GPS測量在水利水電工程測量中應用
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摘要：水利水電工程對我國發(fā)展具有重要作用，現(xiàn)有水利水電工程測量系統(tǒng)在監(jiān)測方法、監(jiān)測器械方面已經(jīng)難以滿足水利水電工程測量需求，因此，需要積極開發(fā)出新的測量方式來提高水利水電工程測量水平。對此，本文主要研究了gps測量技術以及其在水利水電工程測量中的應用優(yōu)勢，詳細分析了GPS測量技術的具體應用，并借助具體案例進行了探究。
關鍵詞：GPS監(jiān)測技術；水利水電；工程應用
隨著科學技術的飛速發(fā)展，多種先進技術的應用為人們生活帶去了巨大改變。其中GPS技術作為新興先進的技術，將其應用到生活各領域中，發(fā)揮出了不小的作用。GPS測量技術的應用，在很大程度上提高了水利水電工程測量工作質(zhì)量，使得工作效率有所提升，同時，引入該技術后，能夠在很大程度上提高測量結(jié)果準確性，進而為水利水電工程的施工提供準確參考數(shù)據(jù)。由此可見，有必要深入研究GPS測量技術在水利水電工程測量中的應用。
1.GPS測量技術
GPS主要就是指全球定位系統(tǒng)，可以在不同空間內(nèi)實現(xiàn)對目標的實時定位和導航，其中包含了空間星座、地面控制、用戶設備幾部分。我國科技水平不斷提升，GPS測量技術也逐步被應用到多個領域中，比如，交通運輸、軍事研究、地理測繪、野外考察、工程建設等，該技術的應用使得相應領域得到了發(fā)展。在GPS測量技術作用下，可以高效、準確地提供出三維坐標信息，同時，自動化、高準確度、速度等優(yōu)勢，促使GPS技術可以與其他通信技術充分結(jié)合，有效擴大了其應用范圍，并取得較好的效果。
2.水利水電工程測量中應用GPS測量技術的優(yōu)勢
GPS測量技術在水利水電工程中的應用，發(fā)揮了極大的優(yōu)勢，不僅提高了工作效率、質(zhì)量，同時，也提升了水利水電工程測量工作的精準性，為整體工程建設提供了科學有效的數(shù)據(jù)參考，為水利水電事業(yè)發(fā)展起到了重要作用。首先，提高了水利水電工程測量效率。引入GPS測量技術后，技術人員可以將測量基站設置在四等水準精確點之上的位置，流動站可以隨身攜帶，這在很大程度上提高了水利水電工程測量速度，正常情況下，僅需幾秒就可以得到對應區(qū)域的精準位置，縮短了工作時間，提高測量工作效率。其次，可以極大的提升工程測量結(jié)果準確性，保證獲取數(shù)據(jù)的可靠性。將GPS測量技術應用于水利水電工程測量中，不會受到天氣的干擾而影響到測量工作，在GPS測量技術作用下，無論何種天氣，都可以獲得非常精準的數(shù)據(jù)。GPS測量技術是建立在信息技術基礎上，所以，其測量數(shù)據(jù)更加精準，避免了以往人工測量不準確問題，數(shù)據(jù)準確性對水利水電工程測量工作非常重要。最后，由于高效率的工作，能夠很好地減少水利水電工程測量成本，也減輕了大量的工作量。以往人工測量容易受到一些客觀條件影響。比如地形、氣候、自然條件等，很難保證數(shù)據(jù)準確性，往往需要大量的工作、較長的周期才可以完成測量任務。而應用GPS測量技術后，上述這些問題能夠得到妥善解決。
3.GPS測量在水利水電工程測量中的應用分析
將GPS測量技術應用到水利水電工程中，主要就是借助GPS衛(wèi)星定位對工程情況進行準確把握。在GPS系統(tǒng)中，涉及到了空間、用戶、地面設備三個方面。空間部分，24顆衛(wèi)星在距離地面2000km的軌道上運行，實現(xiàn)了24小時全天的控制、觀測，由于受到大氣層的摩擦，會導致導航精度度出現(xiàn)偏差。而地面控制系統(tǒng)，主要由地面監(jiān)測中心、控制站、地面天線等組成，該系統(tǒng)主要就是負責接收衛(wèi)星發(fā)出的信號，并對衛(wèi)星軌道與距離進行測量。而用戶設備，負責接收GPS信號，此種設備可以準確無誤的接收到衛(wèi)星信號，與此同時，經(jīng)過計算、處理后，也可以獲得用戶坐標。由于GPS技術本身具有較強的適應性，在很多行業(yè)中都可以看到其身影，其具有的高科技性特點與一般測量技術相比，突顯出了極大的優(yōu)勢。比如，該技術的自動化特點，使其操作更加簡單便捷，如連接電纜線、放置相關儀器等，都可以通過GPS技術實現(xiàn)自動化跟蹤。其全天候不間斷的導航服務，能夠滿足各種測量工作需求，不需要花費大量的時間進行觀測，同時，也可以獲得較高精度的測量數(shù)據(jù)。
3.1在外業(yè)測量中的應用
開展水利水電工程測量工作，外業(yè)工作顯得尤為重要，引用GPS測量技術到外業(yè)測量工作中，通過科學合理選擇測量點，能夠很好的保證水利水電工程測量質(zhì)量。外業(yè)測量在選點前，相關人員需要在了解、分析水利水電工程實際情況，運用GPS測量技術實施觀測，為了保證選點合理性，在觀測時，要做好無線安置工作。
3.2在變形監(jiān)測中的應用
變形監(jiān)測能夠通過觀測，發(fā)現(xiàn)變形的信息，降低變形信息對水利水電工程的影響度。正常情況下，為保證變形監(jiān)測數(shù)據(jù)準確性，都采用水準測量的方法，整體要求較高。從目前情況看，水利水電工程建設主要位于城市附近，其中包括了水庫堤壩、水閘等，主要建在距離居民點附近。因此，如果發(fā)生質(zhì)量問題，將會直接影響到附近居民生活、生產(chǎn)質(zhì)量，甚至會危害到人們身體健康和財產(chǎn)安全。所以，要提高變形監(jiān)測力度，有效發(fā)揮GPS測量技術優(yōu)勢，通過固定全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的接收器，進而更好地確保水利水電工程檢測準確性。
3.3高程測量中的應用
在水利水電工程測量工作中，高程測量是一項基礎，也是非常重要的工作，高程測量的準確性，會直接影響到水利水電工程建設的安全性，同時，也會帶來資金方面的問題。事實上，水利水電工程測量過程中，容易被一些自然環(huán)境因素所影響，進而阻礙測量工作順利進行。而引入GPS測量技術后，借助衛(wèi)星信號，分析后能夠獲取到大地實際高度，在此基礎上，利用水準儀等設備，計算出相應的高程，進而明確出測量位置的高程，減少測量工作量以及時間，極大地提高了工作效率。
3.4渠道管線測量的應用
渠道管線在水利水電工程中具有非常重要的地位。通常，水利工程建設過程中會使用到很多渠道管線，并且長度較長，這便增加了測量難度。此外，還會受到多種因素的干擾，影響到測量準確性。將GPS測量技術應用到水利水電工程中，，可以很好地解決此問題，工作人員只需要進行高程、轉(zhuǎn)角等操作即可，進而保證渠道管線測量精準性。
3.5數(shù)據(jù)分析處理的應用
獲得測量數(shù)據(jù)后，需要對數(shù)據(jù)進行分析、處理，此過程也會影響到整體水利水電工程測量工作質(zhì)量與水平。因此，數(shù)據(jù)分析能力能夠決定著測量質(zhì)量。對此，工作人員需要先做好數(shù)據(jù)預處理，主要是結(jié)合工程實際情況，篩選、分類原始數(shù)據(jù)，剔除其中不需要的信息。在此基礎上，要進行平差計算，進一步明確同一基線邊的同步觀測數(shù)值以及平差結(jié)果，保證計算準確性。最后，需要將獲得的GPS網(wǎng)以及坐標系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)換，獲取所需數(shù)據(jù)信息，為水利水電工程測量工作提供相應的參考數(shù)據(jù)。
4.具體案例分析及應用
某地大河流向A處，由于大河水量較為豐富，所以當?shù)卣胍糜诎l(fā)電。根據(jù)A處作為引水河流，建立a座和b座兩個跨河水電站。工程投資10億，其中a座水電站的裝機容量設置為10萬kW，引水隧洞長5.5m，取水口高675m。在該工程中，主要有廠房、大壩、引水隧洞、壓水管道等。而b座水電站的裝機容量為5.6萬kW，取水口高460m，引水隧洞長2m，廠房高程大約410m。應用GPS技術進行測量，使用了5臺GPS接收機，實現(xiàn)了同步觀測，每個時段至少有100min的觀測時間，觀測基數(shù)為200條，其中有12條檢測無效，8條觀測結(jié)果差異性較大。所以，有180條基線作為獨立觀測量。結(jié)合觀測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)GPS短基線的精確度存在一定的差別，而高程測量準確性與幾何水平持平。
5.結(jié)語
總之，GPS測量技術的應用，在很大程度上提高了水利水電測量精度、提高了觀測效率，為工程帶來了極大的方便。日后GPS技術測量不斷改進，這將會進一步推動我國水利水電工程事業(yè)發(fā)展。
作者:李山軍 單位:廣東省水利電力勘測設計研究院有限公司