【摘 要】水利工程對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)命脈，水利工程的建設(shè)可以使得我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度更加迅猛，因此對(duì)于水利工程的建設(shè)是必要且重要的。隨著時(shí)代的發(fā)展，水利工程中測(cè)量技術(shù)也在不斷地進(jìn)行更新?lián)Q代，GPS技術(shù)就是新型的水利工程測(cè)量技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】GPS；水利工程；測(cè)量

0.前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多行業(yè)中的傳統(tǒng)技術(shù)也已經(jīng)漸漸地被新興技術(shù)所取代。在水利工程測(cè)量技術(shù)中，GPS的普及使用使得目前的水利工程測(cè)量具有高效率、低成本、高精度以及工作強(qiáng)度小等優(yōu)點(diǎn)，因此GPS在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用值得我們進(jìn)行推廣。

1.淺談GPS的相關(guān)內(nèi)容

1.1淺談GPS的組成

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的簡(jiǎn)稱(chēng)。其主要的組成部分有三部分，分別為位于大氣層外的空間衛(wèi)星群、位于地面的監(jiān)控系統(tǒng)以及連接兩者的信號(hào)接收裝置。

1.2淺談GPS的基本原理

GPS的布置中，是由24顆衛(wèi)星的衛(wèi)星群所組成的，GPS需要24顆衛(wèi)星只是最基本的數(shù)目。這個(gè)數(shù)目可以保證全球每個(gè)地方任何時(shí)刻至少能看見(jiàn)4顆衛(wèi)星，這24顆衛(wèi)星分布在6個(gè)軌道面，因此每個(gè)軌道的平面夾角為60°，每個(gè)軌道面有4顆衛(wèi)星。GPS系統(tǒng)的接收機(jī)都是采用無(wú)源定位方式。通過(guò)地面的控制部分，諸如主控站、地面天線、監(jiān)測(cè)站及通訊輔助系統(tǒng)可以對(duì)于衛(wèi)星的位置以及工作狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控以及相關(guān)指令的發(fā)出，同時(shí)也可以根據(jù)實(shí)際情況更改衛(wèi)星的相關(guān)參數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中普通用戶(hù)也都可以利用GPS信號(hào)接收機(jī)接收到信號(hào)后，利用數(shù)據(jù)處理軟件信號(hào)進(jìn)行處理以達(dá)到導(dǎo)航定位及其他功能。在民用的GPS應(yīng)用的精度就可達(dá)10米范圍內(nèi)，由此可見(jiàn)一旦GPS系統(tǒng)利用在大型國(guó)有企業(yè)、軍方以及相關(guān)科學(xué)院等方面的精確度會(huì)大大地提升，對(duì)于地形地勢(shì)的觀察十分的直觀、清晰。

1.3淺談GPS系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

GPS系統(tǒng)的出現(xiàn)使得全球的信息化水平大大地提升，也大力地推動(dòng)了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。GPS系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)主要的特點(diǎn)：首先由于是利用衛(wèi)星群進(jìn)行的定位，而衛(wèi)星群則是可以在全球全天的任意時(shí)刻進(jìn)行定位服務(wù)的工作；在定位的精度上，采用差分定位可以使得測(cè)量的精確度達(dá)到驚人的mm級(jí)別，即使是目前水利工程測(cè)量方面常用的GPSRTK技術(shù)也可以保證在動(dòng)態(tài)的情況下使得測(cè)量的定位精確度達(dá)到cm級(jí)別，這樣已經(jīng)可以很好的滿足測(cè)量時(shí)的要求了。再其次隨著GPS系統(tǒng)的更新升級(jí)、軟件的不斷更新，可以使得GPS測(cè)量趨向于自動(dòng)化水平發(fā)展，數(shù)據(jù)的采集以及整理僅需要系統(tǒng)即可自動(dòng)的完成，極大地解放了人力，減輕了測(cè)量工作者的工作強(qiáng)度，并且GPS系統(tǒng)完善的同時(shí)，也使得GPS系統(tǒng)在觀測(cè)時(shí)間上的用時(shí)極少，如此一來(lái)則可以極為有效地將測(cè)量作業(yè)的效率有效地提高。還由于GPS系統(tǒng)為衛(wèi)星在上空進(jìn)行，所以在測(cè)量的時(shí)候僅僅需要所測(cè)量的地方上方足夠開(kāi)闊即可，測(cè)量站之間則不需要互相通視，如此一來(lái)減少了相關(guān)覘標(biāo)的建設(shè)，即優(yōu)化了測(cè)量工作者的工作任務(wù)以及測(cè)量項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)，在對(duì)于測(cè)量點(diǎn)的選取上也避免了覘標(biāo)建設(shè)的限制，選點(diǎn)工作變得足夠靈活。[1]

2.淺談GPS在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用方面

GPS技術(shù)在水利工程的測(cè)量方面主要體現(xiàn)在三個(gè)方面，即平面測(cè)量、高程測(cè)量以及變形測(cè)量上。對(duì)于GPS在平面測(cè)量上的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，GPS使用動(dòng)態(tài)以及靜態(tài)結(jié)合的定位實(shí)現(xiàn)平面控制的測(cè)量，打破了傳統(tǒng)使用導(dǎo)線的測(cè)量方式，在效率上由于使用相關(guān)的軟件對(duì)于所得的信號(hào)處理足夠迅速，對(duì)于平面測(cè)量的坐標(biāo)位置可以清晰、快速、準(zhǔn)確的獲?。欢谒こ讨羞M(jìn)行區(qū)域性的高程測(cè)量時(shí)，采用與上述同樣的方法，利用相關(guān)的內(nèi)置軟件也可以進(jìn)行相關(guān)信息清晰、快速、準(zhǔn)確的獲??；而對(duì)于變形測(cè)量來(lái)說(shuō)，這主要利用了GPS全天候、實(shí)時(shí)的測(cè)量，所測(cè)量的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行更新，一旦發(fā)現(xiàn)異常即可進(jìn)行相關(guān)的記錄。因此GPS技術(shù)在水利工程建筑物的變形觀測(cè)上具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，自從技術(shù)在水利工程測(cè)量項(xiàng)目的應(yīng)用伊始，即得到了快速的普及。特別是對(duì)于一些變形體上觀測(cè)點(diǎn)距離變形區(qū)外穩(wěn)定基準(zhǔn)點(diǎn)較遠(yuǎn)，或者變形體上觀測(cè)點(diǎn)不方便設(shè)置傳統(tǒng)觀測(cè)儀器時(shí)，利用GPS技術(shù)可以很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)變形的觀測(cè)，甚至可以校核變形觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性。[2]

3.淺談GPS在水利工程測(cè)量中具體操作

3.1淺談水利工程測(cè)量選點(diǎn)的相關(guān)內(nèi)容

上文中簡(jiǎn)要的敘述了GPS技術(shù)的應(yīng)用可以使得測(cè)量的選點(diǎn)工作變得靈活，但是在具體的操作上關(guān)于選點(diǎn)也有著許多的要求以及注意事項(xiàng)值得我們注意。對(duì)于要測(cè)量地區(qū)的地理情況的采集是必須的，此外對(duì)于原有測(cè)量控制點(diǎn)分布及標(biāo)架、標(biāo)型、標(biāo)石完好狀況，決定其適宜的點(diǎn)位外，還應(yīng)該注意所選取的點(diǎn)位要在能夠容易安裝接收設(shè)備且事業(yè)開(kāi)闊的制高點(diǎn)上；由于GPS技術(shù)是靠信號(hào)進(jìn)行衛(wèi)星以及地面設(shè)備的連接，所以為了避免GPS信號(hào)被干擾或者是被遮擋的情況，所選取的點(diǎn)位周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)不能有大功率無(wú)線電的發(fā)射源、高壓輸電線、障礙物或者不利于信號(hào)傳送與接收的物品；所選取的點(diǎn)位為了便于點(diǎn)的保存以及利于其他觀測(cè)手段的擴(kuò)展與聯(lián)測(cè)則需要點(diǎn)位所在的地面基礎(chǔ)是足夠穩(wěn)定、交通也要足夠的方便。

3.2淺談GPS技術(shù)在水利工程測(cè)量的觀測(cè)工作

正是由于GPS技術(shù)為數(shù)字化時(shí)代的新興產(chǎn)物，因此關(guān)于GPS進(jìn)行水利工程的測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)的技術(shù)上具有明顯的差異。在觀測(cè)工作中點(diǎn)位選取之后，接下來(lái)主要就該注意天線安裝的相關(guān)事宜。天線在架設(shè)的時(shí)候需要格外注意在三腳架的安裝位置，避免與標(biāo)志中心的上方出現(xiàn)位置的偏差，天線的定向標(biāo)志線按照標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該指向正北，不過(guò)在具體的操作中由于地磁偏角的影響往往在此步驟中會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題的發(fā)生，導(dǎo)致相位中心的偏差，對(duì)最終的測(cè)量結(jié)果有著一定的影響作用；在進(jìn)行水利工程測(cè)量的時(shí)候，需要選擇良好的天氣進(jìn)行，但有時(shí)候由于任務(wù)的急迫性需要在短時(shí)間內(nèi)就要完成水利工程的測(cè)量任務(wù)，而一旦所測(cè)量的時(shí)候天氣狀況不夠良好，如出現(xiàn)刮風(fēng)、雷雨天氣的時(shí)候，就需要對(duì)天線進(jìn)行固定以及防雷擊天線的安裝工作；對(duì)于測(cè)量任務(wù)來(lái)說(shuō)，每次測(cè)量往往都會(huì)有一些不可改變的隨機(jī)變量的影響，所以任何測(cè)量任務(wù)都不能是以一次的測(cè)量結(jié)果為準(zhǔn)，往往需要不少于三次的測(cè)量，并且取三次測(cè)量的平均值作為參考。但是由于GPS技術(shù)具有較高的準(zhǔn)確度，即使出現(xiàn)偏差也不應(yīng)該超過(guò)一定的數(shù)值，不然則需要進(jìn)行設(shè)備的調(diào)整工作，確保每次的偏差能夠在一定的數(shù)值之內(nèi)，按照設(shè)備的要求這個(gè)數(shù)值應(yīng)為幾毫米到幾厘米之間。[3]

4.結(jié)語(yǔ)

GPS技術(shù)在我們的生活中也很常見(jiàn)，比如汽車(chē)中應(yīng)用的全球?qū)Ш较到y(tǒng)，可以幫助不識(shí)路的司機(jī)快速地尋找到想去的目的地。而且GPS的應(yīng)用范圍也愈發(fā)變得廣泛，在水利工程的測(cè)量中，為傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)帶來(lái)了全新的變革，同時(shí)GPS技術(shù)的應(yīng)用在水利工程測(cè)量中的作用也越來(lái)越重要?？梢源_定的是，GPS技術(shù)未來(lái)測(cè)量的應(yīng)用前景會(huì)更加廣闊。GPS技術(shù)未來(lái)還有發(fā)展的潛力，目前的技術(shù)還遠(yuǎn)未達(dá)到成熟的地步，因此在實(shí)際使用中難免會(huì)出現(xiàn)一些小問(wèn)題，這就需要廣大的測(cè)量人員在實(shí)踐中去總結(jié)、改進(jìn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李柏章.GPS系統(tǒng)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2013，05：119-120.

[2]宋德軍.GPS技術(shù)在水利工程測(cè)量中的運(yùn)用研究[J].黑龍江水利科技，2014.

[3]劉中寬.GPS測(cè)繪技術(shù)在水利工程中的推廣與應(yīng)用[J].科技視界，2014.