水利工程中GPS靜態(tài)測(cè)量探討

1、水利工程中GPS靜態(tài)測(cè)量探討 水利工程中GPS靜態(tài)測(cè)量探討 摘要：GPS是全球定位系統(tǒng)的簡稱，它在水利工程中起著至關(guān)重要的作用，可以說沒有它水利工程就像鳥兒失去了翅膀。GPS的優(yōu)點(diǎn)有很多，它具有定位精度高、操作簡單和無需通視等特點(diǎn)，在工程的設(shè)計(jì)施工以及后期的維護(hù)都起到了很重要的作用。 關(guān)鍵詞：水利工程；GPS；靜態(tài)測(cè)量 中圖分類號(hào)：TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 1 GPS技術(shù)的開展?fàn)顩r GPS定位系統(tǒng)是由美國陸海空三軍聯(lián)合所研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，因其具有全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性導(dǎo)航地位及定時(shí)功能，所以越來越受到各個(gè)行業(yè)的青睞。GPS的相對(duì)測(cè)量定位由于精確度高而且使用費(fèi)用相對(duì)較低等特點(diǎn)被引入到水利工

2、程的測(cè)量中。這是對(duì)水利工程測(cè)量的一項(xiàng)重要技術(shù)革命。GPS中的相對(duì)測(cè)量定位是將L1和L2載波相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)相對(duì)觀測(cè)值的高精度測(cè)量。它的根本原理是采用載波相對(duì)測(cè)量局域差分法。這種方法的大致內(nèi)容是：在接收機(jī)之間求一次差，在接收機(jī)和衛(wèi)星觀測(cè)歷元之間求二次差，通過兩次查分計(jì)算得出待定基線的長度。GPS中的靜態(tài)測(cè)量主要運(yùn)用在對(duì)地理的測(cè)量上，例如地殼變形觀測(cè)、國家大地測(cè)量等。隨著科技的不斷進(jìn)步以及GPS技術(shù)的不斷開展，相信GPS會(huì)被運(yùn)用到更多的領(lǐng)域，為人類的生產(chǎn)生活造福。 2水利工程中GPS測(cè)量的特點(diǎn) 首先，水利工程中的GPS測(cè)量不需要觀測(cè)站之間的通視，利用其特有的測(cè)量原理就可以完成觀測(cè)站之間的聯(lián)系。在沒有

3、引入GPS測(cè)量技術(shù)以前，在對(duì)水利工程進(jìn)行測(cè)量時(shí)，最大的困難就是觀測(cè)站之間的通視條件不好，這不僅會(huì)影響到測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性，而且會(huì)影響施工質(zhì)量。GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，使得觀測(cè)站之間的通視問題得到解決，使得選點(diǎn)工作更加靈活方便。其次，GPS技術(shù)的高精確性縮短了觀測(cè)時(shí)間。傳統(tǒng)的水利工程觀測(cè)時(shí)間很長，而且觀測(cè)的數(shù)據(jù)也具有人為性，這不僅僅在觀測(cè)上浪費(fèi)了太多的時(shí)間而且在后期數(shù)據(jù)處理上也會(huì)浪費(fèi)很多的時(shí)間。GPS靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)的應(yīng)用大大縮短了觀測(cè)的時(shí)間，而且提高了觀測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。 再者，相比于其他觀測(cè)設(shè)備而言，GPS設(shè)備在操作上更加簡單便捷。GPS設(shè)備是一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備。計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展賦予了GPS更加智能的

4、軟硬件系統(tǒng)，觀測(cè)人員只需要將相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入到GPS設(shè)備中，GPS設(shè)備就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量并且記錄和分析所測(cè)量出的結(jié)果。這就大大縮短了觀測(cè)和整理數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間。 最后，GPS技術(shù)可以提供三維坐標(biāo)，精確性更高。GPS是依賴于衛(wèi)星進(jìn)行定位的系統(tǒng)，衛(wèi)星分布的均勻合理使得GPS在測(cè)量精度上更為準(zhǔn)確，目前其精確度已經(jīng)可以滿足四等水準(zhǔn)的測(cè)量要求，而且GPS的準(zhǔn)確性定位還可以顯示出每個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。 3 GPS在水利工程中的作用 GPS的靜態(tài)布設(shè)模式主要有三種，分別為邊連式、點(diǎn)連式和混合式。邊連式的意思就是兩個(gè)或者多個(gè)圖形相鄰之間有一條公共相連的邊，優(yōu)點(diǎn)就是使圖形的強(qiáng)度質(zhì)量高，作業(yè)效率能夠有效的提高。點(diǎn)連

5、式的意思就是兩個(gè)或者多個(gè)圖形之間用一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行連接起來，優(yōu)點(diǎn)就是進(jìn)展速度快，也能提高作業(yè)的效率。不過缺點(diǎn)就是圖形的強(qiáng)度較低，連接時(shí)比擬麻煩。混合式那么是根據(jù)實(shí)際的情況，合理的選擇幾種方式進(jìn)行搭配使用。優(yōu)點(diǎn)是既能夠保證圖形的強(qiáng)度，又能夠保證工作的效率，但是在設(shè)計(jì)的時(shí)候較為繁瑣，必須根據(jù)實(shí)際情況而定。水利工程主要是利用邊連式進(jìn)行設(shè)計(jì)。 3.1矩形邊連式測(cè)量 在使用矩形測(cè)量控制的時(shí)候，尤其是在隧道比擬普及的山區(qū)，控制線路測(cè)量一直都是測(cè)量師門的難題，它測(cè)量出的精確程度能夠直接影響施工的質(zhì)量。例如，在有些工程中，使用的設(shè)備只是單頻的靜態(tài)機(jī)，在隧道測(cè)量控制中與以前使用的全站儀器相比，效率真的是天差地別。 3

6、.2中點(diǎn)多邊形測(cè)量 在灌區(qū)的測(cè)量中，如果只有三臺(tái)儀器，使用常規(guī)模式的邊連式靜態(tài)測(cè)量也許會(huì)效率低，利用動(dòng)態(tài)測(cè)量的話又太麻煩，而且還達(dá)不到要求。雖然快速靜態(tài)的測(cè)量可以到達(dá)精度要求又能夠有效的增加工作效率，但是快速靜態(tài)測(cè)量的繁瑣程度導(dǎo)致很多測(cè)量工作者不愿意使用，這個(gè)時(shí)候，使用中點(diǎn)多邊形的測(cè)量方法較為妥當(dāng)。 3.3無定向三角鎖靜態(tài)測(cè)量 在控制測(cè)量長線路時(shí)，尤其是在的邊長值較大、線路上的點(diǎn)較為稀少時(shí)，這個(gè)時(shí)候選擇使用無定向的三角鎖網(wǎng)型布設(shè)較為適宜，并且效果會(huì)非常的好。 4 GPS靜態(tài)測(cè)量在水利工程中的應(yīng)用 水利工程是民生工程，工程規(guī)模一般都比擬大，而且工期很長，技術(shù)要求很高，所以在前期的規(guī)劃設(shè)計(jì)就需要做

7、的十分嚴(yán)謹(jǐn)，需要大量一手的原始資料。這就要求測(cè)繪人員在正式施工之前，要對(duì)施工地區(qū)的地理環(huán)境和水域環(huán)境進(jìn)行觀測(cè)和調(diào)查。在調(diào)查過程中，僅僅依賴于傳統(tǒng)的作業(yè)模式是行不通的，必須要使用現(xiàn)代高科技手段進(jìn)行觀測(cè)，GPS也正是在這種情況下被應(yīng)用到水利工程中的。 4.1平面控制測(cè)量：這項(xiàng)測(cè)量作業(yè)主要依賴于GPS的靜態(tài)測(cè)量技術(shù)完成的，控制測(cè)量是工程測(cè)量中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，所以在測(cè)量時(shí)要求測(cè)量出的數(shù)據(jù)具有真實(shí)性和可靠性。對(duì)平面控制的測(cè)量首先采用的是GPS快速靜態(tài)測(cè)量，然后依靠接收天線和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，整個(gè)測(cè)繪過程的位置可以看成是精致的，通過接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)的變化來求得待定點(diǎn)的坐標(biāo)，這樣可以提高測(cè)繪

8、的精確度。 4.2高程控制測(cè)量：高程控制測(cè)量是大地控制網(wǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它所利用的是水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行建立。為了提高工程的進(jìn)度，一般情況下對(duì)高程控制的測(cè)量選擇的是電子水準(zhǔn)儀，并且配合專門的條碼水準(zhǔn)尺進(jìn)行測(cè)量，這種搭配的方式不僅能夠節(jié)約出更多的人員從事其他的測(cè)繪工作，而且能夠提高工作效率和測(cè)繪的準(zhǔn)確性。 4.3水下數(shù)據(jù)的獲?。篏PS無法在水下直接進(jìn)行觀測(cè)，但可以通過選取參照物進(jìn)行觀測(cè)以及收集水下數(shù)據(jù)。例如將接收機(jī)安裝在所要測(cè)繪的地域，另一部接收機(jī)安裝在船舶上，通過兩點(diǎn)之間的對(duì)接，觀察和測(cè)量該地域的水域環(huán)境。同時(shí)結(jié)合PTK所測(cè)量的平面坐標(biāo)，完成水下地形的測(cè)量任務(wù)。 5提高水利工程GPS靜態(tài)技術(shù)的措施

9、 5.1端正態(tài)度，減少人為因素誤差 水利工程測(cè)量在水利工程中占有很重要的地位，測(cè)量的精確度直接關(guān)系著工程的平安性，誤差太多，會(huì)造成不可預(yù)料的損失。因此，從事水利測(cè)量工作的技術(shù)人員一定要有強(qiáng)烈的責(zé)任心，端正的工作態(tài)度，減少人為因素造成的誤差或失誤，提高測(cè)量的精度，保證工程的順利完工。 5.2要加強(qiáng)培訓(xùn)，提高技術(shù)人員素質(zhì) 第一，對(duì)GPS技術(shù)的工作原理、機(jī)器構(gòu)造、具體操作進(jìn)行詳細(xì)講解，使技術(shù)人員對(duì)GPS技術(shù)熟練操作。第二，加強(qiáng)技術(shù)人員心理素質(zhì)培訓(xùn)，提高GPS技術(shù)在水利工程測(cè)量中的質(zhì)量。第三，詳細(xì)講解在操作過程中出現(xiàn)的一些問題及處理方案，增強(qiáng)技術(shù)人員在實(shí)際操作過程中能夠自如應(yīng)對(duì)，減少失誤率和過失率。 5.3加強(qiáng)宣傳，提高GPS技術(shù)在水利工程測(cè)量的運(yùn)用空間 GPS技術(shù)是一種精度比擬高的測(cè)量技術(shù)，采用的是全球定位系統(tǒng)，提高了測(cè)量的精確度和效率。因此，應(yīng)大大提高GPS技術(shù)在水利工程測(cè)量中的運(yùn)用空間，提高其知名度擴(kuò)大其在水利工程測(cè)量上的運(yùn)用。 結(jié)束語 GPS與以往的測(cè)量方法相比有很大的優(yōu)越之處，具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。它的測(cè)量具有連續(xù)性、準(zhǔn)確性、整體性，作業(yè)時(shí)不受天氣的影響，能夠在惡劣艱難的環(huán)境下完成工作。非常適合在那種環(huán)境破壞嚴(yán)重、施工條件苛刻