關于GPS 技術在水利工程中的應用的論文
社會發展對水利工程的測量行業要求越來越高，通過先進方法、工藝水平的引入，已經實現測量行業的現代化發展。隨著 GPS 技術的應用范圍擴大，其在水利工程中的發展取得了顯著成績，優勢體現在成本低、效率高、精度好，同時還具有抗干擾效果好、隱私保密好等特點。
GPS 技術分為外業監測、內業處理兩大模塊，其中外業監測是主要數據來源，也是測量工程的基礎環節，加強野外監測作業的質量管理，對于整體數據測量具有深遠影響。
1、GPS 技術在水利工程中的應用概述及特點分析
1． 1、應用概述
水利工程的測量環節對整體工程來說是基礎中關鍵步驟，為此，人們采用更為有效精確的測量技術進行操作，即 GPS 技術。GPS 的優勢特點促進了其在水利工程的長遠發展。作為一種無線式導航系統，GPS的工作原理在于衛星傳播數據進行工作處理。國民經濟飛速發展的今天，水利測量行業的難度隨之提高，促進了 GPS 技術在該領域的開展落實。
根據現階段測量狀況，GPS 技術在水利工程中的`應用分析如下: 通過使用 GPS 靜態法來建立一個立足于總工程的整體控制測量體系; 在水利工程的施工階段應當以閘門、渠道以及堤壩這三項工程為核心建立起一套完備的施工控制系統。另一方面，ＲTK 技術為更高層次的手段，能夠充分實現動態定位的目的，是測量行業中的新型科技技術，能夠一定程度上促進 GPS 技術在水利測量行業的具有強勁優勢。
1． 2、特點分析
GPS 測量技術的特點分析如下: 精度準確、測量時間短，同時能夠實現三維坐標的提供，操作簡便，具有人性化特點，另一方面，GPS 能夠實現三維坐標的提供，便于用戶進行實際應用分析，具有良好的續航能力，可不間斷作業，同時具有多種便捷功能。正是由于 GPS 技術的諸多優勢促進了其發展，保證了其在水利工程測量行業中的主體地位。
GPS 技術的精度高，具體表現在它在 300 － 1500m 范圍內進行定位操作處理中，連續監測時間 1h 以后，地面累計誤差仍控制在 1mm 以內。此外，測站的出現加強了各個監測點之間的聯系，保證信號的處理接收受到的干擾較小，外界影響降低。再者，GPS 技術的多功能性，體現在測速、測時兩方面，同時，具有其他測量技術所缺失的優勢，就是自動化程度較高，正是由于這種自動化程度的優勢，促進了 GPS 技術在測量操作中的便捷性。正是由于 GPS 技術的諸多優點，奠定了其長遠發展中的核心地位。
2、GPS 技術在水利測量業的應用
2． 1、GPS 外業測量
GPS 的外業測量工作中，關鍵步驟是選點控制，點的定位對于測量結果來說具有關鍵性的影響，需要充分注重準備工作的細化處理，保證前期收集信息、勘察結果等準確無誤，加強標架、標型的觀察分析。GPS觀測操作，一般需要注重無線安置、開機觀測的細節處理，因為 GPS 技術中上述兩步與傳統常規測量不同。無線安置過程中，需要在對應點位操作，保證天線架設在三角支座端，根據標志中心進行對正處理，保證天線的基座水準滿足持平要求，氣候條件較為惡劣的狀況下，需要將無線進行固定處理。
2．2、GPS 布網工作、GPS 的布網工作中，線路測量、帶狀工程測量需要借助點連式或者邊連式進行處理，保證其形成連續發展的三角鎖同步結構，如引水工程。另外，對于工程樞紐地區的施工控制網和變形監測網，通常則采用邊連式或網連式布設，以增強網形的幾何強度，提高 GPS 控制網的可靠性和數據精度。
2． 3、實時動態測量
ＲTK 工作基本方式可以表述為: 在某一已知點上設立基準站并安置一臺 GPS 接收機，對所有的可見衛星進行現場測，采用無線電傳送設備，將觀測到的數據和測站信息通過數據鏈傳送到流動站。流動站在接收 GPS 衛星信號的同時，通過無線電接收設備接收基準站傳輸的數據，依據相對定位的基本原理，基準站及流動站將該數據與本身觀測到的數據進行差分解算，從而得到兩觀測站之間的相對位置，解算出流動站所在位置的三維坐標并實時存儲和輸出。
3、GPS 在水利工程中應用的特點分析
3． 1、平面控制測量
GPS 技術充分實現了規避常規導線測量的弊端，根據實際項目需要，進行 GPS 靜態定位、快速定位和動態定位技術。觀測時間較短，如20km 范圍之內的靜態定位中，測量時間僅為 15 － 20min，借助 ＲTK 測量過程中，當流動站、基準站的距離間隔為 15km 之內的前提下，觀測時間為幾秒鐘。
3． 2、放樣測量
水利工程測量行業中，借助 ＲTK 技術進行點放樣、線路放樣操作中，首先需要將點坐標、靜態網坐標進行對應三維坐標轉換，將數據傳輸到 GPS 流動站中，根據實際標識進行測量操作，一般放樣操作的控制精度可以保證在 50mm 范圍之內。另一方面，線路放樣中，需要根據室內線路的特點進行對應中心線編制，將對應文件參數傳至 CPS 接收系統內，即流動站接收機中，根據實地樁號、放樣點與中心線的關系合理規劃后，進行現場放樣操作。
3． 3、航空攝影測量外業相控
水利工程中，由于一般具有測量區域地理環境復雜、線路狹長，經常覆蓋樹木等遮蓋物，且控點的布設一般零星分散，間距較大，增加了測量的難度。傳統測量方法測量無法保證準確度、測量時間，且操作困難。通過 GPS 技術測量可以充分解決上述諸多弊端，能夠在短時間內進行外業相控點的采集操作。
3． 4、高程測量
GPS 測量中需要結合水準測量，保證區域性大地水準面的高程。該方法對 GPS 觀察點的要求如下: 水準測量信息詳細、密度分布合適、分布均勻。利用高精度 GPS 定位技術精密確定觀測點的大地高程差，并根據建立的適當大地水準面數學模型，內插出計算點的高程異常或異常差，從而得出特定點的正常高。經過實踐證明，采用靜態定位方法測出的大地高差誤差 Δh/D 可達到 3 ～ 4ppm，當距離小于 20km 時，可達到厘米級精度; 引入高級水準點，進行高程轉換后，可以完全代替四等水準。
4、結語
水利工程測量體系中，GPS 技術取得了良好的測量效果，降低了操作難度，充分提高了測量精度，是未來長期發展的主要測量手段，充分促進了經濟效益和競爭實力的提高。科技進步的新形勢下，GPS 新型衛星發射技術逐步提升，國內自主研制的衛星“北斗”已經成功發射入軌，為動態用戶的測量提供了更為精確可靠的保證。可以預見在未來很長一段時間內，GPS 技術仍將作為主要測量手段得到發展，并且會逐漸深入到更多的領域中發揮巨大作用。
參考文獻
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