GPS高程測量在水利測繪工程中應(yīng)用
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摘要：gps全稱為全球定位系統(tǒng)，GPS高程測量（下文簡稱“GPS測量”）能夠?qū)Φ孛纥c的大地高程進行直接測量，測量過程高效，因此該測量技術(shù)在水利測繪項目中發(fā)揮著重要作用。為保證測繪結(jié)果精準(zhǔn)性，相關(guān)人員需要高度重視GPS測量的應(yīng)用。文章介紹了GPS測量內(nèi)容，對水利測繪工程中GPS測量的應(yīng)用展開分析，并提出GPS測量應(yīng)用過程的注意事項及其未來發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞：GPS高程測量；水利測繪工程；水利測繪技術(shù)
科技迅速發(fā)展過程，水利測繪技術(shù)也呈現(xiàn)快速發(fā)展之勢，GPS測量技術(shù)就是其中之一，其能夠?qū)Φ孛嫘畔⑦M行立體定位，結(jié)合人造衛(wèi)星獲得測量目標(biāo)相關(guān)參數(shù)，能夠減少測量人員工作量，節(jié)約測量時間。GPS測量技術(shù)在水利測繪工程中的應(yīng)用優(yōu)勢諸多，能夠保證測量精度，提高工程建設(shè)質(zhì)量。相關(guān)領(lǐng)域人員需要對于該技術(shù)的實踐運用開展深入探索。
1GPS高程測量概述
1.1測量原理
GPS測量原理是利用全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)，為其測量過程提供精準(zhǔn)服務(wù)。測繪人員應(yīng)用GPS完成測量工作，具有高度的精準(zhǔn)性，因此，應(yīng)用范圍較廣。GPS測量主要是利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)確定物體位置，能夠快速獲取被測物體信息。相關(guān)人員只需將接收機、衛(wèi)星之間的距離計算出來，即可確定接收機位置，利用GPS獲得高程差，進而獲得關(guān)鍵數(shù)據(jù)，確保測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確[1]。
1.2測量方法
利用GPS開展高程測量，常見的方法如下：一是等值線圖法；二是地球模型法；三是擬合法。在測量期間，靈活應(yīng)用上述技術(shù)能夠保證獲得信息數(shù)據(jù)高度精準(zhǔn)。其中，通過等值線圖法繪制高程異常的等值線圖，確認待確定點正常高、正高等，需要相關(guān)人員合理選擇坐標(biāo)系，以此為基礎(chǔ)，計算正常高的有效信息，此測量方法和等值線圖獲取密度有直接關(guān)聯(lián)。因此，應(yīng)該保證等值線圖高度精準(zhǔn)，才能發(fā)揮等值線圖應(yīng)用優(yōu)勢。我國地域遼闊、地形復(fù)雜，由于地圖模型法的實際應(yīng)用受限，因此該方法應(yīng)用范圍較小。應(yīng)用GPS測量，需要測量人員獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。擬合法可被應(yīng)用在小范圍群，與高程異常、幾何算法有緊密關(guān)聯(lián)，主要利用數(shù)學(xué)方法對于正常高以及正高進行求解。
1.3測量特點
GPS測量系統(tǒng)的組成部分有三個，一是地面監(jiān)控，二是空間部分，三是用戶設(shè)備。借助地面監(jiān)控能獲取衛(wèi)星數(shù)據(jù)；對于空中衛(wèi)星開展監(jiān)測的結(jié)構(gòu)是空間部分，能合理確定衛(wèi)星位置；用戶設(shè)備主要是利用GPS接收機，根據(jù)衛(wèi)星信號對于點坐標(biāo)開展測量，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。GPS測量應(yīng)用優(yōu)勢顯著，并在水利測繪領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。
1.4應(yīng)用優(yōu)勢
第一，測量精度高。GPS測量不會受到環(huán)境影響，能夠?qū)唧w項目開展全天候測量，且能連續(xù)作業(yè)，測量結(jié)果準(zhǔn)確，能夠滿足水下的地形特點以及平面測量精度要求。GPS高程測量作為一種先進的定位技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于水利水電工程測量中，其即使在惡劣的天氣環(huán)境下，也能充分保證測量精度。同時，在GPS高程測量完成后，相關(guān)人員還可以做出自己的統(tǒng)計調(diào)查結(jié)果，更準(zhǔn)確地反映調(diào)查情況。不難看出，該技術(shù)在水利水電工程測量中的應(yīng)用可以獲得較高的測量精度，這對水利水電工程的發(fā)展是非常有益的。第二，測量流程簡單。GPS技術(shù)也已成為一種全球定位系統(tǒng)，是一種比較先進的定位技術(shù)。目前，該技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，在水利水電工程勘察中的應(yīng)用效果良好。GPS高程測量在水利水電工程中的積極應(yīng)用，可以有效地提高測量效率。通過在水準(zhǔn)精度點上建立基站，可以提高工作人員的測量效率。第三，測量成本低。在過去的一段時間里，因為受到地形復(fù)雜性和天氣的影響，傳統(tǒng)的測量技術(shù)經(jīng)常消耗大量的人力、物力和財力。然而，GPS高程測量在水利水電工程中的應(yīng)用，可以大大減少地形和天氣因素的影響，從而有效地縮短測量時間，降低測量成本，促進水利水電工程經(jīng)濟效益的提高。
2GPS高程測量在水利測繪項目中的應(yīng)用
水利工程的測量工作主要是為工程建設(shè)提供專項測量服務(wù)，具體測量信息包括地形、平面、高程等。在項目規(guī)劃設(shè)計環(huán)節(jié)，測繪人員需要對項目所在區(qū)域河流、湖泊等信息開展測量，為后續(xù)設(shè)計提供依據(jù)。如果建設(shè)水庫工程，在設(shè)計后期，相關(guān)人員還要對水庫淹沒界限開展測量，確認水庫臨界值，以免施工期間存在安全風(fēng)險，對工程質(zhì)量造成影響。因此，應(yīng)用GPS測量期間，相關(guān)人員需要在設(shè)計階段就落實各項準(zhǔn)備工作，結(jié)合水利項目類型差異，做好測繪位置標(biāo)記工作，為測繪質(zhì)量奠定基礎(chǔ)，充分發(fā)揮GPS測量的作用。水利項目施工階段，應(yīng)使用GPS測量重點對施工控制網(wǎng)進行布設(shè)，并測量建筑軸線，按照測量結(jié)果，設(shè)計設(shè)備安裝具體位置，因此，結(jié)果準(zhǔn)確性能夠影響水利項目最終建設(shè)質(zhì)量。安裝大壩變形的監(jiān)測設(shè)備以后，相關(guān)人員需要對擺設(shè)位置進行檢測，判斷其是否合乎標(biāo)準(zhǔn)，保證設(shè)備及時觀測建筑物變形信息，提高工程質(zhì)量。
2.1應(yīng)用GPS開展截流施工
GPS測量在水利測繪項目中的應(yīng)用優(yōu)勢明顯，因此受到行業(yè)領(lǐng)域人員高度重視。同時，水利測繪過程還可能受到測繪溫度、水下地形等多種因素影響。若采取人工測量法，可能耗費較高的人力及物力也難以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。以往的測量應(yīng)用過程對于測量范圍有所限制，導(dǎo)致測量數(shù)值精準(zhǔn)度不足。將GPS測量引入其中，能夠利用其高精度優(yōu)勢，為水利測繪質(zhì)量得到保證奠定基礎(chǔ)。建設(shè)期間，截流施工要求快速完成，因此工期相對緊張。若使用傳統(tǒng)測量法，可能難以滿足工程實際測量需求，對工程進度造成影響。為克服測量環(huán)境差、地形復(fù)雜等因素影響，相關(guān)人員需要合理利用GPS測量技術(shù)，勘察水下地形，精準(zhǔn)定位測量區(qū)域，提高測量效率，為工程建設(shè)的順利進行奠定基礎(chǔ)[2]。
2.2應(yīng)用GPS開展變形監(jiān)測
GPS測量在壩體變形的監(jiān)測中有重要應(yīng)用，針對大型的水利工程建設(shè)，應(yīng)該強化變形監(jiān)測工作，對工程實際信息采取有效測量，保證測量質(zhì)量。由于GPS能夠全天候參與測量過程，并且測量結(jié)果的精準(zhǔn)度較高，對比傳統(tǒng)測量方法應(yīng)用優(yōu)勢顯著。因此，相關(guān)人員應(yīng)該優(yōu)化傳統(tǒng)測量法，重視GPS測量，保證作業(yè)效率。在GPS測量的應(yīng)用下，可全面獲取大壩變形各項參數(shù)，并深入分析變形情況，把控監(jiān)測系統(tǒng)，為變形監(jiān)測相關(guān)工作的開展提供有力參考。
3在水利測繪項目中應(yīng)用GPS高程測量的注意事項
利用GPS測量技術(shù)時，相關(guān)人員需注意天氣變化。如果天氣情況相對較好，可隨時開展信息觀測。但是如果遇到極端天氣，為避免測量結(jié)果受影響，需要避開突變天氣，防止觀測結(jié)果中不確定因素的增加，可在適宜的氣候下，選擇特定時間段觀測。如果在雷雨天氣時要使用測量儀器，應(yīng)該注意雷電預(yù)防，防止設(shè)備受到雷擊導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)誤差，帶來較大經(jīng)濟損失。觀測數(shù)據(jù)以前，應(yīng)該嚴(yán)格進行設(shè)備和機器對中找正，保證設(shè)備平整，嚴(yán)格按照觀測儀器、設(shè)備的使用規(guī)范進行操作。如果測量過程利用光學(xué)電器，應(yīng)借助垂球?qū)Υ祟愲娖鞯膶χ型瓿蓹z驗和校核，保證對中誤差在2mm以下，而天線的標(biāo)志線應(yīng)該保證指向正北方。在使用GPS測量儀器以前，應(yīng)該對儀器進行檢定，使用之后按照要求及時維護和保養(yǎng)。所有水利測繪項目中都會利用GPS接收機、天線等，因此應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)定對其開展觀測前后的檢驗。待檢驗通過以后，在其有效期內(nèi)合理使用。若如果使用期間存在故障，應(yīng)該立即檢查，延長機器使用時間。除此之外，測量過程如果對流層、電離層等發(fā)生折射，也會導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。因此，為規(guī)避測量距離產(chǎn)生的誤差，可借助同步測量的數(shù)據(jù)求差方法，在天線上設(shè)置抑制板，抑制沒有價值的反射信號，還可借助同步觀測、雙頻觀測等方法，進一步減小誤差。針對相對衛(wèi)星導(dǎo)致的測量誤差，可設(shè)置多個觀測站，觀測同一衛(wèi)星，有效減少測量誤差。測量過程還可能由于相對論效應(yīng)導(dǎo)致衛(wèi)星、接收機等產(chǎn)生接收誤差，因此觀測期間，針對接收誤差，相關(guān)人員要謹慎處理，避免由于上述誤差影響GPS測量結(jié)果準(zhǔn)確性，充分利用該技術(shù)對水利項目開展精準(zhǔn)測繪[3]。
4GPS高程測量未來的發(fā)展前景
部分水利工程地處偏遠地區(qū)，不但地形復(fù)雜，而且交通十分不暢，測量高程信息較為困難。對比于傳統(tǒng)的測量方法，GPS測量不必利用通視，并且測量結(jié)果準(zhǔn)確，人員工作強度相對較低。雖然GPS在測量方面擁有便捷性和準(zhǔn)確性等優(yōu)勢，但也容易受到極端天氣的影響，還可能受到對流層、電離層的影響導(dǎo)致出現(xiàn)測量誤差。因此，還需合理規(guī)避測量過程各項不利因素，關(guān)注測量細節(jié)，完善相關(guān)流程，讓測量工作更加高效。
5結(jié)束語
總之，GPS測量在水利測繪項目中的應(yīng)用能夠有效減少測量人員工作量，并且提高測量精度，有助于水利測繪工程的發(fā)展。工程測繪領(lǐng)域人員高度重視對該技術(shù)的應(yīng)用，規(guī)范應(yīng)用流程，發(fā)揮此技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，提高水利測繪工作質(zhì)量，為工程順利完成建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。
參考文獻：
[1]李正威,李昆.GPS高程測量在水利測繪工程中的運用[J].長江技術(shù)經(jīng)濟,2020,4(S1):72-75.
[2]劉伯函.GPS高程測量技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn),2017(9):249.
[3]楊春,劉遠征,蔡文生.GPS高程測量及在水利測繪工程中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究,2018,3(6):83-84.
作者:查成剛 單位:湖北大禹建設(shè)股份有限公司