馬宇航

GPS技術(shù)在水利工程測量中的應(yīng)用——評《水利工程測量》

馬宇航

（遼源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 遼源 136200）

水利工程是我國重要的民生工程，其作用是科學(xué)調(diào)配水資源、滿足社會需求、防止洪澇災(zāi)害、保障人民生命財產(chǎn)安全。GPS技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用對建設(shè)水利工程項目有著重要作用，其操作簡單、測量精確，大大提高了工程測量的效率和質(zhì)量。由石雪冬編著的《水利工程測量》一書是水利工程測量專業(yè)教學(xué)改革配套教材，全書共分為了14章內(nèi)容，分別是測量的基礎(chǔ)知識、地形圖的認識與使用，水準測量、角度測量、距離測量、導(dǎo)線測量、高程控制測量、地形圖的測繪、渠道測量、全站儀的使用、水工建筑物和水庫施工測量、水工建筑物的變形觀測、工業(yè)與民用建筑施工測量。該書具有良好的實用性、指導(dǎo)性以及科學(xué)性，不僅能夠作為高校水利工程專業(yè)相關(guān)課程教材，還可以供水利工程市場相關(guān)從業(yè)技術(shù)人員的學(xué)習(xí)參考。

GPS技術(shù)被廣泛應(yīng)用在測繪領(lǐng)域、工程變形監(jiān)測、資源勘探、生態(tài)環(huán)境保護等學(xué)科中。GPS技術(shù)在水利工程測量中的優(yōu)勢主要有：第一，提高工作效率。在傳統(tǒng)水利工程測量工作中，由于會受到外界地形環(huán)境因素的影響，單靠測量人員的現(xiàn)場測量操作會需要進行大量的工作。GPS測量技術(shù)受自然環(huán)境因素影響較小，其能夠最大限度滿足不同類型水利工程的測量要求，并且可以方便測量人員的實踐操作，大大提高測量工作效率；第二，測量精確度高。在水利工程測量中，可獲取到連續(xù)的三維地理坐標，構(gòu)建三維地形圖，提升水利工程測量工作數(shù)據(jù)的精確度，充分保障良好測量的效果；第三，降低測量成本。GPS技術(shù)能夠精確定位三維坐標，還能將地形信息數(shù)字化、可視化處理。GPS技術(shù)的應(yīng)用能夠同時滿足水利工程日常運營管理、規(guī)劃建設(shè)以及防洪決策等不同工作需求，有效降低成本，創(chuàng)造出更多的社會經(jīng)濟效益。

結(jié)合《水利工程測量》一書以及當前水利工程測量工作現(xiàn)狀，GPS技術(shù)在現(xiàn)代水利工程測量工作中的應(yīng)用可以分為以下幾方面內(nèi)容：第一，平面控制測量。在傳統(tǒng)水利工程平面控制測量過程中，測量人員通常采用的是導(dǎo)線測量方式，該測量方式會存在一定的誤差，無法充分保障測量數(shù)據(jù)的精確度。因此，測量人員可以綜合采用先進的GPS靜態(tài)定位和實時動態(tài)定位技術(shù)實現(xiàn)對現(xiàn)場控制網(wǎng)的科學(xué)準確測量?；贕PS測量技術(shù)應(yīng)用輔助下，測量人員只需要花費15 min左右就能夠輕松完成對18 km以內(nèi)區(qū)域的相對靜態(tài)定位工作，并且GPS測量技術(shù)的定位精度在40 km范圍內(nèi)僅僅只有5~8 ppm，如果是在300~1 500 m范圍內(nèi)的水利工程定位測量中，GPS測量技術(shù)操作應(yīng)用產(chǎn)生的平面誤差將會小于1 mm，這充分體現(xiàn)出了GPS技術(shù)在平面控制測量中應(yīng)用的高精確度優(yōu)勢；第二，動態(tài)定位測量。在水利工程勘測作業(yè)中動態(tài)定位測量技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，其通常被應(yīng)用在水利工程縱斷面測量、橫斷面測量、導(dǎo)線測量以及中樁測量等多項作業(yè)中。與傳統(tǒng)定位測量方式相比，水利工程測量人員通過合理利用動態(tài)定位測量技術(shù)，將不再受到透視要求的限制，在測量時間經(jīng)過2~4 s后就能夠保證精確度達到1~2 cm。值得注意的是測量人員在采用動態(tài)定位測量技術(shù)時要先設(shè)置好某個控制點處，在該區(qū)域位置科學(xué)運用靜止觀測方式有效觀測幾分鐘直到結(jié)束初始化工作，然后就可以以預(yù)定采樣間隔為執(zhí)行標準展開自動觀測。水利工程管理單位建立的基準站在此時也會進行自動數(shù)據(jù)觀測，實時獲取到采樣點的動態(tài)定位數(shù)據(jù)，并且能夠保障定位精確度達到毫米；第三，高程測量。當水利工程測量人員在明確區(qū)域性大地水準面高程時，測量人員需要綜合運用GPS測量技術(shù)與傳統(tǒng)水準測量方式。該種融合測量方式要求測量人員在設(shè)置現(xiàn)場GPS觀測點時，必須保證擁有密度適當、分布均勻的水準測量資料。其次再運用先進的GPS技術(shù)高精度定位功能科學(xué)高效獲取到現(xiàn)場觀測點的大地高程差，同時還需要以大地水準面數(shù)學(xué)模型作為核心依據(jù)，準確計算出測量點高程的異常差，最終得到其正常高。根據(jù)相關(guān)實踐工作證明，水利工程測量人員在高程測量中采用GPS靜態(tài)定位技術(shù)測量大地的高程誤差僅僅只有3~4 ppm，如果水利工程人員是在小于20 km的距離范圍內(nèi)展開測量工作，則能夠?qū)y量精確度控制在厘米層級。除此之外，水利工程人員通過在該種測量方式應(yīng)用中合理引入高級水準點，則能夠獲取到幾乎達到四等水準的測量結(jié)果，將誤差控制在低于3 cm。

馬宇航（1986-），女，吉林遼源人。講師，碩士，研究方向為測繪。