GPS在水利工程測量中的應用論文

　　水利工程建設是一項系統(tǒng)性和復雜性極強的工程項目，在建設過程中需要穿越的地形和地質(zhì)特點尤為復雜。因此，施工之前的測量工字鋼就顯得尤為重要。在實際的測量過程中，通過應用GPS技術(shù)能夠顯著提高測量工作的效率和精度。但是，在實際的操作過程中，需要結(jié)合不同的測量項目進行針對性的測量工作，這樣才能保證整個工程的測量水平。

　　1GPS測量工作原理及其技術(shù)特點

　　1.1GPS測量工作原理

　　GPS即GlobalPositioningSystem(全球定位系統(tǒng))，當在當前社會生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應用。其作為一種高精度的衛(wèi)星定位技術(shù)，其基本的工作原理是通過發(fā)射的三顆或者三顆以上的衛(wèi)星按照接收機發(fā)射的指令及技術(shù)要求，對在具體時刻、特定位置發(fā)出的導航信號進行分析，通過建立對應的數(shù)學模型，經(jīng)過對應的計算和分析之后，將接收機所在的位置進行定位，最終獲得精確的定位信息。

　　1.2GPS的技術(shù)特點

　　GPS技術(shù)在實際的應用過程中具有這樣幾個方面的特點：①測量站之間不需要進行通視，簡化了測量操作程序。在傳統(tǒng)的測量工作中，需要各個測量站之間進行相互通視，而且難度較大，在使用GPS技術(shù)之后，測量站即使不通視也能夠完成位置的精確選擇，使得整個測量工作更加簡單；②定位系統(tǒng)精度較高。利用雙頻GPS接收機測量得到的精度與紅外儀測量精度相差無幾，但是紅外線測量儀在測量距離時精度較差，但雙頻GPS測量方式則不受影響，在小于50km的基線距離上，其定位精度能夠達到12×10-6m。

　　2GPS技術(shù)在水利工程基礎測量中的實際應用

　　水利工程地基基礎測量是保證整個水利工程實施整體精度和質(zhì)量的先決條件，為了提高地基測量的精度，需要使用GPS測量技術(shù)。在地基測量的過程中，首先要做好地基測量技術(shù)方案的選擇工作�？紤]到水利工程所在地項目環(huán)境通常比較惡劣，使用傳統(tǒng)的地基地理測量技術(shù)不但難以實現(xiàn)，而且精度較差，價值實際的工程測量區(qū)域范圍較大，通常達到幾千平方米。因此，在實際的地理測量過程中，為了保證測量精度和測量效率，通過應用GPS測量技術(shù)能夠滿足高精度、長距離、大范圍的相關(guān)要求。在實際的測量過程中，通常根據(jù)GPS技術(shù)類型的差異而分為GPS-RTK技術(shù)和CORS技術(shù)兩種。這兩種技術(shù)基本都能夠滿足測量需要，但是存在對應的'優(yōu)缺點差異。因此，在實際的測量過程中，需要根據(jù)測量施工的操作習慣、測量技術(shù)的測量特點等合理選擇測量方案。

　　3GPS-RTK技術(shù)在渠道測量中的應用

　　3.1GPS-RTK技術(shù)在渠道測量中的優(yōu)勢

　　渠道測量是水利工程測量的另一個重要內(nèi)容，使用GPS-RTK技術(shù)能夠顯著提高渠道測量的精度和效率，有效轉(zhuǎn)變采取傳統(tǒng)測量方式存在的受通視條件局限的問題。并且能夠為測量提供高效的測量控制點及其三維坐標，且保證精度達到cm等級。在實際的渠道測量過程中，使用GPS靜態(tài)測量或者實時動態(tài)測量方式建立BM四等水準點沿渠道進行控制，并在各個水準點設置統(tǒng)一的平面坐標，通過這種方式完成渠道中樁、邊樁、渠道建筑物等相關(guān)要素的測量，從而完成渠道導線圖的設計，繪制得到精確的總平面圖。當前，大多數(shù)的勘察設計制圖是基于CAD及相關(guān)平臺開發(fā)的制圖軟件，并結(jié)合全站儀或者水準儀得到的數(shù)據(jù)進行繪圖。在整個過程中，數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和輸入容易出現(xiàn)錯誤，使用GPS-RTK測量技術(shù)之后，能夠迅速直接利用CASS等繪圖軟件繪制渠道的縱、橫斷面圖和導線圖等。

　　3.2GPS-RTK在渠道測量中的具體應用

　　3.2.1渠道斷面的測量在確定渠道線路之后需要對渠道斷面進行測量。每次開始測量之前，需要設置基站，并對儀器進行校點，通常使用三角架，持續(xù)接收10min信號，從而保證測量高程的精度。每架設一次基站，在其30km范圍內(nèi)可以設置任意流動站，且都以該基站作為基準，因此需要保證其設置基準。在測量斷面的過程中，當達到固定解之后就可以對中樁標定，然后根據(jù)渠道設計斷面的大小，然后再標定上、下邊樁。對邊樁精度進行確定時，對測量精度可以適當放寬，通常邊樁的高程限差為10cm即能達到要求。設置中樁時，每相隔20-50m需要設置1個中樁，并對應測量一個橫斷面，兩個中樁之間可以不通視。這有效的減少了傳統(tǒng)的標桿測量工作中需要2人保證標桿水平垂直而導致的精度較差問題，降低了人工測量的工作量。GPS-RTK渠道斷面測量技術(shù)從測量原理方面提高了斷面測量的精度，而且整個作業(yè)過程方便靈活。所獲得的中樁坐標為三維坐標，能夠?qū)⒅�用于繪制準確的渠道導線圖。

　　3.2.2RTK渠道建筑物的測量使用GPS-RTK測量方式能夠方便的增加測量交叉建筑物的控制樁，因為建筑物坐標高程與渠道線路的坐標高程系統(tǒng)一直，可以直接在現(xiàn)場就能夠確定渠道和渡槽、倒虹吸、隧洞的平面交角，并由此而快速準確的計算得到水頭損失，最終確定渠道中樁的高程，有效提高渠道外業(yè)測量的工作精度和效率。當需要確定隧洞與明渠方案選擇時，可以使用RTK技術(shù)對測量渠道長度和隧洞長度進行快速測量，并結(jié)合當?shù)貙嶋H地質(zhì)情況，方便的進行方案優(yōu)選。但是，在測量渠道建筑物時可以適當增設一個流動站，并根據(jù)建設項目施工需要對渡槽、倒虹吸、隧洞斷面等地形進行測量，使得渠道斷面與建筑物測量能夠同時進行，有效的避免了需要增加測量工作點而導致測量成本增加的問題。

　　4GPS技術(shù)在水利工程滑坡體測量中的應用

　　水利工程滑坡體的測量一直是水利工程測量的難點，傳統(tǒng)的測量方法存在著諸多的問題：①測量速度慢，整個測量過程需要花費較長時間，而且獲得的測量結(jié)果存在不同步、不及時的問題；②易受氣候影響，測量過程中難以按照時間及規(guī)劃進行測量；③測量工作難度較大。

　　4.1測量內(nèi)容以及控制網(wǎng)的布設

　　滑坡體的測量內(nèi)容主要是對滑坡體和地表水位移、被測范圍內(nèi)建筑的沉降等進行觀測，獲得地表的垂直位移等數(shù)據(jù)。在沉降測量的過程中，可以首先使用水準測量儀器進行觀測。并根據(jù)布網(wǎng)需要，結(jié)合滑坡區(qū)域的實地條件，使用合適的控制網(wǎng)布網(wǎng)方式。在獲得對應的觀測數(shù)據(jù)之后，每一次數(shù)據(jù)都必須使用自由網(wǎng)進行平差處理，并對其與基準點進行實時位移比較，觀測其是否處于測量精度范圍內(nèi)。每一期獲得的計算結(jié)果都必須滿足點位誤差設計精度需要，從而獲得準確的滑坡體及地表諸多GPS測量點的實際位移數(shù)據(jù)。

　　4.2GPS測量方案

　　水利工程滑坡體測量過程中容易因為土體的滑動和坍塌，而導致部分測量點位置出現(xiàn)破壞。因此，在使用GPS技術(shù)進行測量時，可以使用雙基點測量法，即在左壩頭的滑坡體測量時，使用同一個工作基點來進行觀測對滑坡體進行綜合分析與數(shù)據(jù)處理。通過雙基點測量方案，能夠得到可靠的測量數(shù)據(jù)。

　　4.3GPS測量數(shù)據(jù)處理

　　在獲得測量數(shù)據(jù)之后，必須利用專業(yè)的GPS數(shù)據(jù)軟件對基線進行計算，為了保證數(shù)據(jù)處理負荷要求，要做好如下幾點：①推薦在WGS-84系統(tǒng)中進行計算，對不合格的基線進行優(yōu)化，使得同步環(huán)、異步環(huán)合格之后使用標準模型進行計算；②計算的過程中要借助使用廣播星歷進行實時數(shù)據(jù)處理；③同時段內(nèi)測量得到的數(shù)據(jù)中，其剔除率應該控制在10%以內(nèi)。

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