蔡迎賓

【摘要】隨著科技的發(fā)展，GPS技術(shù)的逐步完善，并廣泛應(yīng)用于水利水電工程勘測(cè)中。GPS測(cè)量技術(shù)除了在雷雨天氣下有所限制，不受任何天氣因素影響，其優(yōu)越性是其他勘測(cè)方式無(wú)可比擬的。定位技術(shù)在水利水電工程勘測(cè)中的應(yīng)用，突破了勘測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的局限，給勘測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展起了十分重要的作用。本文介紹了GPS勘測(cè)技術(shù)概述以及GPS全球定位系統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)水利水電工程勘測(cè)中GPS技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；水利水電；工程勘測(cè)；應(yīng)用

一.GPS技術(shù)概述

GPS定位技術(shù)，在水利水電工程測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用也是十分廣泛的，該技術(shù)的應(yīng)用正在日益發(fā)揮其巨大作用。比如說(shuō)，利用GPS進(jìn)行各級(jí)水利水電工程控制網(wǎng)的測(cè)量、利用GPS進(jìn)行機(jī)載航空攝影測(cè)量、GPS用于精密水利水電工程測(cè)量和水利水電工程變形監(jiān)測(cè)、利用RTK技術(shù)進(jìn)行點(diǎn)位的測(cè)設(shè)等等，這些測(cè)量都離不開(kāi)GPS定位技術(shù)。特別是在災(zāi)害監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，GPS能夠?qū)Φ卣鸹钴S區(qū)的地震監(jiān)測(cè)、油田下沉、大壩監(jiān)測(cè)、地表移動(dòng)和沉降監(jiān)測(cè)等，更為甚至還可用來(lái)測(cè)定極移運(yùn)動(dòng)和地球板塊的運(yùn)動(dòng)?？傊珿PS定位技術(shù)的應(yīng)用是十分廣泛的，作用是十分巨大的，在我國(guó)許多行業(yè)、許多領(lǐng)域，都離不開(kāi)GPS定位技術(shù)。本文主要探討的是其在水利水電工程勘測(cè)中的應(yīng)用，并不是說(shuō)其在該領(lǐng)域的作用最大，只是就這一方面進(jìn)行探討。

GPS定位技術(shù)在水利水電工程勘測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。GPS定位技術(shù)在勘測(cè)領(lǐng)域里的應(yīng)用主要表現(xiàn)在大地測(cè)量方面，可以說(shuō)此項(xiàng)技術(shù)基本取代了常規(guī)測(cè)角、測(cè)距手段建立起的大地控制網(wǎng)。在現(xiàn)實(shí)生活中，通常稱(chēng)應(yīng)用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)建立的控制網(wǎng)叫GPS網(wǎng)。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，GPS網(wǎng)主要分為這樣兩大類(lèi)：其一是全球性或全國(guó)性的高精度GPS網(wǎng)。這類(lèi)GPS網(wǎng)中，相鄰點(diǎn)的距離遠(yuǎn)，大多在數(shù)百公里至上萬(wàn)公里，這類(lèi)網(wǎng)其主要任務(wù)為一些科學(xué)研究服務(wù)，充當(dāng)全球高精度坐標(biāo)框架或全國(guó)高精度坐標(biāo)框架。比如說(shuō)，為全球性地球動(dòng)力學(xué)和空間科學(xué)方面的科學(xué)研究工作服務(wù)，或者用以研究地區(qū)性的板塊運(yùn)動(dòng)或地殼形變規(guī)律等問(wèn)題。這些研究跨越的地理范圍廣，測(cè)量難度大，利用GPS定位技術(shù)很好地解決了這些難題，為這些領(lǐng)域的發(fā)展，提供了技術(shù)支持。其二，區(qū)域的GPS網(wǎng)，這是局部地區(qū)網(wǎng)，比如，常見(jiàn)的GPS城市網(wǎng)、礦區(qū)網(wǎng)和水利水電工程網(wǎng)等等，這類(lèi)網(wǎng)的相鄰點(diǎn)間的距離斷，基本上距離為幾公里至幾十公里。這類(lèi)網(wǎng)的主要任務(wù)是直接為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，也就是直接影響我們生產(chǎn)生活的網(wǎng)絡(luò)。

二、GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)

GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)較傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)有明顯的進(jìn)步，其顯著的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，GPS測(cè)量技術(shù)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性更高，速度更快，且全天都可以進(jìn)行，在傳統(tǒng)測(cè)量的基礎(chǔ)上還增加了許多新的功能，與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合使得測(cè)量的操作大大的簡(jiǎn)化，降低了對(duì)操作人員專(zhuān)業(yè)知識(shí)的要求，擴(kuò)大了其使用的范圍和領(lǐng)域。

1、定位的準(zhǔn)確性更高。根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)及實(shí)際操作證實(shí)，GPS定位的準(zhǔn)確度較傳統(tǒng)的定位方式有明顯的提高。比如應(yīng)用于300m～1500m的水利水電工程定位，進(jìn)行1小時(shí)以上觀測(cè)的數(shù)據(jù)誤差僅在1mm之內(nèi)，較ME-5000電磁波測(cè)距儀測(cè)測(cè)得的數(shù)據(jù)精確度有明顯的提高。

2、操作更簡(jiǎn)單。隨著GPS勘測(cè)技術(shù)與各先進(jìn)技術(shù)的手段不斷結(jié)合，其操作方法得到了大大的簡(jiǎn)化，同時(shí)使用的范圍也隨之?dāng)U展。GSP操作的集成化、自動(dòng)化程度較其他勘測(cè)手段有明顯的提高。由于GPS的勘測(cè)功能豐富適合勘測(cè)內(nèi)、外業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。工作人員通過(guò)軟件系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)的操控，減少了人工勘測(cè)的誤差，在減少工作人員工作量和專(zhuān)業(yè)要求的同時(shí)極大地提高了操作過(guò)程中的準(zhǔn)確度。

3、觀測(cè)速率明顯高。從GPS系統(tǒng)誕生以來(lái)，一直以較快的速度發(fā)展，隨著科技的發(fā)展，軟件的功能的增加日趨完善?，F(xiàn)在僅用15min就可以對(duì)20km以?xún)?nèi)的靜態(tài)目標(biāo)進(jìn)行精確的定位；基準(zhǔn)站與各流動(dòng)站的距離在1.5km以?xún)?nèi)時(shí)，進(jìn)行快速靜態(tài)相對(duì)定位的測(cè)量，流動(dòng)站觀測(cè)僅要不到2min的時(shí)間即可以準(zhǔn)確定位，在此之后可以隨時(shí)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位，各站之間的觀測(cè)差距在幾秒鐘之內(nèi)。

三、在水利水電工程勘測(cè)中GPS技術(shù)應(yīng)用

GPS技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在了各個(gè)不同的水利水電工程勘測(cè)領(lǐng)域之中。比如：三峽水利水電樞紐，小浪底水利水電工程等水利水電工程勘測(cè)中都用到了GPS技術(shù)。下面著重講解GPS技術(shù)在水利水電工程勘測(cè)中的應(yīng)用。GPS技術(shù)在水利水電勘測(cè)中的應(yīng)用主要包括以下部分：GPS的外業(yè)勘測(cè)，GPS的布網(wǎng)以及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)勘測(cè)技術(shù)的應(yīng)用等等。

1、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)勘測(cè)方法。在某一個(gè)已經(jīng)經(jīng)過(guò)一定檢測(cè)的點(diǎn)之上新機(jī)站的設(shè)立。同時(shí)在機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝上一臺(tái)GPS接收設(shè)備，使得所有的衛(wèi)星都能在這一過(guò)程中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)。并且通過(guò)無(wú)線電傳送的方式將所有GPS觀測(cè)技術(shù)。所觀測(cè)到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳回到流動(dòng)信息接收站中。流動(dòng)站在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線電接收設(shè)備接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，依據(jù)相對(duì)定位的基本原理，基準(zhǔn)站及流動(dòng)站將該數(shù)據(jù)與本身觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解算，從而得到兩觀測(cè)站之間的相對(duì)位置，解算出流動(dòng)站所在位置的三維坐標(biāo)并實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和輸出。

2、GPS外業(yè)勘測(cè)。在GPS技術(shù)進(jìn)行戶(hù)外作業(yè)的過(guò)程中，選擇一個(gè)良好的測(cè)量點(diǎn)是整個(gè)測(cè)量工作的關(guān)鍵。測(cè)量點(diǎn)的定位準(zhǔn)確與否對(duì)于整個(gè)勘測(cè)水利水電工程的結(jié)果精確性，有著極其重要的作用。所以在開(kāi)始整個(gè)勘測(cè)工作之前就必須要做好各項(xiàng)充分的準(zhǔn)備。而在準(zhǔn)備工作之中主要包括了，對(duì)勘測(cè)地區(qū)的地理位置、標(biāo)架、標(biāo)型等情況進(jìn)行詳細(xì)的收集，這些準(zhǔn)備工作都是保證選點(diǎn)能否精確的關(guān)鍵因素。GPS技術(shù)在進(jìn)行觀測(cè)的過(guò)程中主要是使用開(kāi)機(jī)觀測(cè)以及無(wú)線安置的方式來(lái)進(jìn)行，這與以往較為傳統(tǒng)的測(cè)試有著極大的不同。在進(jìn)行GPS安置的過(guò)程中必須要在已經(jīng)精確選好的定位點(diǎn)之上，將GPS設(shè)備安裝在三腳架之上。同時(shí)要保證天線基座與標(biāo)志上方的中心對(duì)準(zhǔn)的情況下進(jìn)行勘測(cè)的過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)對(duì)三個(gè)不同的方向進(jìn)行固定。

3、GPS布網(wǎng)工作。GPS技術(shù)在進(jìn)行布網(wǎng)工作的過(guò)程中其主要的勘測(cè)工作就是對(duì)線路以及帶狀的水利水電工程進(jìn)行勘測(cè)：例如對(duì)引水水利水電工程。水利水電工程等進(jìn)行勘測(cè)的過(guò)程中，在這一過(guò)程中進(jìn)行勘測(cè)時(shí)都是使用點(diǎn)連式或者邊連式的方式，來(lái)對(duì)三交所同步圖形進(jìn)行發(fā)展。而這對(duì)于水利水電工程樞紐區(qū)域進(jìn)行施工控制網(wǎng)以及電信監(jiān)控網(wǎng)勘測(cè)的過(guò)程中，就主要是使用邊連式、網(wǎng)聯(lián)式的方式來(lái)進(jìn)行布置。這能夠最大限度的增強(qiáng)網(wǎng)格自身的精度和強(qiáng)度，從而使得GPS控制網(wǎng)格自身的數(shù)據(jù)精確性和準(zhǔn)確性能夠得到相應(yīng)的保障。

結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)對(duì)水利水電工程勘測(cè)中使用GPS勘測(cè)技術(shù)的研究越來(lái)越多。GPS勘測(cè)技術(shù)自身有著極為明顯的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠廣泛地應(yīng)用在各個(gè)項(xiàng)目工作中，而通過(guò)GPS技術(shù)來(lái)進(jìn)行的勘測(cè)水利水電工程勘測(cè)，能夠使得勘測(cè)的結(jié)果獲得最高的精度和準(zhǔn)確性。

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