GPS在水利工程测量中的应用特点分析

GPS在水利工程测量中的应用特点分析

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摘要:GPS技术作为现阶段应用广阔、测量精确的新型技术,逐渐受到测量领域学者的关注。GPS在水利工程中的发展良好,带动了水利工程测量的诸多应用,如外业测量、布网动态测量等,对水利工程的测量来说意义重大。本文针对GPS技术在水利工程测量行业的发展、特点及应用状况进行了展开分析,并对其前景进行了展望,旨在为水利工程的长远发展提供更加精确的辅助工作,实现经济效益、社会效益的同步增长。

关键词:GPS技术;水利工程测量;应用特点;

水利工程十分复杂,对专业性具有较高的要求,在水利工程测量过程中需要借助先进的测量方法。GPS技术以其高精度、低成本及高效率等诸多优点在水利工程测量中广泛应用。水利工程测量工作容易受到诸多因素的影响,如果单纯地采用普通的测量技术,则无法获得更为精准的数据,而且测量工作量也较大。通过采用GPS技术完成水利工程测量工作,可以有效地降低各种不良因素的影响,能够对在复杂环境下进行大面积淐,不仅能够有效的满足水利工程测量的要求,而且测量人员工作量大幅度的降低,测量周期得以缩短,这对测量成本的节约具有非常重要的意义。

1.GPS技术在水利工程测量中应用的优点

1.1测量效率高、速度快

利用GPS技术进行水利工程测量过程中,合理架设测量基站,可以将流动站附于工作人员身上,这对于提高测量速度具有非常重要的意义,通常情况下在几秒钟内就能够获得测点定位,有效地提高了测量效率。

1.2精确度高、数据可靠

在利用GPS技术进行水利工程测量过程中,由于其不会受到天气状况的影响,因此在任何天气情况下都能够提供实时及准确的测量数据。而且能够对测点的三维坐标进行精确测量,高程测量数据能够精确到厘米级,有效地提高了测量数据的精确度和可靠性。

1.3降低工作量和测量成本

利用GPS技术进行水利工程测量,其不受地形和天气状况的影响,能够完成复杂及大面积的测量工作,不仅测量人员工作量大幅度降低,而且测量周期较短,有利于实现测量成本的节约。

2GPS技术在水利测量业的应用

2.1GPS外业测量

GPS的外业测量工作中,关键步骤是选点控制,点的定位对于测量结果来说具有关键性的影响,需要充分注重准备工作的细化处理,保证前期收集信息、勘察结果等准确无误,加强标架、标型的观察分析。GPS观测操作,一般需要注重无线安置、开机观测的细节处理,因为GPS技术中上述两步与传统常规测量不同。无线安置过程中,需要在对应点位操作,保证天线架设在三角支座端,根据标志中心进行对正处理,保证天线的基座水准满足持平要求,气候条件较为恶劣的状况下,需要将无线进行固定处理。

2.2GPS布网工作

GPS的布网工作中,线路测量、带状工程测量需要借助点连式或者边连式进行处理,保证其形成连续发展的三角锁同步结构,如引水工程。另外,对于工程枢纽地区的施工控制网和变形监测网,通常则采用边连式或网连式布设,以增强网形的几何强度,提高GPS控制网的可靠性和数据精度。

2.3实时动态测量

RTK工作基本方式可以表述为:在某一已知点上设立基准站并安置一台GPS接收机,对所有的可见卫星进行现场测,采用无线电传送设备,将观测到的数据和测站信息通过数据链传送到流动站。流动站在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备接收基准站传输的数据,依据相对定位的基本原理,基准站及流动站将该数据与本身观测到的数据进行差分解算,从而得到两观测站之间的相对位置,解算出流动站所在位置的三维坐标并实时存储和输出。

3GPS在水利工程测量中的应用特点分析

3.1GPS平面控制测量技术

GPS平面控制测量技术有效地避免了常规的导线测量的弊端,可以根据测量项目的具体测量要求,实现静态定位、动态定位以及快速定位等功能,相较于传统的测量技术,测量的范围比较广,测量的时间也比较短。具体的,在20千米的测量范围之内,如果使用静态定位,测量的时间大约只需15分钟,比传统的测量技术大大缩短了测量时间,有效地提升了测量效率。

3.2GPS放样测量技术

GPS中放样测量技术的工作原理是借助RTK测量技术根据测量项目的实际测量情况进行相关点的放样以及相关线路放样的操作,在此过程中,工作人员需要注意中点坐标以及各个静态网的坐标点和坐标范围,根据实际坐标点对应的三维坐标进行相应的转换,在将转换后的点输入进GPS流动站中进行后续的测量操作。放样测量技术可以将测量的精确度保证在50毫米之内。在此过程中,测量人员需要注意的是在进行线路放样时,要根据放样的特点进行相关中心线的制作,得出的相关文件参数要输入GPS的流动站接收机中,在此过程中要保证放样点与线路放样中心线的关系,进行合理的规划,在进行现场的放样操作,就可有效地保证放样测量的精确度。

3.3航空摄影外业测量技术

对于水利工程的建筑项目来说,一般都具有建筑规模较大,建筑地的地形复杂多样,线路交错的情况,在具体的测量环节很有可能因为复杂的地形和地面阻碍物影响测量工作的顺利进行,如果在测量中因为地形的影响使得受控点布局比较分散,就会在测量环节增加测量的工作量和工作难度,传统的测量技术目前无法克服这一测量障碍。GPS航拍测量技术的应用可以实现航空摄影测量,根据相关的卫星图信号,就可掌握测量点的布局和相关测量技术的要求,规避了传统测量技术的一系列弊端,能够实现短时间对外业测量受控点的采集和记录,在精确度的要求上,也大大超过了传统的测量技术的应用范围,对于一些大型水利工程项目的测量具有重要的应用意义。

3.4GPS布网

GPS布网是GPS技术网络化的应用,具体的,在南水北调的水利工程应用中,就是利用GPS的布网将使用线路形成一定的同步图,将具体的施工操作区域形成严密的监测网,对施工中所需要的测量技术进行良好的结合,GPS布网可以实现对于测量数据的网络化,将水利工程的测量数据信息输入进信息网络,可以有效地提升GPS布网技术的精确度,不断扩大布网技术的应用范围。

3.5数字地形图测量技术应用

数字地形图的测量技术主要是通过快速定位实现控点的采集以便输入RTK测量系统中形成测量结果,可以在数据采集过程中根据测量地的具体情况进行地形测量装置的设置,在数据采集工作完成之后,就可形成对于待处理的地形点的数字地形图,测量人员可以以此进行单点操作来实现对地形的测量。在数字地形图的测量技术应用中,难度较高的一项为水下地形的测量技术应用,由于水的相关介质使得测量工具的使用以及测量步骤的进行都增加了难度,可操作性比较低,目前,利用相关GPS测量技术和海洋专用测量仪器以及移动数据技术、引导船路径测量技术等,都可以实现对于水下水利工程的测量工作,有效地减少了测量所需的时间和成本,使得GPS技术在水下测量中得到了较为普遍的应用。

4结语

水利工程测量体系中,GPS技术取得了良好的测量效果,降低了操作难度,充分提高了测量精度,是未来长期发展的主要测量手段,充分促进了经济效益和竞争实力的提高。科技进步的新形势下,GPS新型卫星发射技术逐步提升,国内自主研制的卫星“北斗”已经成功发射入轨,为动态用户的测量提供了更为精确可靠的保证。可以预见在未来很长一段时间内,GPS技术仍将作为主要测量手段得到发展,并且会逐渐深入到更多的领域中发挥巨大作用。

参考文献:

[1]王耀华,尚学勇.GPS在水利工程测量中的运用探讨[J].河南建材,2011(5):137,140.

[2]李柏章.GPS系统在水利工程测量中的应用[J].水利科技与经济,2013,19(5):119-120.

[3]王兴民.GPS技术在水利工程测量中的应用[J].中国水运,2014,14(3):245-246.

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