關(guān)于GPS 技術(shù)在水利工程中的應用的論文
社會(huì )發(fā)展對水利工程的測量行業(yè)要求越來(lái)越高，通過(guò)先進(jìn)方法、工藝水平的引入，已經(jīng)實(shí)現測量行業(yè)的現代化發(fā)展。隨著(zhù) GPS 技術(shù)的應用范圍擴大，其在水利工程中的發(fā)展取得了顯著(zhù)成績(jì)，優(yōu)勢體現在成本低、效率高、精度好，同時(shí)還具有抗干擾效果好、隱私保密好等特點(diǎn)。
GPS 技術(shù)分為外業(yè)監測、內業(yè)處理兩大模塊，其中外業(yè)監測是主要數據來(lái)源，也是測量工程的基礎環(huán)節，加強野外監測作業(yè)的質(zhì)量管理，對于整體數據測量具有深遠影響。
1、GPS 技術(shù)在水利工程中的應用概述及特點(diǎn)分析
1． 1、應用概述
水利工程的測量環(huán)節對整體工程來(lái)說(shuō)是基礎中關(guān)鍵步驟，為此，人們采用更為有效精確的測量技術(shù)進(jìn)行操作，即 GPS 技術(shù)。GPS 的優(yōu)勢特點(diǎn)促進(jìn)了其在水利工程的長(cháng)遠發(fā)展。作為一種無(wú)線(xiàn)式導航系統，GPS的工作原理在于衛星傳播數據進(jìn)行工作處理。國民經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，水利測量行業(yè)的難度隨之提高，促進(jìn)了 GPS 技術(shù)在該領(lǐng)域的開(kāi)展落實(shí)。
根據現階段測量狀況，GPS 技術(shù)在水利工程中的`應用分析如下: 通過(guò)使用 GPS 靜態(tài)法來(lái)建立一個(gè)立足于總工程的整體控制測量體系; 在水利工程的施工階段應當以閘門(mén)、渠道以及堤壩這三項工程為核心建立起一套完備的施工控制系統。另一方面，ＲTK 技術(shù)為更高層次的手段，能夠充分實(shí)現動(dòng)態(tài)定位的目的，是測量行業(yè)中的新型科技技術(shù)，能夠一定程度上促進(jìn) GPS 技術(shù)在水利測量行業(yè)的具有強勁優(yōu)勢。
1． 2、特點(diǎn)分析
GPS 測量技術(shù)的特點(diǎn)分析如下: 精度準確、測量時(shí)間短，同時(shí)能夠實(shí)現三維坐標的提供，操作簡(jiǎn)便，具有人性化特點(diǎn)，另一方面，GPS 能夠實(shí)現三維坐標的提供，便于用戶(hù)進(jìn)行實(shí)際應用分析，具有良好的續航能力，可不間斷作業(yè)，同時(shí)具有多種便捷功能。正是由于 GPS 技術(shù)的諸多優(yōu)勢促進(jìn)了其發(fā)展，保證了其在水利工程測量行業(yè)中的主體地位。
GPS 技術(shù)的精度高，具體表現在它在 300 － 1500m 范圍內進(jìn)行定位操作處理中，連續監測時(shí)間 1h 以后，地面累計誤差仍控制在 1mm 以?xún)�。此外，測站的出現加強了各個(gè)監測點(diǎn)之間的聯(lián)系，保證信號的處理接收受到的干擾較小，外界影響降低。再者，GPS 技術(shù)的多功能性，體現在測速、測時(shí)兩方面，同時(shí)，具有其他測量技術(shù)所缺失的優(yōu)勢，就是自動(dòng)化程度較高，正是由于這種自動(dòng)化程度的優(yōu)勢，促進(jìn)了 GPS 技術(shù)在測量操作中的便捷性。正是由于 GPS 技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，奠定了其長(cháng)遠發(fā)展中的核心地位。
2、GPS 技術(shù)在水利測量業(yè)的應用
2． 1、GPS 外業(yè)測量
GPS 的外業(yè)測量工作中，關(guān)鍵步驟是選點(diǎn)控制，點(diǎn)的定位對于測量結果來(lái)說(shuō)具有關(guān)鍵性的影響，需要充分注重準備工作的細化處理，保證前期收集信息、勘察結果等準確無(wú)誤，加強標架、標型的觀(guān)察分析。GPS觀(guān)測操作，一般需要注重無(wú)線(xiàn)安置、開(kāi)機觀(guān)測的細節處理，因為 GPS 技術(shù)中上述兩步與傳統常規測量不同。無(wú)線(xiàn)安置過(guò)程中，需要在對應點(diǎn)位操作，保證天線(xiàn)架設在三角支座端，根據標志中心進(jìn)行對正處理，保證天線(xiàn)的基座水準滿(mǎn)足持平要求，氣候條件較為惡劣的狀況下，需要將無(wú)線(xiàn)進(jìn)行固定處理。
2．2、GPS 布網(wǎng)工作、GPS 的布網(wǎng)工作中，線(xiàn)路測量、帶狀工程測量需要借助點(diǎn)連式或者邊連式進(jìn)行處理，保證其形成連續發(fā)展的三角鎖同步結構，如引水工程。另外，對于工程樞紐地區的施工控制網(wǎng)和變形監測網(wǎng)，通常則采用邊連式或網(wǎng)連式布設，以增強網(wǎng)形的幾何強度，提高 GPS 控制網(wǎng)的可靠性和數據精度。
2． 3、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量
�。襎K 工作基本方式可以表述為: 在某一已知點(diǎn)上設立基準站并安置一臺 GPS 接收機，對所有的可見(jiàn)衛星進(jìn)行現場(chǎng)測，采用無(wú)線(xiàn)電傳送設備，將觀(guān)測到的數據和測站信息通過(guò)數據鏈傳送到流動(dòng)站。流動(dòng)站在接收 GPS 衛星信號的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)電接收設備接收基準站傳輸的數據，依據相對定位的基本原理，基準站及流動(dòng)站將該數據與本身觀(guān)測到的數據進(jìn)行差分解算，從而得到兩觀(guān)測站之間的相對位置，解算出流動(dòng)站所在位置的三維坐標并實(shí)時(shí)存儲和輸出。
3、GPS 在水利工程中應用的特點(diǎn)分析
3． 1、平面控制測量
GPS 技術(shù)充分實(shí)現了規避常規導線(xiàn)測量的弊端，根據實(shí)際項目需要，進(jìn)行 GPS 靜態(tài)定位、快速定位和動(dòng)態(tài)定位技術(shù)。觀(guān)測時(shí)間較短，如20km 范圍之內的靜態(tài)定位中，測量時(shí)間僅為 15 － 20min，借助 ＲTK 測量過(guò)程中，當流動(dòng)站、基準站的距離間隔為 15km 之內的前提下，觀(guān)測時(shí)間為幾秒鐘。
3． 2、放樣測量
水利工程測量行業(yè)中，借助 ＲTK 技術(shù)進(jìn)行點(diǎn)放樣、線(xiàn)路放樣操作中，首先需要將點(diǎn)坐標、靜態(tài)網(wǎng)坐標進(jìn)行對應三維坐標轉換，將數據傳輸到 GPS 流動(dòng)站中，根據實(shí)際標識進(jìn)行測量操作，一般放樣操作的控制精度可以保證在 50mm 范圍之內。另一方面，線(xiàn)路放樣中，需要根據室內線(xiàn)路的特點(diǎn)進(jìn)行對應中心線(xiàn)編制，將對應文件參數傳至 CPS 接收系統內，即流動(dòng)站接收機中，根據實(shí)地樁號、放樣點(diǎn)與中心線(xiàn)的關(guān)系合理規劃后，進(jìn)行現場(chǎng)放樣操作。
3． 3、航空攝影測量外業(yè)相控
水利工程中，由于一般具有測量區域地理環(huán)境復雜、線(xiàn)路狹長(cháng)，經(jīng)常覆蓋樹(shù)木等遮蓋物，且控點(diǎn)的布設一般零星分散，間距較大，增加了測量的難度。傳統測量方法測量無(wú)法保證準確度、測量時(shí)間，且操作困難。通過(guò) GPS 技術(shù)測量可以充分解決上述諸多弊端，能夠在短時(shí)間內進(jìn)行外業(yè)相控點(diǎn)的采集操作。
3． 4、高程測量
GPS 測量中需要結合水準測量，保證區域性大地水準面的高程。該方法對 GPS 觀(guān)察點(diǎn)的要求如下: 水準測量信息詳細、密度分布合適、分布均勻。利用高精度 GPS 定位技術(shù)精密確定觀(guān)測點(diǎn)的大地高程差，并根據建立的適當大地水準面數學(xué)模型，內插出計算點(diǎn)的高程異�；虍惓２�，從而得出特定點(diǎn)的正常高。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，采用靜態(tài)定位方法測出的大地高差誤差 Δh/D 可達到 3 ～ 4ppm，當距離小于 20km 時(shí)，可達到厘米級精度; 引入高級水準點(diǎn)，進(jìn)行高程轉換后，可以完全代替四等水準。
4、結語(yǔ)
水利工程測量體系中，GPS 技術(shù)取得了良好的測量效果，降低了操作難度，充分提高了測量精度，是未來(lái)長(cháng)期發(fā)展的主要測量手段，充分促進(jìn)了經(jīng)濟效益和競爭實(shí)力的提高�？萍歼M(jìn)步的新形勢下，GPS 新型衛星發(fā)射技術(shù)逐步提升，國內自主研制的衛星“北斗”已經(jīng)成功發(fā)射入軌，為動(dòng)態(tài)用戶(hù)的測量提供了更為精確可靠的保證�？梢灶A見(jiàn)在未來(lái)很長(cháng)一段時(shí)間內，GPS 技術(shù)仍將作為主要測量手段得到發(fā)展，并且會(huì )逐漸深入到更多的領(lǐng)域中發(fā)揮巨大作用。
參考文獻
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