水利测绘中GPS控制测量的应用

马坤 王俊雷 王娜

摘要：随着GPS技术在世界范围内的快速发展，它在水利测量、土木建筑、环境改造等方面得到了广泛的应用。全球定位系统称为全球定位系统，它具有操作简单、精度高、不受自然因素和外界环境等可见条件的影响等优点，在其工作中起着重要作用。水利测绘作为GPS技术在平面控制中的重要应用，正在蓬勃发展和完善。大量的实际数据表明，GPS相对定位系统技术可以以极小的量级精度获得实测的三维相对坐标。

关键词：水利测绘；GPS；控制测量

水利工程是一项复杂的工程，对专业性要求很高。在水利工程测量过程中，需要先进的测量方法。GPS技术以其精度高、成本低、效率高等优点在水利工程测量中得到了广泛的应用。水利工程测量容易受到多种因素的影响。如果单纯使用普通的测量技术，我们不可能获得更准确的数据，而且测量工作量也很大。通过利用GPS技术完成水利工程测量工作，可以有效地减少各种不利因素的影响，能够在复杂环境下大面积地进行测量，不仅能够有效地满足水利工程测量的要求，而且测量人员的工作量大大减少，可以缩短测量周期，对节约测量成本具有重要意义。

一、GPS技术的主要概念
　　GPS技术本身具有很高的应用率，无论是在日常生活中还是在国家大型科技研发项目中，GPS技术都是一种非常重要的技术形式。其主要原因是GPS技术能够在一整天内连续进行定位工作，具有较高的精度和效率。正是由于这个原因，全球定位系统技术也被用于矿山测量。随着GPS技术的进步，对员工的综合素质提出了更高的要求。测量队伍的工作人员必须具备较强的基本素养，工作效率要足够高，以保证GPS技术本身的作用得到充分发挥，从而保证测量工作的顺利进行。一般来说，GPS技术可分为GPS卫星星座、地面监测系统和GPS信号接收器三部分。GPS主要通过互联网定位的方式，基于网络的创建。对于GPS网，可分为野外作业和室内作业两部分。野外工作主要是在野外地区进行，也要完成调查工作。内部工作主要是技术工作和信息交流，两者在本质上有很大的区别。

二、GPS技术在水利工程测量中的优点

（一）测量速度快

GPS技术在水利工程测量中的应用，可以有效地提高测量工作的速度，做好水利工程测量的定位工作。例如，在进行传统的水利工程测量工作时，主要使用全站仪和水准仪进行作业。这些操作方法会增加工作人员的工作压力，降低测量工作的质量，而且测量数据的准确性很难得到保证。利用GPS技术可以有效地对水利工程进行快速定位，找出监测点位置，提高工作人员的工作质量和效率。

（二）精确度高

现阶段，GPS技术主要通过码定位和载波定位两种定位方式的运用，这两种定位方式能够有效地提高定位精度，保证测量工作能够顺利进行。一般来说，GPSRTK 技术主要应用于水利工程，点位精度可达厘米级。此外，GPS技术在水利工程测量中的应用，不仅可以为工作人员提供测量数据，而且可以做好三维坐标的测量工作。

（三）降低测量成本

利用GPS技术对水利工程进行测量，可以减轻工作人员的工作压力，降低人工测量的投资成本，提高测量质量和效率，缩短水利工程的测量周期和成本。

3. GPS技术在水利测量工程应用存在的问题及措施
   　　（一）GPS技术在水利测量工程应用存在的问题
   　　（1）GPS技术在实际测量中的误差。虽然利用GPS技术可以有效地提高传统的水利工程测量精度，但由于一些水利工程的测量方向不同，在水利工程测量中存在一定的误差。在高山、峡谷或茂密森林的深处，许多障碍物会影响卫星信号。一旦信号被阻断，就很容易在测量中产生误差。由于大多数水利工程的地理环境较为复杂，数学模型的选择不能完全适应较为复杂的地理环境，造成后续计算中不必要的偏差。

（2）经营者的经营水平明显不足。现有的GPS测量技术虽然操作比较简单，但仍然是一种高科技工具，需要一定的专业知识和操作技能，特别是在数据和设备异常的情况下，需要专业人员进行操作。但目前我国部分水利工程现场测量人员，只是接触了GPS技术，缺乏操作技能，也缺乏相应的专业知识，因此整体操作水平不高。

（二）提高GPS技术在水利测量工程应用效果的措施
　　（1）减小GPS测量的误差。在水利工程中，测量环节对整个工程的后续施工有着非常重要的影响，其测量精度直接关系到水利工程的安全。一旦错误过大，就会掩盖重大安全风险，导致不可预测的损失。因此，在选择数学模型时，必须减小GPS测量的误差，严格按照规定的标准操作，减少外部因素对测量的影响，并根据当地条件选择更合适的模型。

（2）提高GPS测量技术人员的素质。要加强专业测量技术人员的素质提高，强化GPS技术原理、测量方法和设备的工作内容，规范作业标准，熟悉作业过程和影响因素，详细说明作业中可能遇到的问题及解决办法，提高技术人员的应对能力。同时，要培养技术人员的业务素质，提高工作效率。

四、GPS技术在水利工程测量中的应用

目前，GPS测量技术已广泛应用于各行各业，如施工现场、水利工程等大型工程，特别是对测量精度要求较高的大型控制网。为此，本文主要讨论了GPS技术在水利工程测量中的应用，主要包括以下几个方面： 1,GPS测量技术应用于水利工程现场测量； 2,GPS技术在水利工程控制网中的应用； 3 ,GPS-RTK 技术目前在水利工程实时动态测量中的应用。

（一）GPS测量技术应用于水利工程的外业测量工作

在GPS野外测量过程中，选点是最重要的工作。GPS点位对测量结果的精度有很大的影响。因此，在选择GPS野外测量点时，必须做好充分的测量工作。在利用GPS进行观测的过程中，最重要的方面是GPS三脚架的对准和水准测量以及仪器的观测。这方面的GPS观测工作与一般的观测工作过程有很大的不同： 在无线布站工作中，首先要做的是设置一个正常的布站点，其相应的天线应稳定地固定在三脚架平台上，放置在标志中心的上方对应位置，天线基座上的圆形水平气泡必须平放。

（二）GPS技术在水利工程中的控制网中的应用

利用GPS技术可以测量水利枢纽区和库区的带状工程地形图。例如水库区水下边桩测量和引水工程控制测量，大多数水利工程主要采用点联网和侧联网组成的三角形船闸或大地四边形同步观测图，对精度要求较高的控制网和变形监测网，一般采用侧联网和网联网的施工方法。该方法观测数据冗余多，网络结构严密，图形几何强度高，在水利工业控制测量中得到了广泛的应用。

（三）实时动态测量GPS-RTK技术在目前水利工程中的应用

GPSRTK 的工作方式是将GPS接收机设置在已知的测点作为参考站，设置GPS接收机接收所有卫星信号模式，并实时搜索其上方的卫星，将接收机中的无线电台发送的信号传输到GPS移动站，与其建立连接。GPS移动站在通过仪器接收GPS卫星信号的同时，也接收参考站发送的无线信号。通过这种方式，GPS移动台的相对定位可以快速、实时。该技术能够实时、快速地定位出流站任意位置的三维坐标。因此，实时动态测量GPSRTK 技术在目前的水利工程中得到了广泛的应用。

结语：随着科学技术的飞速发展，GPS被广泛应用于各行各业。它在水利工程计量中的应用，不仅为水利工程施工提供了更大的方便，而且提高了水利工程计量的质量和效率，具有较高的精度和效率，为水利工程建设提供了重要的信息支持，从而全面提高水利工程建设水平，为我国水利事业的健康持续发展奠定了良好的基础。

参考文献

[1]查成刚.GPS高程测量在水利测绘工程中的应用[J].住宅与房地产，2021(12):240-241.

[2]王波，王伟娜，陆威.GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用[J].冶金管理，2020(23):99-100.

[3]李正威，李昆.GPS高程测量在水利测绘工程中的运用[J].长江技术经济，2020,4(S1):72-75.