关于水利工程测量技术的探讨

摘要：水利工程建设是我国基础工程建设的重要部分，而水利工程的质量保障离不开准确周密的测量技术，水利工程能否按图施工能否保证工程的质量、安全、效果等都需要测量工作精确的技术保证。本文论述了水利工程测量技术现状及未来发展趋势以供同行参考

关键词：水利工程 测量 技术 趋势

中图分类号：TV文献标识码： A

前言

水利不仅是国民经济中的基础设施，而且在基础设施中处于首位。近些年来，随着现代科学技术的快速发展，水利水电工程测量技术的发展也是日新月异，计算机技术、精确定位技术、微电子技术、激光技术等先进科技成果为工程测量提供了新的方法和手段。由于水利水电工程在国民经济中的重要地位决定着需要采取有效措施确保这一行业的发展，由此论述水利水电工程测量技术的发展与现状就显得尤为重要。

一、水利工程测量的主要工作

水利工程主要项目有土方开挖、坝体堆石、土工布、浆砌石工程、混凝土工程等。对于大坝施工测量主要分为以下几个阶段：大坝轴线的定位与测设，坝身平面控制测量，坝身高程控制测量，坝身的细部放样测量和溢洪道测设等内容。以下将针对水利工程各道工序施工实施中，施工测量的具体实施措施而展开探讨。对于水利工程中标后，立即组织测量人员，在工程施工实施前，首先按监理单位以书面形式提供的平面控制网点和高程控制网点，建立工程施工使用的平面控制网和高程控制网。

水利工程开工前，对监理单位提供的控制点进行复测，并且布设施工控制网，包括平面控制网及高程控制网，其测量等级、精度必须满足《水利水电工程施工测量规范》规定，并且定期对其布设的施工控制网进行核查。施工过程中的跟踪测量。工程施工从进场后的土方开挖开始，土石混合料、坝体堆石都必须跟踪测量，主要包括：土方开挖轴线、边坡及高程放样；水工建筑物位置、外观尺寸、高程放样；预埋件尺寸、高程放样；土方回填高程放样等。竣工验收测量。工程竣工前应对施工建筑物(包括隐蔽工程覆盖前)进行测设建筑物位置和标高。对工程预埋观测设施测量，得出精确数据，报送监理单位，并经监工程师审批后备案。

二、当前主要水利工程测量技术

1、GPS技术

GPS 其中文全称为全球卫星定位系统( Global Posi-tioningSystem) ，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。GPS 技术已经广泛应用于各个领域，水利工程测量中，GPS 技术也得到了广泛的应用。比如: 三峡水利枢纽，小浪底工程等水利工程测量中都用到了 GPS 技术。GPS 技术在水利测量中的应用主要包括 GPS 的外业测量、GPS 的布网以及实时动态测量。

GPS 外业测量中，选点是关键。点的定位对于保证测量结果的正确性具有非常重要的意义。因此要在选点前做好充分的准备工作，包括收集和了解有关测区的地理位置，标架，标型的完好状况等，这都是做好选点的关键。GPS 的观测工作主要体现在无线安置和开机观测，这与常规测量有很大的不同。无线安置工作中，要卡中心的上方直接对中，天线基座上的圆水准气泡必须整平; 在有风天气中，应将无线进行三方向固定。

对于线路及带状工程测量，例如引水工程等，通常都采用点连式或边连式组成连续发展的三角锁同步图形，而对于工程枢纽地区的施工控制网和变形监测网，则通常采用边连式或网连式布设，以增强网形的几何强度，提高 GPS 控制网的可靠性和数据精度。

流动站在接收 GPS 卫星信号的同时，通过无线电接收设备接收基准站传输的数据，依据相对定位的基本原理，基准站及流动站将该数据与本身观测到的数据进行差分解算，从而得到两观测站之间的相对位置，解算出流动站所在位置的三维坐标并实时存储和输出。

2、RTK 技术

RTK （ Real Time Kinematic） 技术是 GPS 实时载波相位差分的简称， 是一种 GPS 与数据传输技术相结合， 实时解算并进行数据处理， 在 1-2秒时间内得到高精度位置信息的技术。 工作原理是将一台接收机安置在已知点上作为基站， 对所有可见卫星进行连续观测， 并将其观测数据通过无线电传输设备 （数据传输电台） ， 实时地发送给用户观测站 （流动站）， 在用户站上， GPS 接收机在接收 GPS 卫星信号的同时， 通过无线电接收设备接收基准站传输的观测数据， 然后根据相对定位的原理， 实时地计算并显示出用户站的 3 维坐标及其精度。 目前采用这种技术可以取得厘米级的定位成果。北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主研发、 独立运行的全球卫星导航系统。 是继美国、 俄罗斯之后第三个成熟的卫星导航系统。 由空间段、 地面段和用户段三部分组成， 空间段包括 5 颗静止轨道卫星和 30 颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、 注入站和监测站等若干个地

面站， 用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端

北斗 RTK 技术是卫星定位技术的一个新的里程碑， 大大提高了测量效率并拓展了 GPS 应用领域， 为水利工程测量提供了十分有力的条件， 使用北斗 RTK 进行水利工程测量能缩短作业时间、减低劳动强度。

3、3S技术

3S 技术是遥感(RS)、地理信息系统(GIS)及全球定位系统(GPS)的统称。是一门具有信息采集、分析、处理、管理等功能的多学科、多专业的现代新技术。已经在很多行业被广泛应用，通过此项技术可以很轻松得到待测位置的环境空间信息，并可以分析建立相关数学模

型，进而起到管理的功能。3S 技术在水利信息化中的发展不仅与计算机硬件和操作系统、原数据库的建设，数据仓库、数据挖掘、网络、数据库管理与自动成像等技术的发展是紧密相关的，而且与水利行业信息化的进程，尤其是数字化的进程紧密相关。在技术上已经发展并逐步成熟。总之，要在水利行业更好地应用和发展 3S 技术，必须加强标准化、规范化的基础建设，大力开展基础数据库的建设。此外还要加快提高3S 技术的应用水平，充分发挥 3S 现有的和潜在的功能，并且与网络计算机等高新技术以及水利行业本身的技术紧密地结合在一起。为水利信息化和现代化作出它应有的贡献

三、工程测量技术的发展展望

展望 21 世纪,工程测量将在以下方面将得到显着发展:

1、测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展，其应用范围将进一步扩大，影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强。在变形观测数据处理和大型工程建设中，将发展基于知识的信息系统，并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合，解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。

2、大型复杂结构建筑、设备的三维测量，几何重构及质量控制，以及由于现代工业生产对自动化流程，生产过程控制，产品质量检验与监控的数据与定位要求越来越高，将促使三维业测量技术的进一步发展。工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量。多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用，如 GPS 接收机与电子全站仪或测量机器人集成，可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。

3、GPS、GIS 技术将紧密结合工程项目，在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。在人类活动中，工程测量是无处不在、无时不用，只要有建设就必然存在工程测量，因而其发展和应用的前景是广阔的。

参考文献：

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[3] 钟飞 . GPS 在水利工程测量中的应用［J］. 科技资讯，2009. 12.