摘 要：在我國國民的經(jīng)濟建設當中，水利水電工程屬于一項和國民生產(chǎn)生活密切相關的工程。在水利水電工程測量中，有控制測量、地形測量、施工測量、水下測量、竣工測量和變形監(jiān)測等幾部分內(nèi)容，大量采用新儀器、新方法，對線路測量、地籍與界線測量、施工測量、計量測量等方面內(nèi)容進行了涵蓋。文章首先對水利水電工程常用的測量方式進行了簡單的概述；而后對GPS高程測量技術的系統(tǒng)和方法進行了詳細的分析；最后對GPS高程測量結合三角高程技術在水利水電工程當中的具體應用進行了詳細的論述。

關鍵詞：GPS測量；三角高程；水利水電工程測量

我國的水利水電工程，大多建設在山高坡陡、河谷切割較深、交通不便、國家水準點稀少的地方，在這種條件的限制下，在工程方面的高程測就會變得相當困難，但是對于水利水電工程的測量要求是相當嚴格的?，F(xiàn)階段，高程測量主要采用常規(guī)的幾何水準和光電測距三角高程測量方法來進行測量，但是比較費工、費時以及費力。隨著科學技術的發(fā)展，GPS測量集合三角高程測量方法可以很好的替代傳統(tǒng)的地面平面控制測量。

1 水利水電工程常用的測量方法

1.1 控制測量技術

現(xiàn)階段我國的控制測量技術已經(jīng)在傳統(tǒng)控制測量技術的基礎上向現(xiàn)代測量技術進行過渡，也就是以GPS等空間定位技術為主、傳統(tǒng)測繪方法為輔，利用三維左邊來對空間點位進行快速高效、高精度確定。在水利水電工程控制測量中按水利水電工程階段和服務內(nèi)容進行劃分，可以分為測圖控制網(wǎng)和專用控制網(wǎng)兩種類型，包含平面控制和高程控制兩方面測量技術。

1.2 數(shù)字地形測繪技術

隨著科學技術的不斷發(fā)展，許多現(xiàn)代的數(shù)字測繪方法被廣泛應用到測繪工作當中，現(xiàn)在我國已經(jīng)開發(fā)出具有自主知識版權的優(yōu)秀數(shù)字成圖軟件，可以采用三維測繪技術，在滿足地形圖和專業(yè)圖測繪成圖的同時，還可對GIS的前端數(shù)據(jù)進行采集與更新?，F(xiàn)代數(shù)字化測繪技術作業(yè)模式采用的方式有電子平板模式、數(shù)字測記模式和數(shù)字攝影測量模式。

1.3 變形監(jiān)測法

變形監(jiān)測又可以稱之為變形測量或變形觀測，即為對被監(jiān)測對象或物體進行測量，從而對其空間位置及內(nèi)部形態(tài)的變化特征進行相關確定。變形監(jiān)測按其變形監(jiān)測部位分為外部變形監(jiān)測和內(nèi)部變形監(jiān)測兩部分。外部變形監(jiān)測可以按變形方向?qū)λ轿灰票O(jiān)測和垂直位移進行相關監(jiān)測。在外部變形監(jiān)測包括變形監(jiān)測基準網(wǎng)測量、工作基點測量、變形體變形監(jiān)測、監(jiān)測資料分析等相關內(nèi)容。

1.4 水下地形測量技術

現(xiàn)代的水下地形測量技術當中，應用比較廣泛的有DGPS、GPS RTK 及 CORS系統(tǒng)配合多波束測深儀。DGPS是以某已知點作為基準點，當基準點的GPS接收機連續(xù)接收衛(wèi)星信號的時候，就可以和已知點的位置進行比較，從而將修正過的信號及時返回給用戶接收機[1]。

2 GPS高程測量技術

GPS高程擬合法，即為在范圍不大的區(qū)域中，在區(qū)域之內(nèi)的高程異常具有一定的幾何相關性原理的基礎上，用數(shù)學的方法，對正高、正常高或高程異常進行求解。在實際的測量工作中，一般采用在水準點上進行GPS點的布設或?qū)PS點進行水準聯(lián)測的方法來獲得更好的擬合結，在這個過程當中布設的已知點在數(shù)量多的同時，還要保持分布均勻，這樣就可以將整個GPS網(wǎng)包圍起來。GPS高程測量的精度主要跟大地高和高程異常的精度是有著字節(jié)的關系的，GPS測定的大地高的精度可以達到2～3ppm。如果高程測量出現(xiàn)誤差的情況，一般情況是由水準測量誤差和擬合誤差兩部分因素形成的。水準聯(lián)測的精度在一般情況下是容易保證的，因此擬合精度就對高程測量的誤差有著極大的影響，和水準聯(lián)測的點位分布、密度以及擬合的模型等有關[2]。

3 GPS高程測量結合三角高程技術的具體應用

在某工程當中，該工程位于高山峽谷之中，每年的夏季暴雨時節(jié)，就會產(chǎn)生水位猛漲的現(xiàn)象，給當?shù)匕傩蘸娃r(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成很大經(jīng)濟損失。在對該工程進行測量的時候，需要對包括建立庫區(qū)和壩址進行控制測量，對1∶2000的庫區(qū)地形圖進行有效測量，對1∶500的壩址地形圖以及水文斷面進行測量。

在該工程當中，設有6個GPS控制點，選擇HN03和HN08兩個點作為本次GPS控制網(wǎng)的起算點。這兩點都位于河的左岸，分別位于老江底水壩的下游和上游，且能相互通視。

為了控制縱橫方向的誤差，在進行觀測的時候除了要按照網(wǎng)形開始從起始邊逐漸以邊連式方式向外推進的同時，還要對每隔一對GPS點進行一個時段的觀測。該工程的控制網(wǎng)設計的技術參數(shù)如表1所示。

表1 控制網(wǎng)的設計參數(shù)

根據(jù)表1中可以對GPS網(wǎng)形的總體可靠性和重復基線數(shù)的占獨立基線數(shù)的比例進行計算。在對控制網(wǎng)按照設計的路線和時段進行觀測的時候，觀測的主要技術要求如下表2。

表2 控制網(wǎng)觀測的主要技術要求

通過全站儀三角高程測量的外業(yè)觀測嚴格規(guī)范進行測量，分別對左右兩條線路進行測量，觀察的最大值和最小值如表3所示。

表3 對向觀測高差較差

根據(jù)《水利水電工程測量規(guī)范》的規(guī)定，每千米高差中數(shù)中誤差應小于±10mm。從上面的表格中可以看出該工程當中的三角高程測量已經(jīng)達到了四等水準的精度。在對其他GPS點的高程在GPS控制網(wǎng)平差計算時，只要在軟件當中輸入其他控制點的高程，在結合當?shù)馗恼那闆r下對其他各點的高程進行擬合即可。在經(jīng)過很多實驗計算之后，如果高程控制點在控制網(wǎng)中可以進行恰當?shù)姆植?，就可以最大限度的保證高程的擬合精度。

從上述工程中可以看出，通過GPS靜態(tài)測量方式來進行建立山區(qū)水利工程控制網(wǎng)屬于一種高效可行的方法。在進行工程建設的過程中，要充分保證控制網(wǎng)的可靠性和提高網(wǎng)點的精度，就必須對選點布網(wǎng)按照要求規(guī)范來進行觀測，與此同時對于多余觀測和重復基線數(shù)量應滿足30%和10%的要求[3]。

4 結束語

綜上所述，隨著科學技術的發(fā)展，我國的測繪新技術發(fā)展和測繪新設備應用也在不斷地發(fā)展著，水利水電工程測量技術得到了日新月異的發(fā)展。因此，在今后的水利水電工程測量技術發(fā)展趨勢和方向當中，將會實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)采集和處理的自動化、實時化、數(shù)字化，并且可以對測量數(shù)據(jù)進行科學化、標準化、規(guī)格化的管理；與此同時，測量數(shù)據(jù)傳播與應用也會逐漸變得網(wǎng)絡化、多樣化、社會化。

參考文獻

[1]熊群，汪細剛.水利水電工程測量技術的研究[J].中國新技術新產(chǎn)品，2010，12：86.

[2]李冬韓.GPS測量在水利水電工程測量中的應用探析[J].河南水利與南水北調(diào)，2015，2：37-38.

[3]覃鋒，羅天文.水利工程GPS控制網(wǎng)和三角高程測量的布設及精度實例分析[J].中國農(nóng)村水利水電，2014，10：142-145.

作者簡介：柴家恒（1978-），男，漢族，大專，云南省宣威市人，工程師，主要從事水利水電工程測量工作。