GPS测量技术对水利水电工程的应用

1、gps定位系统的构成

1.1空间卫星群（即空间部分）

GPS的空间卫星群十分庞大，由24颗GPS卫星群组成，每颗卫星大约有20万公里的高度，这庞大的卫星群均匀分布在6个轨道面上，并且各平面之间的交角为60度，这样可以保证地球地平面以上可以随时随地接收4~11颗卫星发出的信号。

1.2GPS的地面控制系统（即地面控制部分）

GPS的地面控制系统由1个主控站、3个注入站和5个监控站组成。其作用是：监控站对卫星的工作状态进行观测，同时接收卫星信号，主控站则根据这些观测数据对卫星的星历和卫星钟的改正参数进行计算。

1.3GPS用户设备（即用户部分）

GPS的用户设备的组成部分有：GPS接收机、数据处理软件以及相应的用户设备。用户设备的作用是接收卫星发出的信号，并利用信号进行导航定位。随着科技的迅速发展，GPS定位系统也变得重量越来越轻，体积越来越小，具有便于携带、高精度的优点，给水利工程测量带来了方便。

2、GPS在水利测量中的优点

2.1测量效率非常高

测量效率高是GPS测量技术的一大优点，使用GPS测量时，仅用几秒就可以获得准确的三维定位，在卫星信号不稳定的情况下，其也可以在几分钟内完成测量，可见速度之快，效率之高。使用了GPS测量技术，每天可以提高70%以上的效率。

2.2测量精度非常高

GPS测量技术能为用户提供高精度的三维定位，并且在不受任何天气状况的影响。利用GPS静态定位技术测量时，测量误差仅仅3～4毫克/升，而在不超过20公里的距离测量时，测量误差也仅为几厘米。

2.3工作强度非常小

传统的测量设备在进行工作时，受外界的影响很大，特别是受地貌、地形、地物的影响，这都增加了测量人员的劳动强度。然而GPS测量技术就没有这个缺陷，它不受天气、地形的影响，可以在短时间内对大面积不规则的复杂区域进行测量。

2.4无需通视

GPS测量技术不需要互相通视，弥补了传统测量的缺陷。只要测量地点地形平坦开阔，卫星信号不受干扰，就能灵活方便地进行测量。

3、GPS测量技术在水利工程测量中的应用

3.1控制网设计

测量工作要遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则，这是为了减小和限制误差的出现和积累，从而保证施工和测量的精度和速度。控制网设计是最重要的一部分，是首级控制的主要内容。对于地势平坦开阔的大型工程，要采用三角网。对于地形复杂崎岖的中小型工程时，要采用环形网。

3.2高程系统测量

高程系统测量也是水利水电工程中的一项很重要的部分。高程系统控制决定水利水电工程的推算和工程量的计算，对工程的安全问题以及造价预算有着直接决定性的影响。

3.3变形监测

变形监测能在观测时及时发现观测点的变形信息，通过观测，如果发现变形程度严重，超出了规定的允许数值，那么建筑物的稳定性就得不到保障。

3.4数据分析处理

数据分析处理能力也是很重要的一部分，严重影响着测量结果。数据分析处理的过程：首先要获取相关的信息数据，然后要“预处理”，就是根据实际的需要对数据进行筛选，并按照标准分类，择其有用的信息，接着是“平差计算”，务必要保证计算的准确性，要不然会使数据失真，最后是坐标系统和GPS网的转换，经过这一系列的处理和分析之后就可以获得数据。

4、结语

GPS测量技术在水利水电工程中发挥着重要的作用，由于其具有高精度、高准度、全天候、时间短、多功能、操作简单、自动化程度高等优点，为水利水电工程的测量带来了极大的便利，提高了水利水电工程的测量效率。随着科技的发展，GPS测量技术也会不断得到提高和改进，使其会越来越多、越来越广地运用到水利水电工程建设中去，从而促进我国水利水电工程建设的发展和完善。

作者：王斐 赵晓微 周璐 单位：吉林省水利科学研究院 吉林省水利水电工程局