水利工程中GPS测绘新技术的发展及作用研究

水利工程中GPS测绘新技术的发展及作用研究

袁金彪王立国

江苏省工程勘测研究院有限责任公司江苏扬州225002

摘要：GPS测绘技术可以说是如今最为常用的一种先进技术，随着水利工程中GPS测绘技术的不断运用磨合，GPS测绘技术不断在实际的工程变得更加完善，给水利工程带来了更为广泛的定位。水利工程的发展对于我国现在的社会经济建设起到了巨大的推动作用，我国对水利工程十分重视，全国各地都在大力推行水利工程项目。鉴于此，本文主要分析水利工程中GPS测绘新技术的发展及作用。

关键词：水利工程；GPS测绘新技术；发展

随着我国经济的发展和科学技术水平的提高，以信息技术为代表的数字技术、卫星遥感以及激光测距等各种新兴技术开始逐步在很多行业领域得到了越来越广泛的应用。与此同时，水利工程作为我国重要的基础性设施，不仅可以对于保障人们生产生活的正常进行有重要的作用，而且还具有促进农业生产、发展产业经济的重要功能，因此，近年来水利工程项目的建设规模和设计施工水平也得到了较大的提高。为了进一步提高水利工程的建设质量和水平，要积极应用各种测绘新技术，提高测绘工作的效率，保证测绘数据的精度，这样才能为水利工程的施工建设提供更加准确的参考依据，有力地促进我国水利工程建设的现代化发展。

1、GPS概述

GPS技术由多个卫星协同作业实现，目前GPS技术中应用的卫星有24颗，这些卫星平均分布在各个太空运行轨道上，形成了一张完整的监控与探测网络?这个网络能够对无数个终端提供数据与定位服务，最直观应用就是日常生活中常使用的汽车导航系统?GPS技术通过反馈的载波进行比对分析，实现最终定位?GPS定位结果并不是轻易得到的，多个卫星所采集的定位数据需要传输到流动站，流动站再根据基准站所提供的坐标信息，进行相位差比较，而后确定准确定位坐标?GPS技术包含的内容十分广泛，可分为修改矫正法与相位差分法两大类进行分析，修改矫正法具有一定的实时性，修正值会随着具体情况的改变而发生变化?基准站将实时修正值传送给流动站，在这一基础上进行坐标确定更加准确，定位效率也能够有所提高?相位差分法是GPS技术中较为主要的一部分，通过卫星接收的载波来确定相位差?GPS系统除卫星?流动站?基准站外，还包括配套地面信息接收与监控系统，即控制站与监测站?我国GPS技术相对于许多发达国家，在应用程度上还存在一些差异?美国以其先进的科学技术在GPS的应用过程中，在原有定位基础上进一步延伸，实现了精密度更高的定位服务:普通定位与高端定位?针对不同的用户，普通定位通常采用粗测码面向普通用户，而高端定位测距码更加精确，面向美国军方以及特殊作业部门?早在21世纪初期，美国政府就已经将GPS技术中的可用性政策废除，加强GPS用户体验?对从卫星到流动站再到GPS用户数据传递的时间进行计算测量，从而得到估算定位坐标，时间估算法是一种较为精确的预测方法?GPS技术中需要通过载波来进行信息传递，目前常用载波可分为两种，即L1与L2，两者不同之处在于L1载波中附加了伪随机码与精密码，而L2载波只附加了伪随机码?在实际应用过程中，这两种载波均可进行定位工作，在水利水电工程的测绘工作中都起到一定作用。

2、水利工程中GPS测绘新技术的作用

2.1功能性强，测绘范围广

GPS可实现大范围的高精度测量，传统基线测量在长距高测量时，精度低，GPS可克服这一缺点。具体来说，在静态定位模式测量工程中，如果基线在50km以下，GPS定位的精准度可以达到1×10-6～2×10-6范围。如果基线超过100小于500km，定位的精准度可以达到10-6～10-7左右。如果GPS用于实时定位，精准度的测量单位可以为分米和厘米，误差程度越来越低。

随着GPS技术的高效发展，无论是工程测量、大地测量还是航空测量等各个领域都有所应用。最重要的是，GPS测绘技术可以做到测量时不受时间和地点的限制。

2.2定位精准度高

无论在静态测绘还是动态测绘，GPS测绘技术打破了传统测绘技术的弊端，可以把精度控制在标准的范围内。

GPS的原理是用卫星在太空中的位置作为基础计算出一个点在地球上的位置，需要非常精确的测量三个卫星分别到地球上某一点的距离，由空间星座、地面控制和用户设备等三部分构成的，根据GPS测量技术原理特点，能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点。另外，GPS测绘技术还可以按照不同的标准进行测绘，直到达到测绘人员的预期效果。

2.3操作便捷程度高

GPS测绘技术在实际的应用中由于其自动化和集成化水平较高，在实际的测量过程中所涉及的仪器的安装与设备的连接都十分简单。GPS测绘仪器可以直接自动开启卫星定位系统，对测绘目标进行跟踪定位，GPS的使用，在很大程度上减少了人为操作，节约了人力，提高了测绘的工作效率，同时一定程度上减少了由人为因素造成的误差值。

3、水利工程中GPS测绘新技术的应用及发展

3.1渠道断面的测量

在确定渠道线路之后需要对渠道断面进行测量。每次开始测量之前，需要设置基站，并对仪器进行校点，通常使用三角架，持续接收10min信号，从而保证测量高程的精度。对边桩精度进行确定时，对测量精度可以适当放宽，通常边桩的高程限差为10cm即能达到要求。设置中桩时，每相隔20-50m需要设置1个中桩，并对应测量一个横断面，两个中桩之间可以不通视。

3.2RTK渠道建筑物的测量

使用GPS-RTK测量方式能够方便的增加测量交叉建筑物的控制桩，因为建筑物坐标高程与渠道线路的坐标高程系统一直，可以直接在现场就能够确定渠道和渡槽、倒虹吸、隧洞的平面交角，并由此而快速准确的计算得到水头损失。但是，在测量渠道建筑物时可以适当增设一个流动站，并根据建设项目施工需要对各地形进行测量，使得渠道断面与建筑物测量能够同时进行，避免了需要增加测量工作点而导致测量成本增加的问题。

3.3GPS外业测绘

GPS技术的测绘需要先对测绘的位置确定好，这是GPS技术测绘的关键点，如果没有提前将点定位好，那么GPS技术也无法准确测绘，错误的测绘结果将会给水利工程带来麻烦。为了让GPS技术的测绘保持准确性，必须要提前最好充足的准备，对所需要测绘的地区进行地理位置、标型状况、标架条件等的情报收集。确保提前的位置选择精准正确，这样GPS技术才能准确的进行。GPS技术外业测绘和常见的测绘有很大不同的，外业测绘需要将GPS技术打开并且还要安装无线，而无线的位置就是GPS技术外业测绘需要提前定位的关键所在，无线的位置定点一定要非常的准确。并且外业的环境复杂，对于GPS技术的外业测绘最好还是需要讲无线装置的位置固定好。

总之，随着各种新兴技术在测绘工作中的应用，极大的提高了测绘工作的效率和水平，而测绘技术的不断更新发展也有力的促进了我国水利工程的建设，有效的降低了水利工程在设计施工中的测绘难度，也提高了水利工程项目的测绘数据精度，为保证水利工程设计施工的质量提供了更加科学准确的参考依据。因此，测绘工作人员要对各种测绘新技术进行深入的分析研究，充分掌握新技术的应用要点，更新测绘理念，提高自身的专业技术水平和综合素质，并不断对测绘技术进行创新，使其能够更好地服务于水利工程的建设，从而推动全行业的现代化发展。

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