GPS高程測量分析及其水利測繪工程中的應用

■張巍

（中水東北勘測設計研究有限責任公司 吉林長春 131100）

GPS高程測量分析及其水利測繪工程中的應用

■張巍

（中水東北勘測設計研究有限責任公司 吉林長春 131100）

隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)的不斷提高，衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的也同樣得到了較好的發(fā)展，并且被廣泛地應用在各行各業(yè)當中，其以其全天候性、快速性、精確性等特點被人們所接受。在傳統(tǒng)水利工程測繪工作開展過程中，一般采用的是幾何水準測量方法，這種方法的精確度雖然很高，但是工作效率太低，而將GPS系統(tǒng)引入到這一工作中可以有效提高其工作效率。本文主要就是對GPS高程測量技術(shù)及其在水利測繪工程中的應用進行探討，分析了GPS高程測量技術(shù)，并說明了這一技術(shù)目前在我國水利工程測繪當中的應用現(xiàn)狀，并分析了其未來的發(fā)展前景和注意事項，以期能為相關(guān)工作提供參考。

GPS高程測量技術(shù)水利工程測繪現(xiàn)狀前景注意事項

水利工程是一個國家和地區(qū)發(fā)展的核心工程之一，對水利工程進行施工時需要借助極為復雜的施工技術(shù)，并且需要精確的測繪數(shù)據(jù)來提供參考。

傳統(tǒng)的幾何水準測量法雖然能夠給施工人員提供精確的參考數(shù)據(jù)，但其操作復雜繁瑣，步驟較多，降低了整體施工效率。而目前越來越多的水利工程項目當中引入了GPS測繪技術(shù)，并得到了很好的推廣。

1 GPS高程測量技術(shù)的概述

GPS高程測量技術(shù)是目前比較先進的遙感地面測繪技術(shù)，其主要是利用全球定位GPS系統(tǒng)，將其合理應用在對地形、地貌等方面數(shù)據(jù)的捕捉上，直接或間接地幫助相關(guān)測繪人員對地面的大地高進行測量。

這種方法具有著速度快、準確度高、操作簡便、適用范圍大等諸多特點，并且其不會受到外界天氣的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的測量工作，即使外界環(huán)境氣候如何變化，其都能夠通過大氣層外運行的衛(wèi)星對地面進行遙感測控。

而高程測量過程中，其主要是先進行高程轉(zhuǎn)換，即使將大地高和正常高之間的差值計算出來，然后再對這兩個值進行相互的轉(zhuǎn)換，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)簡便化操作。但同時需要注意的是，GPS高程測量技術(shù)本身受到了現(xiàn)代科技技術(shù)的束縛，并且大氣外環(huán)境當中的信號干擾對這項工作的進行具有著較大的影響，因此還需要對其進行不斷的改進。

2 目前我國GPS高程測量技術(shù)在水利工程測繪上的應用現(xiàn)狀

目前，利用GPS高程測量技術(shù)對水利工程進行測繪的應用比較廣泛，其主要是由于目前的GPS測繪技術(shù)比傳統(tǒng)的幾何水準測量法要節(jié)省很多的人力和物力，并且所取得的測量結(jié)果也十分準確，在實際應用過程中不受外界天氣的影響，能夠保證工作的穩(wěn)定性，給施工企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟利益。

在水利工程測量過程當中，GPS技術(shù)主要是被應用在定位工作上，利用載波相位測量局域差分技術(shù)，對該地區(qū)的地勢、地貌之間的差距進行測量，并通過處理器對地勢之間的高度差進行分析和計算，這樣就能夠幫助測繪人員對該測量范圍內(nèi)的地勢和地貌進行模擬，使施工方案設計人員能夠?qū)χ車牡匦芜M行了解。其根據(jù)測繪過程中的算法不同可以分為三種測繪方法，包括RTK、快速靜態(tài)測繪以及靜態(tài)測繪。其中單純靜態(tài)測繪方法所能夠檢測的范圍比較大，這種方法一般被應用在水利工程當中的大壩形變測量工作當中，還可以應用在國家地形地貌測繪工作當中。而快速靜態(tài)測量是在靜態(tài)測量技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，其主要的優(yōu)點就是快速性和精確性，這種方法的精確度可以達到厘米級別，因此這種方法也是水利工程測繪工作中應用最為廣泛的。RTK方法則是在精確性的基礎(chǔ)上增加了實時性，其能夠?qū)κ┕^(qū)域內(nèi)的地面信息進行實時測繪，提高了測繪數(shù)據(jù)的有效性。

3 GPS高程測量技術(shù)應用在水利工程測繪中的注意事項

在利用GPS高程測量技術(shù)對水利工程進行測繪時，也應該對部分因素進行重點注意。

首先，GPS技術(shù)主要利用的是大氣層外的衛(wèi)星定位技術(shù)，而這種技術(shù)在應用的過程中可能會受到來自外太空輻射、電磁波等因素的影響，使數(shù)據(jù)的傳輸和采集受到影響，同時在對空視線受阻的情況下這種技術(shù)多能夠起到的效果也較差，因此需要進行相應的改良，提高其抗干擾能力。

其次，在對水利工程施工區(qū)域進行測繪的過程中，其需要測量兩個高度值，分別是大地高和正常高，因此需要先通過GPS定位系統(tǒng)對該區(qū)域的地面情況先進行大致的描繪，再進行相應的測量和計算。

第三，在對高度進行測量的過程中，應該注意重力場、地形改變、水文環(huán)境等諸多因素對于水利工程的影響，因此在測繪的過程中應該對這些信息加以重點突出，為測繪人員預估地形變化提供一定的參考數(shù)據(jù)，保證整個水利工程的長久性。

4 GPS高程測量技術(shù)在水利工程測繪工作中的應用前景

隨著我國缺水情況越來越嚴重，對于水利工程的建設力度必然也會越來越大，而對于水利工程施工當中的測繪工作的要求也會越來越高。

同時我國自主的航天航空技術(shù)也在快速的發(fā)展，也成為了宇宙資源強國之一，GPS空間定位系統(tǒng)的研究也同樣在不斷的深化。在這種大的背景之下，我國的水利工程測繪工作發(fā)展過程中必然會進一步加深對于GPS高程測量技術(shù)的應用，同時也會帶動相關(guān)技術(shù)的系統(tǒng)軟件的發(fā)展，從而形成一條具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的水利工程測繪系統(tǒng)生產(chǎn)鏈，包括系統(tǒng)設計、軟件設計、硬件設計、裝備設計、測量技術(shù)研究、專業(yè)人員培養(yǎng)等。

另外，我國是世界上國土面積第三大國，國內(nèi)擁有著豐富且復雜的地質(zhì)地貌，并且我國橫跨三個氣候帶，氣候條件比較復雜，因此在未來發(fā)展過程中，對于GPS高程測量技術(shù)的抗氣候變化、抗空間干擾等方面的技術(shù)也必然會成為發(fā)展的重點，進一步提高水利工程測繪工作的效率和精確度，提高我國水利工程的整體質(zhì)量。

[1]劉斌，王尊，謝紅，胡卓瑋，于小平，楊國東，徐杰，畢強.基于arcsde的水利測繪數(shù)據(jù)管理方法的探討 [J].東北水利水電，2015，11（07）：26-28.

[2]張前勇，汪雷.GPS高程測量精度分析 [J].湖北民族學院學報 （自然科學版），2012，27（04）：112-113.

[3]馮志中，荊永明，趙勝利.淺談GPS高程測量技術(shù)在水利工程測量中的應用 [J].內(nèi)蒙古水利，2010，12（04）：97-98.

[4]徐淑春.淺析GPS測量與誤差分析 [J].科技創(chuàng)新導報，2011，11（03）：68-70.

P641.71[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-134-1

張?。?983～），男，本科，中級職稱，研究方向為工程測量。