■張巍

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司 吉林長春 131100）

GPS高程測(cè)量分析及其水利測(cè)繪工程中的應(yīng)用

■張巍

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司 吉林長春 131100）

隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高，衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的也同樣得到了較好的發(fā)展，并且被廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)當(dāng)中，其以其全天候性、快速性、精確性等特點(diǎn)被人們所接受。在傳統(tǒng)水利工程測(cè)繪工作開展過程中，一般采用的是幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法，這種方法的精確度雖然很高，但是工作效率太低，而將GPS系統(tǒng)引入到這一工作中可以有效提高其工作效率。本文主要就是對(duì)GPS高程測(cè)量技術(shù)及其在水利測(cè)繪工程中的應(yīng)用進(jìn)行探討，分析了GPS高程測(cè)量技術(shù)，并說明了這一技術(shù)目前在我國水利工程測(cè)繪當(dāng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并分析了其未來的發(fā)展前景和注意事項(xiàng)，以期能為相關(guān)工作提供參考。

GPS高程測(cè)量技術(shù)水利工程測(cè)繪現(xiàn)狀前景注意事項(xiàng)

水利工程是一個(gè)國家和地區(qū)發(fā)展的核心工程之一，對(duì)水利工程進(jìn)行施工時(shí)需要借助極為復(fù)雜的施工技術(shù)，并且需要精確的測(cè)繪數(shù)據(jù)來提供參考。

傳統(tǒng)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量法雖然能夠給施工人員提供精確的參考數(shù)據(jù)，但其操作復(fù)雜繁瑣，步驟較多，降低了整體施工效率。而目前越來越多的水利工程項(xiàng)目當(dāng)中引入了GPS測(cè)繪技術(shù)，并得到了很好的推廣。

1 GPS高程測(cè)量技術(shù)的概述

GPS高程測(cè)量技術(shù)是目前比較先進(jìn)的遙感地面測(cè)繪技術(shù)，其主要是利用全球定位GPS系統(tǒng)，將其合理應(yīng)用在對(duì)地形、地貌等方面數(shù)據(jù)的捕捉上，直接或間接地幫助相關(guān)測(cè)繪人員對(duì)地面的大地高進(jìn)行測(cè)量。

這種方法具有著速度快、準(zhǔn)確度高、操作簡(jiǎn)便、適用范圍大等諸多特點(diǎn)，并且其不會(huì)受到外界天氣的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的測(cè)量工作，即使外界環(huán)境氣候如何變化，其都能夠通過大氣層外運(yùn)行的衛(wèi)星對(duì)地面進(jìn)行遙感測(cè)控。

而高程測(cè)量過程中，其主要是先進(jìn)行高程轉(zhuǎn)換，即使將大地高和正常高之間的差值計(jì)算出來，然后再對(duì)這兩個(gè)值進(jìn)行相互的轉(zhuǎn)換，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)便化操作。但同時(shí)需要注意的是，GPS高程測(cè)量技術(shù)本身受到了現(xiàn)代科技技術(shù)的束縛，并且大氣外環(huán)境當(dāng)中的信號(hào)干擾對(duì)這項(xiàng)工作的進(jìn)行具有著較大的影響，因此還需要對(duì)其進(jìn)行不斷的改進(jìn)。

2 目前我國GPS高程測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)繪上的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，利用GPS高程測(cè)量技術(shù)對(duì)水利工程進(jìn)行測(cè)繪的應(yīng)用比較廣泛，其主要是由于目前的GPS測(cè)繪技術(shù)比傳統(tǒng)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量法要節(jié)省很多的人力和物力，并且所取得的測(cè)量結(jié)果也十分準(zhǔn)確，在實(shí)際應(yīng)用過程中不受外界天氣的影響，能夠保證工作的穩(wěn)定性，給施工企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)利益。

在水利工程測(cè)量過程當(dāng)中，GPS技術(shù)主要是被應(yīng)用在定位工作上，利用載波相位測(cè)量局域差分技術(shù)，對(duì)該地區(qū)的地勢(shì)、地貌之間的差距進(jìn)行測(cè)量，并通過處理器對(duì)地勢(shì)之間的高度差進(jìn)行分析和計(jì)算，這樣就能夠幫助測(cè)繪人員對(duì)該測(cè)量范圍內(nèi)的地勢(shì)和地貌進(jìn)行模擬，使施工方案設(shè)計(jì)人員能夠?qū)χ車牡匦芜M(jìn)行了解。其根據(jù)測(cè)繪過程中的算法不同可以分為三種測(cè)繪方法，包括RTK、快速靜態(tài)測(cè)繪以及靜態(tài)測(cè)繪。其中單純靜態(tài)測(cè)繪方法所能夠檢測(cè)的范圍比較大，這種方法一般被應(yīng)用在水利工程當(dāng)中的大壩形變測(cè)量工作當(dāng)中，還可以應(yīng)用在國家地形地貌測(cè)繪工作當(dāng)中。而快速靜態(tài)測(cè)量是在靜態(tài)測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，其主要的優(yōu)點(diǎn)就是快速性和精確性，這種方法的精確度可以達(dá)到厘米級(jí)別，因此這種方法也是水利工程測(cè)繪工作中應(yīng)用最為廣泛的。RTK方法則是在精確性的基礎(chǔ)上增加了實(shí)時(shí)性，其能夠?qū)κ┕^(qū)域內(nèi)的地面信息進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)繪，提高了測(cè)繪數(shù)據(jù)的有效性。

3 GPS高程測(cè)量技術(shù)應(yīng)用在水利工程測(cè)繪中的注意事項(xiàng)

在利用GPS高程測(cè)量技術(shù)對(duì)水利工程進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，也應(yīng)該對(duì)部分因素進(jìn)行重點(diǎn)注意。

首先，GPS技術(shù)主要利用的是大氣層外的衛(wèi)星定位技術(shù)，而這種技術(shù)在應(yīng)用的過程中可能會(huì)受到來自外太空輻射、電磁波等因素的影響，使數(shù)據(jù)的傳輸和采集受到影響，同時(shí)在對(duì)空視線受阻的情況下這種技術(shù)多能夠起到的效果也較差，因此需要進(jìn)行相應(yīng)的改良，提高其抗干擾能力。

其次，在對(duì)水利工程施工區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪的過程中，其需要測(cè)量?jī)蓚€(gè)高度值，分別是大地高和正常高，因此需要先通過GPS定位系統(tǒng)對(duì)該區(qū)域的地面情況先進(jìn)行大致的描繪，再進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量和計(jì)算。

第三，在對(duì)高度進(jìn)行測(cè)量的過程中，應(yīng)該注意重力場(chǎng)、地形改變、水文環(huán)境等諸多因素對(duì)于水利工程的影響，因此在測(cè)繪的過程中應(yīng)該對(duì)這些信息加以重點(diǎn)突出，為測(cè)繪人員預(yù)估地形變化提供一定的參考數(shù)據(jù)，保證整個(gè)水利工程的長久性。

4 GPS高程測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)繪工作中的應(yīng)用前景

隨著我國缺水情況越來越嚴(yán)重，對(duì)于水利工程的建設(shè)力度必然也會(huì)越來越大，而對(duì)于水利工程施工當(dāng)中的測(cè)繪工作的要求也會(huì)越來越高。

同時(shí)我國自主的航天航空技術(shù)也在快速的發(fā)展，也成為了宇宙資源強(qiáng)國之一，GPS空間定位系統(tǒng)的研究也同樣在不斷的深化。在這種大的背景之下，我國的水利工程測(cè)繪工作發(fā)展過程中必然會(huì)進(jìn)一步加深對(duì)于GPS高程測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)也會(huì)帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)的系統(tǒng)軟件的發(fā)展，從而形成一條具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水利工程測(cè)繪系統(tǒng)生產(chǎn)鏈，包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、裝備設(shè)計(jì)、測(cè)量技術(shù)研究、專業(yè)人員培養(yǎng)等。

另外，我國是世界上國土面積第三大國，國內(nèi)擁有著豐富且復(fù)雜的地質(zhì)地貌，并且我國橫跨三個(gè)氣候帶，氣候條件比較復(fù)雜，因此在未來發(fā)展過程中，對(duì)于GPS高程測(cè)量技術(shù)的抗氣候變化、抗空間干擾等方面的技術(shù)也必然會(huì)成為發(fā)展的重點(diǎn)，進(jìn)一步提高水利工程測(cè)繪工作的效率和精確度，提高我國水利工程的整體質(zhì)量。

[1]劉斌，王尊，謝紅，胡卓瑋，于小平，楊國東，徐杰，畢強(qiáng).基于arcsde的水利測(cè)繪數(shù)據(jù)管理方法的探討 [J].東北水利水電，2015，11（07）：26-28.

[2]張前勇，汪雷.GPS高程測(cè)量精度分析 [J].湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2012，27（04）：112-113.

[3]馮志中，荊永明，趙勝利.淺談GPS高程測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用 [J].內(nèi)蒙古水利，2010，12（04）：97-98.

[4]徐淑春.淺析GPS測(cè)量與誤差分析 [J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011，11（03）：68-70.

P641.71[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-134-1

張?。?983～），男，本科，中級(jí)職稱，研究方向?yàn)楣こ虦y(cè)量。