GPS在水利工程测量中的应用

摘要：本文对gps-RTK基本原理、GPS测量的技术特点以及GPS在水利工程测量中的应用操作方面做了简要阐述。

关键词：GPS-RTK系统；水利工程测量；操作应用

Abstract: This paper briefly introduces the technical features of the basic principle of GPS-RTK, GPS measurement and GPS application in water conservancy project in measurement.

Key words: GPS-RTK system; hydraulic engineering survey; application

中图分类号：P25文献标识码： 文章编号:

引言：

随着科学技术的高速发展和 GPS的普及使用，GPS定位技术是目前测量工作的主要技术手段，其的推广使用，由于具有高效率、低成本、高精度、工作强度小等优点，在水利工程测量中应用前景非常广阔。

1GPS-RTK基本原理

GPS-RTK技术就是指全球定位系统。这里的RTK(Real time kinematic)测量技术就是指采取的实时动态的水利工程施工的测量技术，在进行这样的施工测量技术中主要就是要以载波相位的测量以及数据传输的技术相互结合，并且是要以载波相位测量为进行GPS测量技术的基础依据，采用载波相位测量为进行GPS测量技术的基础依据可以说是GPS 测量技术不断发展的标志，一般在采用GPS 测量技术主要就是要有三个方面组成，首先就是基准站的接收机，其次就是要建立数据链，最后就是要有流动站接收机。在我国进行水利工程施工测量技术中，RTK 技术的工作原理主要就是指在已经知道的高等级点上安置1台GPS的接收机，然后就是对所有可以观测的卫星要进行实时连续的观测，及时的保存和记载观测的数据和测站的信息等重要的数据内容，最后就是要通过我们的无线电的传输设备，将数据和信息实时地发送给流动站一般就是在流动站的GPS 接收机可以接收这些数据和信息的同时就要及时的通过无线接收设备将信息进行及时的接受和保存，最后就是要根据定位的原理，进行实时的解算，解算出流动站的三维坐标和精度等重要的测量信息。

2GPS测量的技术特点

2.1GPS测量的技术特点就是测站之间是不需要通视的。通常来讲测站之间的无法相互通视一直是进行水利施工测量的难题。目前的GPS技术就很好地解决了这一问题，更加的有利于施工测量的顺利进行，使得选点也可以更加的灵活方便。不过前期就是测站的上空必须保证是开阔的，这样是可以更好的接收GPS的卫星信号的，保证测量的准确度。

2.2GPS测量的技术特点就是进行观测的时间较短。一般我们在进行水利工程测量采用GPS技术观测的时间在30~40min 左右，而且是采用了快速静态的定位方法，使得观测的时间可以更短。

2.3GPS测量的技术特点就是操作流程简便。GPS测量技术操作流程的简单主要就是由于进行该技术的自动化程度很高。一般就是观测人员只需将天线对中然后整平，量取天线高。最后就是打开电源就可以进行自动的观测，一般像是卫星的捕获以及跟踪观测都是该技术自动完成，操作是非常的简单的。

3GPS在水利工程测量中的应用方面

3.1平面控制测量。与传统水利工程测量一样，GPS也可以实现平面控制测量传统水利测量使用的是导线测量方式，而GPS技术可以选用静态定位和动态定位实现平面控制测量。通过内置软件对信号的处理，可以迅速得到测点的坐标位置，以实现平面控制测量。

3.2高程测量。在进行区域性高程测量时，传统测量采用的是水准测量，而GPS测量同样是通过内置软件对信号的处理得到。

3.3变形测量。与传统测量相比，GPS技术可以实现实时测量，并且在测量时不需要设置复杂的参考网，因此，可以运用GPS技术实现对大型水工建筑物的变形观测。特别是变形体上观测点距离变形区外稳定基准点较远，或者变形体上观测点不方便设置传统观测仪器时，利用GPS技术可以很容易实现对变形的观测，甚至可以校核变形观测基准点的稳定性。

4GPS在水利工程测量中具体操作

4.1测量选点

由于GPS 测量观测站之间不一定要求相互通视，而且网的图形结构也比较灵活，所以选点工作比常规控制测量的选点要简便。 但由于点位的选择对于保证观测工作的顺利进行和保证测量结果的可靠性有着重要的意义，所以在选点工作开始前，除收集和了解有观测区的地理情况和原有测量控制点分布及标架、标型、标石完好状况，决定其适宜的点位外，选点工作还应遵守以下原则:

4.1.1点位应设在易于安装接收设备、视野开阔的较高点上。

4.1.2点位目标要显著，视场周围15o以上不应有障碍物，以减小GPS 信号被遮挡或障碍物吸收。

4.1.3点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等) 其距离不小于200m; 远离高压输电线，其距离不得小于50m以避免电磁场对GPS 信号的干扰。

4.1.4点位附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，以减弱多路径效应的影响。

4.1.5点位应选在交通方便，有利于其它观测手段扩展与联测的地方。

4.1.6地面基础稳定，易于点的保存。

4.1.7选点人员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位。

4.1.8网形应有利于同步观测边、点联结。

4.1.9当所选点位需要进行水准联测时，选点人员应实地踏勘水准路线，提出有关建议。

4.1.10当利用旧点时，应对旧点的稳定性、完好性，以及砚标是否安 全可用性作一检查，符合要求方可利用。

4.2测量观测工作

4.2.1观测工作依据的主要技术指标。GPS观测与常规测量在技术要求上有很大差别，对城市及工程GPS控制在作业中应按有关技术指标执行。

4.2.2天线安置。1）在正常点位，天线应架设在三脚架上，并安置在标志中心的上方直接对中，天线基座上的圆水准气泡必须整平。2）在特殊点位，当天线需要安置在三角点觇标的观测台或回光台上时，应先将觇标顶部拆除，以防止对GPS信号的遮挡。这时可将标志中心反投影到观测台或回光台上，作为安置天线的依据。如果觇标顶部无 法拆除，接收天线若安置在标架内观测，就会造成卫星信号中断，影响GPS 测量精度。在这种情况下，可进行偏心观测。偏心点选在离三角点100m以内的地方，归心元素应以解析法精密测定。3）天线的定向标志线应指向正北，并顾及当地磁偏角的影响，以减弱相位中心偏差的影响。天线定向误差依定位精度不同而异，一般不应超过正负3o至正负5o 。4）刮风天气安置天线时，应将天线进行三方向固定，以防倒地碰坏。雷雨天气安置天线时，应注意将其底盘接地，以防雷击天线。5）架设天线不宜过低，一般应距地面1m以上。天线架设好后，在圆盘天线间隔120o的3个方向分别量取天线高，3次测量结果之差不应超过3mm，取其3次结果的平均值记入测量手薄中，天线高记录取值0.001m。6）测量气象参数: 在高精度GPS测量中，要求测定气象元素。每时段气象观测应不少于3次(时段开始、中间、结束) 气压读至0.1MPa，气温读至0.1oC，对一般城市及工程测量只记录天气状况。7）复查点名并记入测量手薄中，将天线电缆与仪器进行联接，经检查无误后，方能通电启动仪器。

4.2.3开机观测观测作业的主要目的是捕获GPS卫星信号，并对其进行跟踪、处理和量测，以获得所需要的定位信息和观测数据。天线安置完成后，在离开天线适当位置的地面上安放GPS接收机，接通接收机与电源、天线、控制器的联接电缆，并经过预热和静置，即可启动接收机进行观测。接收机锁定卫星并开始记录数据后，观测员可按照仪器随机提供的操作手册进行输入和查询操作，在未掌握有关操作系统之前，不要随意按键和输入，一般在正常接收过程中禁止更改任何设置参数。

5结语

GPS在水利工程勘测中的应用，对水利工程勘测手段和作业方法产生了革命性的变革，极大地提高了勘测精度和勘测效率，其技术将在水利工程勘测施工和堤坝监测以及管理方面有着广阔的应用前景。

参考文献：

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[2] 杨华明.基于 GPS RTK 技术的工程测量应用探讨.科技资讯,2010.

[3] 牛洪柳.GPS-RTK 技术在工程测量中的应用研究.山西建筑,2012.