胡建荣
河源市水利水电工程有限公司
摘要：随着近些年来我国社会经济的高速发展，GPS技术也获得了长足的发展与进步。当前水利工程建设作为社会经济发展中的重要组成部分，其工作效率与工作质量也直接决定了我国的整体现代化建设水平。本文结合笔者的工作经验，就GPS技术在水利工程测量中的应用原理以及应用现状进行一个综合论述，以期能够促进我国水利工程建设水平。
关键词：GPS技术；水利工程测量；运用
随着科学技术的不断发展，发明与研究了很多水利工程测量设备。特别是计算机技术的飞速发展，实现测量数据的采集并进行自动化处理，促使高精度控制测量自动化系统的问世。全球定位系统GPS是在空间定位技术发展的前提下诞生的，具有高精度、全天候、多功能、操作简便、不受通视条件限制等优点,进一步促进了全球定位系统在水利工程测量中的应用及其发展。
1.GPS技术概述及其在水利工程测量中发展现状
目前，对水利工程测量工作的重视度越来越大，在水利工程测量工作中选择好的测量技术和方法已经成为工作的重点内容之一。越来越多的新技术和新方法被发现并运用到水利工程测量工作中。GPS技术也就是在不断的发展中出现的。GPS技术在水利工程测量中，以其高效率，低成本，高精度，不需要通视等特点受到人们的欢迎，在水利工程测量中得到不断的应用。GPS就是全球定位系统的简称，它是无线式导航系统，其系统基础为已经发射的地球卫星。我国测量采用的是美国发射的２４颗导航卫星。通过测量地面三维坐标来实现导航或者定位。随着我国社会经济的不断发展，我国水利工程测量工作面临着越来越多的机遇以及挑战，因为GPS技术具有突出的优点，因而GPS测量技术在水利工程测量中得到了越来越多的应用。
2.GPS技术的测量方法
GPS作为一种定位手段，可应用它的静态和动态定位方法，直接获取各类大地模型信息，解决传感器位置和姿态的快速定位问题，这样也就解决了遥感信息的定位问题。
2.1动态测量
动态测量：首先，采用静态测量得到两个较近已知点的坐标和大地高，一台GPS机架设1个已知点(基准点)；另一台设于另1个已知点，同时作为流动点第一点、流动点。各点观测三维坐标精度±10cm，流动站与基准站之间距离一般<10km。GPS机移动过程中要求不关机，卫星数≥5颗。为了避免动态测量但要注意的是动态测量在测量过程中不能形成闭合图形，可靠性较差。动态测量主要用于断面基点平面坐标、地质钻孔三维坐标及细部三角点坐标等的测量。
动态测量优点是工作效率较高。其缺点是对卫星信号要求较高，测量精度底，观测中≥5颗卫星，PDOP值≤4。
2.2静态测量
GPS静态测量法就是根据制定的观测方案，将几台GPS接收机安置在构成同步环的待定点(未知点)上同时接收卫星信号，直至将所有环路观测完毕。静态测量一般用三角点、导线等级控制网进行测量，一般观测时间为30～60rain，精度为±5rrea±lppm。为了便于低等级的控制测量以常规方法完成，控制网布设时要有部分GPS点互相通视。为保证GPS控制网的可靠性，控制网布置一定要成环形。计算——闭合环精度，进行粗差探测等。用GPS在水利工程进行测量时，如果是测量渠道、堤防等线路工程导线时，那么边长一般为0.5～2km。水利工程多半是在外业进行观测，因此为保护GPS接收机，进行观测时一定要注意避免强烈的阳光直射。
3.GPS技术在水利工程测量中的应用现状
3.1在水利发电机组中的应用
对于水利发电机组的建设而言，其对于各种测量元素的精度要求都非常高，否则就会降低发电机组的质量与发电效率，从而影响水利工程建设的质量与效果，也不利于实现高水平的能源综合利用率的提升。而在提升水力发电机组的构建精密度，提升网络的稳定性方面，GPS技术具有十分明显的优势。由于GPS的网络布置的灵活性较强，能够顺利适应各种多变的工况条件，再加上其自动化程度较高，对于人工的用量不大，所以提高了水力发电机组的测量以及全天候工作的效率，促进了水利发电机组的应用与发展。
3.2形测量和变形测量
3.2.1地形测量
在水利工程的测量过程中，水下地形测量工作的难度较大，同样，如果采用GPS技术也可有效地解决传统测量方法所遇到的问题。在水下地形测量过程中，在测量水深之前可以先在水下放置两个GPs接收机，然后将测量所得的数据进行计算得出参数，再对水下测量点进行定位测量，通过转化参数得到水下深度等数据，最后运用相关的软件将各项数据进行整合，得出水下地形图。
3.2.2变形测量
在水利工程中，对于水利建筑的地基、水库大坝以及堤坝外围地面等是否有变形的情况进行监测也非常重要。在变形测量中运用GPS技术，可在远离水利建筑的位置放置GPs接收机，同时选择几个固定的基准点，并在已经出现变形情况的区域内放置GPS定位，同时选择测量点。通过自动的测量，将测量数据不问断地传输到数据处理中心，再经过计算得到变形情况的相关数据。将GPS技术运用到变形测量中，使得测量难度较大地降低，提高了水利工程测量效率。
3.3渠道管线测量
渠道管线测量作为水利工程测量中的一个重要组成部分，其本身有着分布散乱、线性放射的特点，因此导致这一部分的测量工作所需的人力物力和时间较大。在利用GPs技术进行测量时，只需要有设计高程、转角等相关的技术参数，就能够非常准确地确定测量点，无须浪费人力和物力，有效地减少了工作人员的数量和工作量，并节约了技术设备资源。
3.4在堤防工程测量中的应用
GPS技术在堤防工程测量中的应用原理主要是根据水利水电工程堤防工程测量的测量难点进行着重攻克。由于传统的测量手段与方法在应用与水利水电堤防工程的测量中时往往需要进行气平面以及高程的设置与划分，而这些划分在技术层面上虽然没有太大的问题，但是由于竞速的不均匀性特征，其误差累积往往是难以避免的，再加上在一些极端工况下测量的整体难度较大，数据受到测量难度的影响往往会出现严重的误差甚至错误，这样就无法实现准确的高程测量，在实际的工程应用中由于多次测量误差返工的情况也不在少数。而随着GPS技术的不断发展，当前利用GPS技术进行堤防工程测量，不到那可以降低测量的人工工作强度，更是通过自动化以及智能化的动态测量来实现了各个控制点之间的独立性，从而杜绝了误差累积的现象，提升了综合利用效率，取得了控制点的测量精度提升。
3.5在灾害预警中的应用
水利工程是人工改造自然的一个伟大的建设工程，但是在改造自然为人类进行能源开发与利用的同时，也经常会受到大自然的影响与冲击，作为水利工程建设这是经常也必须要考虑到的问题。在水利工程的建设地区出现自然灾害时，如果能够及时的进行预警采取相应的保护与预防措施，往往可以将损失控制到一定的范围内，从而实现水利工程的永续利用。在这个方面GPS具有一定的作用，一方面GPS对于建筑体的变形监测能力较强，可以随时对建筑体的数据传输、采集以及内部数量分析等工作进行运算，从而为监测提供一手的数据库支持，这样就为灾害的发生进行了精准的预警，保障了水利工程的安全运行。
结论
综上所述，GPS具有非常突出的特点，并且具有较好的运用效果。在水利工程测量工作中，必须加强GPS技术运用的研究，对GPS测量方法进行充分的掌握，为今后的水利工程测量定下基础。在进行GPS技术的运用过程中，必须对测量结果的精确度以及实用性进行保证。在今后的发展中，GPS技术技术将会变得越来越完善，GPS技术将为水利工程测量带来更加显著的发展。
参考文献:
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