GPS技术在水利测量工程中的应用

GPS技术在水利测量工程中的应用

王平

墨江哈尼族自治县水务局 云南墨江 654800

摘要：GPS技术指的是全球卫星定位导航系统技术，这项技术在航空、国防及人民日常生活中都有运用，为社会的经济发展，人民日常生活提供了较大帮助。将GPS技术运用到现代水利测量工程中，有助于提高整个水利工程的质量，推动我国水利工程的进一步发展。因此，文章对GPS技术在我国水利测量工程中的实际运用作出分析，为我国水利测量工作人员提供帮助。

关键词：GPS技术；水利测量工程；工程质量

前言

GPS作为全球定位系统中使用范围最广泛，人数最多的系统，其作用不仅仅只是定位，还能提供物品的速度、时间与坐标等，且GPS全天无休止运行，定位高速且准确。因此世界各国在各个领域都大量运用GPS技术，水利测量工程中也不例外，我国虽然在水利工程中已经使用该项技术，但仍然存在着一定问题与不足。文章详细分析了水利测量工程中CPS技术的应用意义与具体应用方式，希望能为我国的水利工程发展提供帮助。

一 水利测量工程GPS技术的应用优势

（一）定位准确性高

GPS技术自美国建成以来，每年都投入了不少的资金进行维护改善，民用GPS定位技术从最初的上百米误差已经缩小到厘米级别。水利工程的建设大多处于山岭地带，环境较为复杂，且工程大多较为庞大，因此很难人工测量实际数据。将GPS技术运用到水利测量中，发挥GPS技术定位准确性高的优势，能够对工程进行精密定位，减小工程的平面误差，保证整个水利工程的质量可靠性。

（二）定位速度迅速

GPS定位技术对于位置的测量主要使用的是地球平行轨道的24颗卫星，这些卫星24小时不停工作，能够将定位的信号有效覆盖到世界各地^[1]。水利工程测量通常在野外或距离城市较远地方进行，GPS技术运用到测量中，则可以完全不用担心信号问题，且数据测量速度较快，对于水利工程数据测量特别是水位的监控测量有着重要的作用。定位速度迅速能够保证测量工作尽快完成，减少工时上的消耗；同时，还能够增加水利工程设施的预警时间，对涨水等现象进行迅速分析评估，方便人们及时采取应对措施。

（三）资金投入减少

传统的水利工程建设前期，为了有效获取周边数据，通常采取的是修建测量站的方法来进行的，根据工程的大小，一般10KM以上的河流就需要投入大量资金，修建数十个测量站，类似长江、黄河这样的大型水利工程修缮则至少需要上百个测量站，极大地增加了工程的资金支出。并且测量站之间距离较远，受地形天气等影响，数据沟通存在较大的困难，使用GPS技术后，由于通讯范围与速度的增加，就可以相应的减少测量站数量，为工程的资金运减少压力。

（四）测量流程减少

传统测量工作任务中，由于水利工程的地形原因，测量河流可能存在大面积弯曲等现象，导致测量结果数据不准确，需要进行信息汇总等多个测量流程分析，才能获得实际的测量数据。GPS测量技术则能减少传统测量工程中的流程，不需要测量工作者进行大量的汇总，而是由GPS直接发送数据到各个测量站进行汇总，减少了测量的流程，增加了工作效率。

二 水利工程中GPS测量方法选择

虽然GPS技术本身的定位准确度就已经够高，但实际水利工程测量过程中，还可以根据工程现场的具体情况，采取不同的测量方法来增加测量的精度，降低测量过程中外界环境或其他不利因素的干扰，进一步增加测量质量。具体的GPS测量方法则分为以下两种：

（1）动态测量法

动态测量法是水利工程GPS测量方法中经常会用到的一种，能够观察测量目标的动态数据，这种方式需要测量人员首先对需要测量的目标数据静止观察，进行相关准备工作。准备完成后，则设定测量的机器以不同时间点对目标数据进行测量，最后将不同时间点的数据汇总到基站进行总结分析，获得准确的三维坐标。

（2）静态测量法

静态测量法要求GPS测量工具必须保持静态状态，不需要机器对测量数据进行时间上的全面追踪，只通过测量人员的观察，将机器静态接收的数据进行汇总，建立相关的三维坐标。相比于动态测量，静态测量法步骤较为简单，但精准度无动态测量法高，最高智能达到2cm精准度。

三 水利工程中GPS测量技术的具体应用

（一）外业测量运用

水利工程中需要大量外出作业测量工作，但由于环境地形影响，测量人员无法到达一些高山、低谷位置，从而获取精准的外业测量位置，导致测量精度较差。将GPS技术运用到外业测量中，则可以突破这些限制，机器可以到达许多测量人员无法到达的地方，并且24小时的观察记录测量数据，大大提高了测量的精准度。具体测量过程为工作人员展开考察，选择标注好合适的数据测量地点后，将GPS采集设备安装到测量点，并通过无线方式接收这些测量数据。对于GPS设备的安装则应充分考虑到下雨等恶劣天气的影响，做好设备的防水防泥工作。

（二）布网工作运用

GPS技术运用到水利测量工程中，还需要进行相关的布网工作，保证GPS能够全天无死角的进行测量工作。在实际布网过程中，GPS导航基站布网分为边连接式与点连接式两种布网方法，边连接式布网方法主要是通过将建立的基站根据实际测量环境布置为三角形，并根据矢量距离确定三角形的中部位置，这种布网方式通常被大量使用于引水灌溉工程；点连接式布网方法则是通过建立各个基站的点位，通过不断增加基站来形成测量控制网络，实现整个工程的无缝式控制观察，相比边连接式布网有着更高的准确性。

（三）高度测量工程运用

水利测量工程中，不断需要对河流进行距离上的测算，还需要明确具体工程的高度信息，传统的测量方法受地形地貌干扰，对于高度测量难度较高，测量人员没有有效工具能够到达高处，因此只能通过对比估算的方式对高度进行测量，存在误差较大的缺点。将GPS技术运用到高度测量中，则能够通过卫星准确获取测量的高度数据，具有较高的准确度。同时高度数据的准确还有利于水利工程建立相关的三维模型，方便了工程的整体开展。

四 强化GPS运用在水利工程中的措施

为了进一步强化GPS在水利工程中的使用，让广大水利工程测量人员了解到GPS技术测量的优势，还需要对GPS运用上作出几点强化措施，保障水利工程的整体质量。

（一）尽量减少误差

在实际测量过程中，100%的精准度是不可能出现的，测量人员只能通过相关的方法来尽量减少误差，增加GPS测量的准确性与可靠性。工作人员可以通过严格遵守GPS测量操作规范，遵守工程的相关测量标准，并根据自己的个人经验，结合实际中的考察，建立科学的数据模型，这样才能有效地保证精度的进一步提升。同时，还应做好GPS测量设备的维护调试工作，保护设备不受恶劣环境天气影响，这样才能保证GPS测量方法的可靠性。

（二）测量数据的处理强化

由于测量出的数据并不能直接使用到工程建设中，还需要进行相关的建模与处理工作才能保障数据的可靠，因此数据处理也是整个水利测量工程中较为重要的一部分。测量人员在处理分析数据时，可以选择市场中反响较好的处理软件进行测量验证，确保数据的实用性。

（三）测量人员素质培养

在水利工程数据测量中，虽然需要用到大量设备，但设备的操作还需要专业人才才能使用，因此需要对测量人员作出一定的培训。虽然GPS测量设备操作较为简单，但仍需组织专门人员对他们作出培训，培训设备的相关使用常识与维护常识，保障设备的可靠性与测量工作队伍的专业性。

结语

水利工程建设能够推动国民经济发展，对于人民日常生活也有着强大的影响，质量良好的水利工程对社会有着积极作用，保障水利工程测量技术的科学性与准确性是确保水利工程整体质量的先觉条件。通过对GPS技术在水利测量工程中的优势进行分析，并根据实际中的使用情况介绍了该技术的具体应用方法与操作措施，希望为我国水利工程做出贡献。

参考文献

[1]殷海滨.GIS技术在农村水利工程管理中的应用[J].乡村科技,2020(06):119-120.