摘 要：水利水電工程是利國利民的大工程，水利水電工程前期測繪工作對(duì)于工程建設(shè)的質(zhì)量具有十分重要的意義，傳統(tǒng)的測繪方法測量精度低、效率低已經(jīng)為成為阻礙我國水利水電工程建設(shè)的主要因素，文章對(duì)GPS技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，為GPS技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用提供必要的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：GPS；RTK；控制測量；放樣；監(jiān)測

1 概述

GPS是全球定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)由美國國防部研制并開發(fā)主要用于不受時(shí)間以及空間限制的，同時(shí)具有較高空間分辨率的衛(wèi)星導(dǎo)航。該系統(tǒng)現(xiàn)免費(fèi)向世界各國開放，為世界各國提供低成本、高精度的導(dǎo)航及定位服務(wù)。全球定位系統(tǒng)主要由衛(wèi)星、監(jiān)控與接收設(shè)備組成。GPS全球定位系統(tǒng)經(jīng)常與RTK相互配合來實(shí)時(shí)的將所監(jiān)測位置的地理信息，通過無線傳輸?shù)姆绞絺鬏數(shù)接脩舻慕邮照?，除了利用無線接收設(shè)備接收基站的數(shù)據(jù)之外，用戶接收站還需要接收衛(wèi)星信號(hào)，結(jié)合所接收基站所測得的數(shù)據(jù)與衛(wèi)星信號(hào)根據(jù)定位算法來確定顯示用戶站的實(shí)時(shí)的三維坐標(biāo)，并能夠顯示出坐標(biāo)的精度。

在水利水電工程施工之前，對(duì)于施工處的地形進(jìn)行測繪分析來輔助后續(xù)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與施工是非常必要的。水利水電工程施工一般包括橋梁、涵洞、閘門、溝渠以及提防以及其他建筑物等等。而水利水電工程施工之前的測繪工作一般指對(duì)水利水電施工工程周圍地形（包括河流湖泊、林地、耕地、山脈或者是水庫等）進(jìn)行野外GPS數(shù)據(jù)采集、地形圖的繪制以及對(duì)所建水利水電工程實(shí)時(shí)的不間斷的監(jiān)測等工作。

2 RTK測量原理

RTK的工作過程是利用基準(zhǔn)站中的一臺(tái)接收機(jī)，然后結(jié)合流動(dòng)的衛(wèi)星信號(hào)接收裝置，兩個(gè)站點(diǎn)同時(shí)接收衛(wèi)星同一時(shí)間發(fā)出的信號(hào)，然后對(duì)所接收到的兩種信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，接著利用所得到的GPS差分值進(jìn)行衛(wèi)星定位坐標(biāo)的修正，然后通過傳輸數(shù)據(jù)鏈將所得到的衛(wèi)星信號(hào)傳輸給接收衛(wèi)星的流動(dòng)站，最終得到較為準(zhǔn)確的用戶的實(shí)時(shí)的位置。

3 GPS在水里工程測繪中的應(yīng)用

3.1 野外采集GPS數(shù)據(jù)

在水利水電工程施工之前對(duì)于施工位置的地形進(jìn)行測繪是十分必要的，是水利水電工程施工過程中必不可少的環(huán)節(jié)之一。水利水電工程測繪的主要目的是獲取水利水電施工工程的位置與區(qū)域，施工區(qū)域的地形。控制測量是測繪過程中首要的環(huán)節(jié)，首先在進(jìn)行測量之前可以通過調(diào)查或者是咨詢的方式來獲取施工地區(qū)高精度的GPS點(diǎn)數(shù)據(jù)，一般國土資源部或者是測繪局都會(huì)有當(dāng)?shù)氐腉PS數(shù)據(jù)。利用得到的GPS點(diǎn)數(shù)據(jù)可以得到覆蓋整個(gè)施工地區(qū)點(diǎn)集，然后將該區(qū)域作為測繪的目的區(qū)域。然后利用GPS來對(duì)該地區(qū)的點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算，需要建設(shè)至少兩部GPS信號(hào)接收機(jī)，同時(shí)接收至少4顆以上的衛(wèi)星，然后利用兩個(gè)接收站點(diǎn)之間的相對(duì)的位置來計(jì)算二者連線上的各個(gè)點(diǎn)的地理坐標(biāo)。傳統(tǒng)的測量的方式需要利用經(jīng)緯儀測量角度，利用測距儀測邊界，需要進(jìn)行往返多次的測量，工作量十分巨大。并且水利水電工程一般規(guī)模浩大，跨度較大，在這種情況下傳統(tǒng)的測量方式就很難滿足工作的效率以及測量的精度的要求。而利用GPS對(duì)地形進(jìn)行靜態(tài)的測量就僅僅需要測段的間隔來進(jìn)行較少次數(shù)的移動(dòng)，因而使得前期的野外GPS數(shù)據(jù)采集工作的效率與精度大大提高，在這種情況下所積累的數(shù)據(jù)的精度就會(huì)較高切可靠，使得業(yè)內(nèi)的測量精度普遍提高，最終使得測量的結(jié)果更加可靠。

3.2 區(qū)域地形圖繪制

野外的GPS采點(diǎn)工作完成之后，就需要對(duì)水利水電工程項(xiàng)目進(jìn)行地形圖的測繪，也稱為為碎步測量。在進(jìn)行地形圖測繪過程中使用較為廣泛的是GPS技術(shù)中的RTK技術(shù)。利用RTK技術(shù)能夠使得測量平面上點(diǎn)的精度達(dá)到1厘米，數(shù)字高程的精度能夠達(dá)到2厘米，因而可以達(dá)到制作地形圖所要求的精度標(biāo)準(zhǔn)。利用流動(dòng)的接收站完成就可以完成相應(yīng)的測圖作業(yè)。而使用傳統(tǒng)的測量方式使用全站儀、經(jīng)緯儀以及平板儀來測圖，不僅需要較多的人員的參與而且需要花費(fèi)大量的時(shí)間，效率較低。并且在實(shí)際測量的過程中由于光學(xué)上的儀器所能夠觀測的距離十分有限，所以需要頻繁的進(jìn)行站點(diǎn)的移動(dòng)，并且需要對(duì)所測得的點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密工作，效率低下，并且由于轉(zhuǎn)點(diǎn)所造成的問題很難使得所有的點(diǎn)均勻分布。而使用RTK技術(shù)則不存在上述問題，只需要少量的控制點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正即可，得到的點(diǎn)的精度都較高。在制圖的過程中一般使用現(xiàn)成的制圖軟件進(jìn)行制圖，較之傳統(tǒng)的制圖方法不僅準(zhǔn)確率大大提高，制圖的效率也大大提升。

3.3 根據(jù)地形圖進(jìn)行放樣

在水利水電工程施工開始之后就需要進(jìn)行放樣工作。根據(jù)先前所得到的地形圖，在其上將水利水電工程建筑物的關(guān)鍵的軸線、點(diǎn)的位置以及高程信息在地形圖上放樣出來。前期工作過程中的紅線的放線一般采用的是RTK技術(shù)，精度高、效率高。在工程施工的過程中，由于工程施工過程中的各種結(jié)構(gòu)信息、位置信息以及RTK所提供的信號(hào)都有可能受到各種干擾信號(hào)的影響，因而在其他環(huán)節(jié)還是采用全站儀進(jìn)行放樣，在一些傳統(tǒng)放樣難以實(shí)現(xiàn)區(qū)域也能夠輕松的進(jìn)行放樣。但是在利用全站儀進(jìn)行放樣的過程中需要對(duì)站點(diǎn)進(jìn)行測量以及對(duì)前后的視距通視，如果放樣點(diǎn)與已知點(diǎn)不通視，就需要進(jìn)行加密測量以及交會(huì)測量，那么就使得放樣的工作量大大的增加。因而綜合上述情況來看，是選擇全站儀還是RTK進(jìn)行放樣工作需要結(jié)合施工地點(diǎn)具體的環(huán)境來考慮，如果RTK受到的干擾與影響較大就使用全站儀測量，在影響不是很大的情況下，均使用RTK來實(shí)現(xiàn)放樣。

3.4 水利工程后期監(jiān)測

在水利水電工程施工完成以后，往往還需要對(duì)工程進(jìn)行一段時(shí)間或者長期的監(jiān)測或者是復(fù)測工作。一般在施工之初就預(yù)留相應(yīng)的監(jiān)測點(diǎn)，然后利用RTK或者是全站儀等設(shè)備來對(duì)監(jiān)測點(diǎn)的位置變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的測量，在水利水電工程完成以后一般采用全站儀來測量高度差利用水準(zhǔn)儀來測量建筑的位移。對(duì)具有較高精度的控制網(wǎng)則需要利用GPS進(jìn)行靜態(tài)測量。

4 結(jié)束語

隨著我國對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入力度的不斷加大，國家對(duì)于水利水電工程的重視程度在不斷提高，水利水電工程前期的測繪對(duì)于水利水電工程的施工具有十分重要的意義，通過對(duì)于水利水電施工過程中GPS技術(shù)應(yīng)用的具體介紹，對(duì)于GPS技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用推廣與提高我國水利水電工程的建設(shè)質(zhì)量具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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