摘要：GPS技术是一种相对较为先进的全球定位技术，具有简便、精准、可靠性高等特点，有效的提高了工程测量的效率与精度，很大程度上促进了工程测量技术水平的发展。基于此，本文将针对GPS技术在水利工程测量中的应用展开分析和探讨。
关键词：GPS技术；水利工程；测量
引言
GPS技术在不断地发展，在水利工程测量中，应用GPS技术不仅可以降低成本、提高效率和精度，而且还不需通视，因此，大部分用户都青睐于使用该技术。GPS的定位系统非常准确，其精度可以精确到厘米单位，由基准站所发出的GPS高精度定位数据，可以在短短几秒内通过现在的ＲＴＫ实时动态差分法就能得到，因此，在水利工程测量中将广泛地推广使用GPS技术。
1 GPS技术的特点
利用GPS信号接收机，可以实现水利工程中的定位测量。在GPS系统中，其重要设备即是GPS信号接收机，它由电源、主机、天线这三个部分组成的。通过该设备能够有效快捷地控制信号，从而有利于GPS系统在水利工程中的测量定位。大地型接收机是水利工程测量中经常使用的设备，按照接收的卫星信号频率该设备被分为两种，一种是单频接收机，其测程大概是15千米，另一种是双频接收机，其测量距离超过数百公里。最近几年，实时动态（RTK）接收机的出现，又大幅提高了测量效率，它通过无线电台改正基线站的差分，并发给移动站，从而实现实时定位。
GPS技术的特点表现在：（1）对地形适应性强。GPS技术主要是依靠卫星来实现定位，避免了以往测量工作中受地形通视条件的影响，这也大大增加测站选址的灵活度，有利于各类复杂地形的测绘工作，但同时GPS技术需要保证测站上空的开阔，以减少对卫星信号的影响。（2）定位精度高。与传统工程测量所使用的红外线仪相比，GPS接收机设备在短距离内的定位精度相当，但距离越长，GPS测量的精度优势则越明显。（3）测量效率高。采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30～40min左右，采用快速静态定位方法，观测时间更短，效率更高。（4）易于测量操作。GPS技术本身能够达到较高的自动化水平，其测量设备也越来越趋向于便携化和智能化，工作人员只需要确保天线调整到位，设备运行稳定，就可以通过GPS接收设备与计算机数据处理软件系统，轻松的实现观测数据收集、处理，并获得测点的三维坐标信息。（5）不间断连续作业能力强。GPS观测受外界气候环境影响相对较小，在实际测量作业中很少受时间地点限制，因此，具有着较强的不间断连续作业能力，能够充分满足测量工作的需求。
2 GPS技术在水利工程测量中的应用
2.1野外数据采集
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。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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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精度就会较高且可靠，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绘制区域地形图
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施工放样
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控制测量
采用GPS技术可对水利工程的枢纽区及库区的带状工程地形图进行测量。例如，库区淹没界桩测量、引水工程控制测量等，大多数水利工程主要采取点连式、边连式等布网方式构成的三角锁或者大地四边形同步观测图形；对于精度要求较高的控制网、变形监测网等，一般采用边连式、网连式的构网方式，该方法，构网比较严密，图形的几何强度较高，因此广泛应用于水利行业的控制测量中。
2.5变形监测
地基变形问题很容易影响到水利工程结构整体的稳定性与可靠性，影响水利工程的质量。地基变形的监测，始终是水利工程建设中的重要工作内容。而传统方式下对地基下沉及位移等变形的监测，面临着监测点位多、工作量大，监测难度高，易受到环境条件干扰出现误差等问题的困扰，必须要采取更加先进有效的技术措施予以完善和加强。对此，采用GPS－RTK技术来加强水利工程地基变形监测技术的现代化水平是一个十分有效的解决措施，GPS－RTK技术能够更容易的实现对庞大建筑地基众多点位的自动化监测，同时利用GPS定位方面的优势作用，还能够充分的保障变形监测数据的精确性与可靠性，这就能够很大程度上减少传统监测手段所带来的工作压力，而GPS技术良好的环境适应性，也能够充分保证不同环境下测量工作的正常进行，同时还能够将测量数据自动即时传输至相应处理系统，在数据处理分析方面也有着较高效率，更有利于对地基变形的有效控制。
结语
综上所述，水利水电工程测量工作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：
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[3]刘和平，薛双良．GPS测量技术在水利水电工程测量中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版），2015，21（03）.
论文作者:张继元
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/9/27
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