数据论文; 《基层建设》2017年第14期论文;