陈新立
开封市水利建筑勘察设计院 河南开封 475000
摘要：GPS的不断发展，使得其已经逐渐渗透到各行各业，水利工程测量中也不例外，而在水利工程中，GPS虽然较晚出现，但是发展迅速，归功于测绘的工作者在有关GPS的方面不断开发新的技术与应用。近几年，我国水利工程规模不断扩大，水利工程测量问题变得越来越艰难，合理有效的工程测量工作可以有效的保证水利工程质量，保证施工人员的生命财产安全。基于此，本文对GPS 技术在水利工程测量中的应用进行了详细的阐述。
关键词：水利工程；测量；GPS技术
水利工程作为国家不可缺少的基础设施，在许多方面发挥着不可替代的作用，例如：防洪、发电、灌溉等等，在水利工程实施时，与其他工程相同的是，需要事先进行测量，勘探，得出结果，设计合理，才能进行下一步的施工，因而测绘工作显得尤为重要，对于以后施工有重要影响，所以必须保证其精确性，现代科学技术和测绘新技术的发展，给直接为经济建设服务的工程测量带来了严峻的挑战和极好的机遇，GPS在水利工程中的不断应用，帮助人们解决严峻的水利工程测量问题。本文先对GPS的概念详细解释，以及GPS的优点，推广到GPS技术在水利工程测量中广泛应用，对于测量过程中容易出现的问题提出建议，对GPS技术的发展前景做出展望。
一、GPS工程概述
1.1 GPS定义
GPS是由美目国防部开发的星摹无线电导航系统。GPS每天24小时为全球陆、海、空用户伞天候提供二维位置、速度和时间信息。它比其它无线电导航系统精度更高。GPS作为一种定位手段，可戊用它的静态和动态定位方法，直接获取各类大地模型信息，解决传感器位置和姿态的快速定位问题．这样也就解决遥感信息的定位问题。
GPS即全球卫星定位系统，借助GPS定位卫星，可实现全球范围内的定位和导航。关于GPS 系统的构成，主要有以下3部分：①空间部分。在距离地面2000 km 的高空均匀分布有24颗卫星，分布在6 个轨道平面，可实时全天候对地观测到地球任何地方。不过受大气摩擦影响，导航精度会有所转变；②地面控制系统。又可分为地面监测中心、地面主控制站和地面天线，职责是接受卫星发出的信号信息；③用户设备，主要是指GPS 信号接收机，可跟踪卫星并获取卫星信号，然后测量出二者距离、卫星轨道等参数，经内部微处理计算机分析处理后，便可得到用户的三维坐标。
1.2 GPS优点
GPS系统具有以下主要特点：高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。①定位精度高。GPS全球卫星导航系统自建成以来，经过美国的不断完善，到目前为止，民用版本的导航精度已经达到了厘米级别。很多的应用实践证明，GPS相对定位精度在50km 以内可达10毫米，100～500km 可达100 毫米，即便到了1000km以上可以轻松达到达300毫米左右。
②测量时间较短。GPS 全球卫星导航系统依托于位于地球同步轨道的24 颗导航卫星和24 颗备份卫星不间断向目标区发射导航信号来实现导航功能。而且，GPS导航信号既能覆盖全球，又可以一天二十四小时不间断工作。因此，在水利测量中，GPS导航信号既能在很短的的时间内测出所需要的数据，而且可以实现不间断的监控。据研究，GPS每刷新一次测量数据仅需数秒。③测站之间无需通视一般情况下，对一条水利工程进行有效的测量与监控，需要数以百计的测量站。尤其是像长江这样的超大型河流，需要的测量站就更多了。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在传统测量条件下，不同测量站之间的通视一直是非常难解决的问题，而且，两座测量站之间的距离越远，通视越困难。因此，就导致了测量站之间的信息交换与沟通协作几乎难以实现。
二、GPS技术在水利工程中的应用
2.1放样测量
在水利工程测量过程中，采取RTK 点放样和线路放样，进行点放样时，首先将放样点坐标和静态网中的坐标转换参数一起上传到GPS流动站中，然后根据所放点标识进行实地放样，放样精度可以控制在5cm以内；进行线路放样时首先在室内根据线路中心线的弯道元素编制线路中心线文件，将该文件和坐标转换参数上传到CPS流动站接收机，在实地依桩号和所放点与中心线的关系进行现场放样。
2.2场区平面控制网布设原则
必须从整体上考虑平面控制，遵循“先整体、后局部”的测量思路，把握和控制测量精度的原则；根据总体方案设计，安装平面控制网，布置施工场地；在能见度良好的情况下，测量定位点应布置在易保护、安全良好的地方；桩位需要时用钢管进行围护，必须用混凝土保护，同时用红色油漆做好标记，以方便后期测量。
2.3高程测量
GPS 测量资料与水准测量资料相结合，来确定区域性大地水准面的高程是一种有效的方法。这种方法要求GPS观测点具有水准测量资料且密度适当，分布比较均匀。利用高精度GPS 定位技术精密确定观测点的大地高程差，并根据建立的适当大地水准面数学模型，内插出计算点的高程异常或异常差，从而得出特定点的正常高。
三、GPS应用中的建议
外业实施过程中，要经常性地连测一些已知水准点，随时进行高程比较，以避免气候等不确定因素引起的观测数据粗差7.6GPS高程测量虽然经过科学的数据处理可以保证精度满足需要，但由于搜集或建立测区重力成果。数字高程模型，重力场模型等资料不是一件轻而易举的事情，况且GPS高程测量数据经过处理才能达到相应等级的高程精度，再者相关规范也无明确规定，所以建议在生产中应有选择的使用GPS高程测量技术。
四、GPS技术的应用前景
水利工程随着我国经济飞速增长迎来了新的发展机遇和新挑战，水利工程测量设计行业硬件设施以及软件技术不断投入和重视。更为严格设计工程测量意味着挑战。不仅要求更高的硬件设施，还要软件支持提供地面数字化测绘产品。施工前，设计等所有过程管理实现。水利工程测量要求内外一体化是对水利工程测量起关键作用。目前的技术条件水利工程测量，即使采用先进仪器电子全站仪和水准仪测量方法效率也相对而言较低，作用难度受环境限制较大，在水利工程中应用，GPS技术作为GPS中一个有着非常广阔的前景的方面。
五、结束语
水利工程的建设为当代社会的经济发展贡献了重要的力量，发挥举足轻重的作用，时代在变，人们的要求也在变，随着而来的对水利工程的测量要求也越来越高。因此，为了顺应新的形势，需要相关人员的不断努力，不断拓宽GPS技术在水利工程的应用，研发新的技术，国家政府需要积极引进先进的技术和设备，为水利工程的不断发展、GPS技术的不断应用增光添彩。
参考文献：
[1]高年.水利测量工程中GPS的应用[J].住宅与房地产，2016（18）
[2]张萍.试论水利测量工程中GPS的应用[J].黑龙江水利科技，2014，42（04）
论文作者:陈新立
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/8
标签：测量论文; 水利工程论文; 高程论文; 技术论文; 精度论文; 水利论文; 工程论文; 《建筑模拟》2018年第1期论文;