工程測量在水利水電工程中的運(yùn)用技術(shù)

工程測量在水利水電工程中的運(yùn)用技術(shù)摘要：工程測量在很多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，比如建筑、土地測量等。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的過程中，需要用到大量的工程測量數(shù)據(jù)，因此需要進(jìn)行工程測量。在水利工程建設(shè)過程中，由于很多不可預(yù)見的因素存在，因此需要進(jìn)行詳細(xì)的工程測量，并且對工程測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用，從而促進(jìn)水利工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量不斷提升。關(guān)鍵詞：工程測量；水電站工程；應(yīng)用GPSRTK測量技術(shù)原理GPS技術(shù)指的是全球衛(wèi)星定位技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)在全球各個(gè)領(lǐng)域均得到了非常廣泛的應(yīng)用。而RTK指的是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，此技術(shù)在水利水電工程中測量中，發(fā)揮著實(shí)時(shí)提供測量控制點(diǎn)坐標(biāo)系的三維定位結(jié)果的作用，其結(jié)果甚至能精確到厘米級的定位。在水利水電工程的測量工作中，RTK的技術(shù)基礎(chǔ)為GPS技術(shù)，二者共同構(gòu)成了GPSRTK技術(shù)體系。RTK技術(shù)是一種在觀測載波相位值的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，其有效結(jié)合了數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)與GPS測量技術(shù)，并能提供處于制定坐標(biāo)系中的測站點(diǎn)的三維定位結(jié)果，其測量精度達(dá)到了厘米級別。RTK測量系統(tǒng)一般由基準(zhǔn)站接收機(jī)、數(shù)據(jù)鏈及流動(dòng)站接收機(jī)三部分共同組成。分析GPSRTK技術(shù)的工作原理，在采取RTK技術(shù)進(jìn)行測量的過程中，通過應(yīng)用工程流動(dòng)站的GPS接收機(jī)，從而在觀測GPS衛(wèi)星的基礎(chǔ)上，采集并記錄相應(yīng)信息。同時(shí)，GPS接收機(jī)將基準(zhǔn)站發(fā)出的信號進(jìn)行接收，并將基準(zhǔn)站測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算處理。然后通過利用整周模糊度的求解技術(shù)處理測量的數(shù)據(jù)，將整周模糊度求解出來，最后便得到了精確度達(dá)到了毫米級別的測量數(shù)據(jù)。GPSRTK在水利水電工程測量中的應(yīng)用2.1加密控制點(diǎn)水利水電工程的控制測量中，因?yàn)榫纫筝^高，施工條件復(fù)雜，所以往往耗費(fèi)大量的人力財(cái)力物力。而如果使用了GPS-RTK輔助加密控制點(diǎn)測量，只需要使用全站儀使用邊角法在15km范圍內(nèi)布置大約3~5個(gè)控制點(diǎn)就可以完成基礎(chǔ)的控制點(diǎn)布置。使用控制點(diǎn)對GPS-RTK校準(zhǔn)后，采用1+2的模式進(jìn)行測量，2個(gè)走點(diǎn)人員每天可以測量40個(gè)以上的加密控制點(diǎn)。且其測量精度都可以達(dá)到厘米級別。GPS-RTK進(jìn)行加密控制點(diǎn)測量時(shí)，之前的控制點(diǎn)之間無需對望就可以實(shí)現(xiàn)最初的校準(zhǔn)。2.2水下測量采用傳統(tǒng)的六分儀測量法以及三桿分度儀測量法，往往精度只能達(dá)到分米級別，無法實(shí)現(xiàn)精確的工程測量。且傳統(tǒng)測量方法人員配置多、工作量大，工作條件需要涉水較為惡劣。而采用GPS-RTK測量法的逐漸普及，采用GPS配合測深儀進(jìn)行的水下測量就實(shí)現(xiàn)了極大的便利。采用徠卡GPS530動(dòng)態(tài)GPS測量儀和中海達(dá)單（雙）頻測深儀，聯(lián)合手提電腦上安裝的專業(yè)海洋測量軟件，則可以在船上直接讀出河床的GPS數(shù)據(jù)，特別是對于河床高程進(jìn)行較為詳細(xì)的記錄。而且，自動(dòng)化的海洋測量軟件，可以在測量的同時(shí)自動(dòng)成圖，還可以勾畫出高接解析度的河床基礎(chǔ)模型。海洋測繪軟件導(dǎo)出的*.dat文件，可以直接被CASS7.0讀取，與地籍管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對接。以往在地籍管理系統(tǒng)中僅對區(qū)域內(nèi)的水體邊緣進(jìn)行了測量，沒有對于水底河床進(jìn)行測量，在本次地理信息調(diào)查中，我們采用的新測量方法，可以更加精確的對于水下地形進(jìn)行全面詳細(xì)的管理。2.3施工放樣GPS-RTK模式下，最大的測量優(yōu)勢在于施工放樣的測量上，使用GPS穩(wěn)站后，可以快速的對于整個(gè)區(qū)域進(jìn)行高密度的放樣測量，因?yàn)镽TK每2秒就可以取得一個(gè)點(diǎn)的精確三維坐標(biāo)，所以，施工放樣測量的速度僅取決于走點(diǎn)人員的走動(dòng)速度。在這種模式下，配合山地自行車或者沙灘車等輔助工具，放樣走點(diǎn)人員可以快速的對整個(gè)區(qū)域進(jìn)行走點(diǎn)放樣，實(shí)現(xiàn)高速的放樣測量。甚至4個(gè)測量人員采用1+2模式，可以用短短幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間，對整個(gè)水庫工地進(jìn)行放樣測量，這種放樣測量對于水庫水位管理等具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。2.4數(shù)字化地形圖測量在蓄水工程開始前，需要對周邊很大面積的地形進(jìn)行控制，這種控制對于蓄水面積和村莊及其他設(shè)施的搬遷規(guī)劃有著重要的意義。對于因?yàn)樗畮煨钏貐^(qū)往往是在山區(qū)，其地形起伏較大，地形控制點(diǎn)取點(diǎn)較密。而采用全站儀的邊角法測量，因?yàn)橐曇安婚_闊需要頻繁移站，可能對一個(gè)水庫的地形控制點(diǎn)測量需要數(shù)個(gè)月的時(shí)間，消耗大量的人力物力財(cái)力。而如今，采用GPS加密控制點(diǎn)測量法，只需要用全站儀在區(qū)域內(nèi)防止幾個(gè)控制點(diǎn)，然后采用GPS-RTK，可以在短短數(shù)周內(nèi)完成對整個(gè)區(qū)域的數(shù)字化地形圖測量。2.5地物GIS數(shù)據(jù)采集在水利施工過程中，需要對某些地物進(jìn)行GI數(shù)據(jù)采集，比如需要沉入水底的就地保護(hù)的文物，以及區(qū)域內(nèi)新建或者改建的信號塔及其他公共基礎(chǔ)設(shè)施。這些地物的采集，因?yàn)闇y量點(diǎn)數(shù)少，如果單獨(dú)使用全站儀從附近的控制點(diǎn)進(jìn)行測量，可能會(huì)帶來很低的控制效率。而如果采用GPS進(jìn)行穩(wěn)站測量，可以在很短的時(shí)間內(nèi)使用很少的人力對這些地物點(diǎn)進(jìn)行精確控制。3.GPSRTK技術(shù)測量質(zhì)量的保障措施3.1誤差控制措施隨著水利水電工程測量工作對GPSRTK技術(shù)愈發(fā)廣泛的應(yīng)用，測量誤差等問題也逐漸暴露出來。在GPSRTK技術(shù)測量出現(xiàn)誤差時(shí)，通常從GPS技術(shù)著手進(jìn)行誤差控制。當(dāng)衛(wèi)星出現(xiàn)了一定的錯(cuò)誤時(shí)，GPS便發(fā)生了軌道誤差，但此種誤差在水利水電工程的測量中，對測量值的影響比較小，因而可以忽略不計(jì)。從RTK作業(yè)角度分析，當(dāng)使用的天線發(fā)生了相位變化，便會(huì)導(dǎo)致測量誤差的產(chǎn)生，針對此種誤差，只要將天線進(jìn)行檢驗(yàn)校正便可實(shí)現(xiàn)誤差控制。此外，信號傳播出現(xiàn)的誤差同樣對水利水電工程的測量結(jié)果產(chǎn)生影響。GPS信號傳播出現(xiàn)誤差主要由自然環(huán)境造成。在一天的中午，電離層造成的干擾是最大的，此時(shí)共用的衛(wèi)星數(shù)量少，因而導(dǎo)致初始化時(shí)間過長而無法進(jìn)行測量的結(jié)果。因此，測量人員需選擇適宜的作業(yè)時(shí)段。然而，對于RTK技術(shù)在使用過程中出現(xiàn)的多路徑效應(yīng)誤差，以及由于信號干擾導(dǎo)致的誤差，通常采用的誤差控制措施便是在實(shí)際工程測量過程中，加強(qiáng)對周邊環(huán)境的檢測，通過盡量遠(yuǎn)離無線電、電磁波及雷達(dá)站等信號干擾源，實(shí)現(xiàn)測量誤差的最大化控制。3.2提高工程測量質(zhì)量措施目前，提高水利水電工程測量質(zhì)量的方法通常從RTK測量技術(shù)方面入手，常見的為已知點(diǎn)檢核比較法。此種方法以RTK技術(shù)測出的測量點(diǎn)三維坐標(biāo)為基礎(chǔ)，通過比較檢核這些坐標(biāo)點(diǎn)，明確測量過程中誤差的所在，并進(jìn)行有效的解決及控制。此外，重測比較法也常用于提高工程的測量質(zhì)量。重測比較法指的是對工程測量中確定無誤的精度較高的控制點(diǎn)，以及已經(jīng)經(jīng)過測量的多個(gè)RTK進(jìn)行重新測量，在將新測得的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而發(fā)現(xiàn)問題所在，并采取行之有效的解決措施。結(jié)束語綜上所述，工程測量對于水利水電工程的建設(shè)具有十分重要的意義，可以為水利水電工程建設(shè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)以及資料。在水利水電工程建設(shè)過程中