阳信县水利局 山东滨州 251800
摘要：提高水利测绘工程的工作效率，确保水利工程的安全运行，是我国经济发展的重中之重。目前，全球定位系统具有实时性、连续性、高精度、全天候测量和自动化等优点。现阶段，GPS高程测量在水利测绘工程中的应用越来越广泛。
关键词：GPS高程测量；水利测绘；应用
前言
对于水利工程测量来说，高程测量十分重要，需要高端科学技术的支持，其中测量精度十分重要，GPS高程测量技术则有效解决了这一问题，若测量结果出现差错或较大误差，必将会降低施工方案的可行性，在后续施工时极易出现返工，造成施工浪费,影响工程进度,所以务必要保证高精度测量。随着近年来GPS测量技术的发展成熟，其技术应用特点在水利水电测量过程中发挥着重要的作用。
1 GPS高程测量的基本概述
1.1 GPS的定位原理
GPS高程测量的基本定位原理充分利用了全球24颗导航定位卫星系统来提供全天候长期连续全免费的标准定位服务，是指在用户接收到卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息后，利用计算机计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。
1.2 GPS高程测量系统组成
GPS高程测量系统主要由空间部分、地面监控部分以及用户设备3部分组成。其中空间部分由24颗均匀地分布在20200km的高空中的GPS卫星组成，卫星运行周期约为12h，能够确保可以在任何时间、任何位置同时观测到4颗以上的卫星；地面监控部分是分为监测站、注入站和主控站三个部分，其主要功能是实现对卫星数据的获取并将卫星星历注入卫星的存贮系统，以及对卫星的监视等功能；而用户设备则主要是指GPS的接收机，在接受到卫星发来的信号后可以实现对基线向量以及点位坐标的准确测量。
1.3 GPS高程测量的特点
现阶段GPS高程测量在水利测绘工程中的应用越来越广泛，主要是由于全球定位系统GPS具有实时、连续、精度高、全天候测量和自动化程度高等优点。首先，GPS高程测量精度高，并且可以不受天气的影响进行全天候作业。GPS高程测量能为用户提供连续，实时的精密时间、三维速度和三维位置，完全满足水下地形点的平面位置精度要求，其采用差分定位的方式能够保证在动态的情况下解算的点位精度可达到mm级；其次，GPS高程测量大大降低了测量作业的劳动强度。不但节省了常规测量所需要的造价费用，还简化了常规测量的测量步骤。
2 GPS高程测量在水利工程中的应用现状
GPS高程测量技术在我国目前的水利工程测量过程中已经得到广泛应用。GPS定位技术在相对测量与定位中起到了重要作用。为了提高测量数据的精准度，L1、L2载波被用来对局域差分进行测量，不同的接收机之间的接收数据不同，差分法被用来计算各数据之间的差异，之后，一次差异被经过处理，得出二次差异值。待定基线的长度为一次差和二次差相减得到的数值。目前，静态作业、RTK等作业模式是应用率最高的两个计算模型，具有测量数据精度高，测量用时较短、应用范围广等多个特点，受到水利人员的青睐。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国的GPS高程测量技术应用范围较广，技术水平较高，特别在最近几年取得了巨大的进步，在三峡大坝的建设等重要的水利工程中都起到重要的作用。经过长期的时间与完善，国内的GPS高程 测量技术水平已经达到四星级。在之后的水利工程中，GPS高程测量将成为必不可少的一项技术。
3 GPS高程测量在水利工程的应用方法
3,1曲面拟合法
该方法的具体步骤为找出数学曲面，保证多个数学曲面的连续性，在大地水准高程系统的基础上进行拟合，这种方法因涉及到众多数学曲面，被称为曲面拟合法。此方法在GPS高程测量技术的发展前期被广泛应用，但是经过发展，难度的加大，级别升高，此方法不再适用于高级水利工程过程。
3.2重力场的模型内插
首先根据局部或是整体的重力特点构建物理模型。利用重力场模型对高程系统的异常值进行计算，运用模型内插来实现正常高和大地高的转换过程。此过程的测量精度要达到较高的标准，例如，GPS高程测量的控制网要选用高规格的RTK接收机和高规格的单频接收机来进行综合测量；从网内选取多个点，以此为水准进行控制，将重力似水准与水准似大地水准进行拟合，来获得高精度的水准结果；要求数据的极差控制在0.1mm以内，标准差要尽可能的小，避免数据离散程度较高。
3.3顾及地形改正拟合法
利用DEM来对高程异差进行计算分析，确定其短波分量的大小，对该分量进行处理，减缓高程数据的上下波动，使其达到平缓状态，再将短波分量进行还原处理。水利工程的修建地点多为地形复杂的山区，当地的地形条件与经济条件较差，硬件设施比较落后，给水利工程的过程带来巨大的不便，此种方法对于地势起伏较大的山区测量有重要作用，能够降低由于海拔相差较大带来的工作困难，目前已经达到广泛应用。
4 GPS高程测量的注意事项
对于GPS高程测量这个技术手段，在使用时，需要工作人员注意很多事项。观测的时间段可以选取在一天的任何时候，但是在观测过程中，如果出现天气突变等情况应该立即放弃观测，因为一个时间段内，天气情况的不稳定会导致测量结果的不准确性增大。然后再在天气情况合适的条件下，重新选取一个时间段进行观测。如果观测一定要在雷雨天气下进行的话，在使用仪器测量时一定要防止雷电，避免雷击给实验带来的误差和经济损失。在观测前，一定要对机器进行严格地对中与整平，并注意相关仪器和设备的操作方法和注意事项。采用光学对电器进行对中并采用垂球进行检核，对中误差应控制在2mm以内，天线定向标志线应指向正北。对于GPS高程测量使用的仪器，在使用之前，都应该进行仪器的检定，在使用之后都应该进行仪器的维护。项目中所必需使用的GPS接收机及天线都必须按照相关规定对其进行观测前和观测后的检验。通过检验后符合要求的机器才能在机器的有效期内进行使用。如果在使用有效期内，出现了任何问题和故障，应该立即予以检验，以保证机器的寿命和观测实验的正常进行。
5 GPS高程测量在水利测绘方面的前景
就水利工程来讲，大多建设在偏远地区，交通自然不顺畅，因为地形非常复杂，所以高程测量也就变得十分困难。与传统的高程测量方法相比，GPS高程测量方法有很高的利用价值。GPS高程测量方法不需要通视、拥有较低的工作强度并且效率要比传统方法高许多。通常对高程测量的要求是能够达到四等及以下几何水准，所以在这方面，GPS高程测量系统得到了广泛认可与应用，因此可以将更大的精力和资金投入到GPS高程测量中，来为我国的技术领域特别是在水利工程方面做出更大的贡献。任何事务都有两面性，有优点必然也有缺点的存在，和GPS高程测量所拥有的优点及所带来的便捷相比，GPS高程测量的缺点也就显得微不足道了。但是大家不能被优点和便捷遮住了双眼，从而忽视缺点，而应该减少缺点给测量带来的不利因素，更加地注重细节、完善每一个步骤，从而使测量变得更为准确。
结束语
在水利工程测量中，GPS高程测量技术的应用可以有效增加测量的精度，保证测量的工作效率。但是，在具体的应用中还有一些问题存在，所以还需要我们对这一技术不断进行完善和优化，增加GPS高程测量技术的应用范围，保证其优势功能的全面应用。
参考文献
[1]李广锋.GPS测量技术在土木工程施工领域中的应用[J].中国建材科技，2014（05）
[2]马金丽.GPS高程测量及在水利工程中的应用[J].科技致富向导，2015，(4)：307-308.
论文作者:边娜
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/18
标签：高程论文; 测量论文; 水利工程论文; 技术论文; 接收机论文; 曲面论文; 水利论文; 《基层建设》2018年第2期论文;