李越

摘要：GPS測繪技術(shù)應(yīng)用于水利工程之中，必將為工程建設(shè)和運營帶來更多的優(yōu)勢，促進水利工程的高速發(fā)展。其推廣和應(yīng)用，不僅使水利工程相關(guān)工作更方便更快捷，也有效的提高了測繪的成果和質(zhì)量，使工程具有更好的經(jīng)濟和社會效益。

關(guān)鍵詞：水利工程；GPS；測繪技術(shù)

水利工程具有污染小，經(jīng)濟效益高的特點，所以其在我國國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮了無可替代的作用。例如三峽工程，小浪底工程，葛洲壩水電站等的建設(shè)等，這些水利工程的建設(shè)有效的保證了我國的經(jīng)濟建設(shè)的高速有效運行以及人民生活的有序進行。不過由于這些工程規(guī)模巨大，在對原本的環(huán)境造成一定影響的同時，也對設(shè)計和施工都提出了更高的要求。因此，保障水利工程施工和運行的高水準(zhǔn)就成為水利工作者考慮的頭等大事。此時，測量就成為了關(guān)鍵，當(dāng)然對于中小型水利工程同樣不能例外，因為不論大型水利工程還是中小型水利工程都需要通過測量技術(shù)和手段，為水利工作者提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)、高精度的放樣，進而有力的保證了工質(zhì)量和工程的驗收，于此同時也是對工程運營后變形監(jiān)測以及環(huán)境監(jiān)測的一項重要手段。而作為一項新技術(shù)的GPS測繪技術(shù)，必將在新的時期大放異彩。

1 GPS測繪技術(shù)在提防施工測量中的發(fā)展和作用

提防工程在水利水電工程的測量中，其高程是按照“分級布設(shè)、逐級加密”的原則進行控制測量的。如果應(yīng)用常規(guī)方法，會出現(xiàn)誤差積累大、分層精度也不夠均勻，這主要是因為常規(guī)方法通常是采用“四等水準(zhǔn)—圖根水準(zhǔn)—測土水準(zhǔn)”方式布網(wǎng)，從而實現(xiàn)對提防工程的高程進行控制。這個時候不僅高程和平面需要分開、分級進行布設(shè)，還需要平面控制點間實現(xiàn)相互通視。但是如果采用GPS-RTK技術(shù)進行測量，對誤差不僅可以減少傳播途徑，點間也不可能出現(xiàn)積累傳遞，使得控制點的精度極大的獲得了提高。在傳統(tǒng)的高程測量方法中，根據(jù)測量精度的不同，需要選用相應(yīng)的測量儀器，例如有的精度要求選擇水準(zhǔn)儀，而有的要求選擇電磁波測距儀器等，同時還需要根據(jù)相應(yīng)的布網(wǎng)形式進行觀察，結(jié)果就導(dǎo)致觀測垂直角的精度要求高，測回數(shù)多，觀測環(huán)境也受到了一定的限制，因此，采用傳統(tǒng)高程測量方法可以說是費時又費力，甚至還經(jīng)常出現(xiàn)返工的情況。而新技術(shù)RTK則可完全避免這些問題，在該模式下，基準(zhǔn)站可以將觀測到的數(shù)據(jù)和觀測站的坐標(biāo)信息通過數(shù)據(jù)鏈傳送給流動站。流動站首先是通過數(shù)據(jù)鏈接受基準(zhǔn)站獲取的數(shù)據(jù)信息，對GPS觀測的數(shù)據(jù)進行采集，在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值，對其進行實時處理的同時給出精確到厘米級的定位結(jié)果，整個過程中使用的時間不到15分鐘。該技術(shù)應(yīng)用的過程中，流動站是一個重要組成部分，而且流動站可以是處在運動狀態(tài)的，也可以是處在靜止?fàn)顟B(tài)。流動站的運作只要能夠保證4顆以上的衛(wèi)星相位觀測值的必要幾何圖形以及跟蹤，那么其就可以實現(xiàn)隨時隨地的給出精確到厘米級的定位結(jié)果。

2 GPS測繪技術(shù)在水工隧洞的貫通中的發(fā)展和作用

山區(qū)的河流多呈現(xiàn)流量小、落差大的特點，這些地方的水利工程往往是建造引水式的電站。這個過程中，擋水的建筑物距離發(fā)電建筑物往往很遠(yuǎn)，此時需要引水隧洞將水庫中的水與發(fā)電站廠房連接起來，但但引水隧洞過長的時候，就需要運用某種方式保證引水隧洞的正確貫通，而施工控制網(wǎng)的建設(shè)就是為了實現(xiàn)這一目的。但是施工控制網(wǎng)往往需要花費大量的外業(yè)工作，可若是通過GPS技術(shù)來建立施工控制網(wǎng)的話，就可以極大的簡化測量工作。這主要是因為采用常規(guī)方法建立控制網(wǎng)的話，就會出現(xiàn)許多控制網(wǎng)點，而這些控制網(wǎng)并非都是有用的，這其中有許多都是一些過渡點，也有可能是為了增加圖形的強度而設(shè)置的控制網(wǎng)點。 但采用GPS測量技術(shù)時，則可以不必測定這樣的過渡點，因為GPS測量技術(shù)可以直接對洞口的相對位置進行測定。而且GPS測量技術(shù)在簡化工作的同時，還能夠極大的提高測量的精度，甚至是實現(xiàn)厘米級的測量精度。

3 GPS測繪技術(shù)在大型電站的道路施工測量中的發(fā)展和作用

在公路建設(shè)的過程中，測量工作貫穿于整個施工建設(shè)的過程之中，不論是選線、定測，還是施工放樣，都需要進行測量工作。然而采用傳統(tǒng)的測量方法，不僅會積累測角和測邊的誤差，測出來的結(jié)果精度也很低，這是因為常規(guī)的測量方法中的控制網(wǎng)需要緊隨公路的線路，因此會布設(shè)成帶狀，而此時要提高控制點的測量精度就會變得很困難，所以其并不能有效滿足施工的需要。而為了提高精度，滿足工程需要就必須保證已知點能夠有足夠的密度，另外，為了確保通視，還必須要尋找到高點直到建標(biāo)。這個過程不僅費時費力，同時還需耗費許多金錢，綜合這些困難因素，如果采用常規(guī)的測量方法時很不劃算的，不僅效率低下，費用還很高昂，同時又不能滿足工程需要的精密度。但是采用GPS技術(shù)的話，情況則就很不一樣了。因為其不僅具有精度高的特點，而且還不要求相鄰點通視，幾乎不受氣候因素的影響，同時布網(wǎng)也很靈活，所以對網(wǎng)形要求也很低，進而使得道路測量工作既可以節(jié)省大批的費用，又能有效的提高工作速度，在極低的外業(yè)工作強度條件下，有效提高了工作效率。

4 GPS測繪技術(shù)在水力發(fā)電機組安裝測量中的發(fā)展及作用

為了保證發(fā)電系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，發(fā)電機組各個部分之間相對位置的精準(zhǔn)度要求很高。所以在放樣時需要對高十幾米或幾十米高度外的建筑設(shè)置統(tǒng)一的放樣基準(zhǔn)。此時就需要建立高精度的施工控制網(wǎng)，不過由于施工現(xiàn)場的通視條件不是很理想，在儀器安置的時候會出現(xiàn)許多麻煩，而采用GPS技術(shù)進行測量，不僅使施工控制網(wǎng)的自動化程度高，還具有布點靈活、可連續(xù)觀測、全天候觀測、無需通視、建立三維坐標(biāo)等優(yōu)點，極大的提高了工作的效率和精度。

5 GPS測繪技術(shù)在大型水工建筑物變形觀測中的發(fā)展及作用

通過使用GPS技術(shù)，可以實現(xiàn)對建筑物變形的實時觀測。當(dāng)變形觀測點能夠放置儀器，雖然沒有設(shè)置基準(zhǔn)點，但是可以直接測定形體上目標(biāo)點的相對位置變化，也可以對目標(biāo)點與距離較遠(yuǎn)的變形區(qū)外的穩(wěn)定基準(zhǔn)點的絕對位置變化情況進行測量。而當(dāng)觀測點放置儀器存在困難時，GPS測量則可以對變形觀測基準(zhǔn)點的穩(wěn)定性進行有效的校核，這個過程中還不需要設(shè)置復(fù)雜的參考網(wǎng)，可以輕易實現(xiàn)校核。

不論大型水利工程還是中小型水利工程都需要通過測量技術(shù)和手段，為水利工作者提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)、高精度的放樣，進而有力的保證了工質(zhì)量和工程的驗收，于此同時也是對工程運營后變形監(jiān)測以及環(huán)境監(jiān)測的一項重要手段。而作為一項新技術(shù)的GPS測繪技術(shù)，必將在新的時期大放異彩。

參考文獻：

[1]GB/T 18314-2009，全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范[S].

[2]劉斌.GPS技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用[J].江西建材.2012（1）.

（作者單位：河北省水利水電勘測設(shè)計研究院）