GPS技術(shù)在陡河水庫(kù)勘測(cè)定界工程測(cè)量中的應(yīng)用

□聶欣宇

GPS技術(shù)在陡河水庫(kù)勘測(cè)定界工程測(cè)量中的應(yīng)用

□聶欣宇

隨著GPS技術(shù)的發(fā)展和成熟，其定位快、精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越顯著，GPS定位技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用更加深入和廣泛。本文以陡河水庫(kù)勘測(cè)定界工程測(cè)量為實(shí)例，結(jié)合水利工程的行業(yè)特點(diǎn)，積極探索了GPS技術(shù)在水利行業(yè)的應(yīng)用和前景。

GPS定位技術(shù)；勘測(cè)定界工程；應(yīng)用；前景

保障水利工程勘測(cè)定界工程測(cè)量的準(zhǔn)確，可以使工程用地依法、科學(xué)、集約和規(guī)范。傳統(tǒng)測(cè)量方法受通視及作業(yè)環(huán)境、天氣因素等條件的限制和影響，嚴(yán)重阻礙了水利工程建設(shè)的發(fā)展。

1.工程概述

陡河水庫(kù)于1992年完成了壩址以上34.3m高程（大沽高程）庫(kù)區(qū)征地范圍插標(biāo)立界及108個(gè)界樁平面坐標(biāo)施測(cè)工作。自1992年插標(biāo)立界至今已歷時(shí)17年之久，加之水庫(kù)征地范圍界樁沿線長(zhǎng)，且界樁多位于村莊附近、耕地內(nèi)或河道邊，受庫(kù)區(qū)附近村民開(kāi)挖魚(yú)池、農(nóng)田改造及庫(kù)水風(fēng)浪淘涮、雨水沖刷等諸多因素影響，大部分界樁被毀壞或丟失。因此，本次工作的目的是恢復(fù)陡河水庫(kù)于1992年完成的壩址以上34.3m高程（大沽高程）庫(kù)區(qū)征地范圍插標(biāo)立界工作時(shí)所測(cè)設(shè)界標(biāo)點(diǎn)。

2.技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1 控制網(wǎng)的布設(shè)

唐山市陡河水庫(kù)位于唐山市區(qū)東北部，距市中心區(qū)約10km，地屬開(kāi)平區(qū)管轄。水庫(kù)庫(kù)區(qū)呈倒三角形狀，面積約24km2。

本此次界標(biāo)的設(shè)置工作測(cè)區(qū)范圍大、線路長(zhǎng)，為了保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和嚴(yán)密性，在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)沿陡河水庫(kù)庫(kù)區(qū)沿線布設(shè)GPS控制網(wǎng)。根據(jù)測(cè)區(qū)內(nèi)的已知控制點(diǎn)，按照五等邊連式GPS網(wǎng)的要求，沿庫(kù)區(qū)邊界埋設(shè)GPS首級(jí)控制點(diǎn)，共布設(shè)11個(gè)控制點(diǎn)。

首級(jí)網(wǎng)布設(shè)時(shí)，聯(lián)測(cè)二等GPS平面控制點(diǎn)3個(gè)。對(duì)控制網(wǎng)內(nèi)的長(zhǎng)邊，構(gòu)成大地四邊形或中點(diǎn)多邊形。

此次首級(jí)GPS控制網(wǎng)的平均邊長(zhǎng)為4976.1m，除特殊基線（DG06-DG09）外最小邊長(zhǎng)為1941.0m，最大邊長(zhǎng)為8001.7m，滿(mǎn)足規(guī)范要求。

此外，為利于今后的GPS-RTK放樣測(cè)量，在控制網(wǎng)的布設(shè)中充分考慮了參考站點(diǎn)的分布及位置。

2.2 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

外業(yè)觀測(cè)采用2009年從廣州南方測(cè)繪儀器有限公司購(gòu)進(jìn)的南方靈銳S86（雙頻動(dòng)態(tài)）接收機(jī)4臺(tái)，進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量。觀測(cè)過(guò)程中主要技術(shù)指標(biāo)滿(mǎn)足規(guī)范要求。

2.3 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

內(nèi)業(yè)使用廣州南方測(cè)繪儀器有限公司開(kāi)發(fā)的“南方測(cè)繪Gps 4.4000數(shù)據(jù)處理軟件”進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。平差坐標(biāo)成果精度滿(mǎn)足《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》要求。

一是基線解算時(shí)。解算成果采用雙差固定解。

二是GPS控制測(cè)量外業(yè)觀測(cè)的全部同步環(huán)精度合格。其中，最弱邊為DG06—DG09，相對(duì)中誤差為1/317781；最弱點(diǎn)為特殊點(diǎn)DG07，點(diǎn)位精度dx和dy分別為3mm和2mm，滿(mǎn)足規(guī)范要求。

三是內(nèi)業(yè)處理時(shí)。對(duì)成果進(jìn)行全面分析，決定舍棄過(guò)長(zhǎng)的基線3條，且保證了這3條基線的舍棄滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)定。

2.4 界樁的測(cè)設(shè)

界樁測(cè)設(shè)采用動(dòng)態(tài)GPS-RTK方法測(cè)圖，全野外數(shù)字采集，沿庫(kù)區(qū)周?chē)猜裨O(shè)224個(gè)界址點(diǎn)。

儀器的設(shè)置和校正必須滿(mǎn)足規(guī)范的要求：基準(zhǔn)站接收機(jī)天線精確對(duì)中、整平，對(duì)中誤差不大于5mm；電臺(tái)頻率的選擇，不與其它無(wú)線電通信頻率相沖突。流動(dòng)站作業(yè)的有效衛(wèi)星數(shù)不少于5個(gè)，PDOP值小于6，并采用固定解成果；正確的設(shè)置和選擇測(cè)量模式、基準(zhǔn)參數(shù)、轉(zhuǎn)換參數(shù)和數(shù)據(jù)鏈的通訊頻率等，其設(shè)置與參考站相一致；流動(dòng)站的初始化，選在比較開(kāi)闊的地點(diǎn)進(jìn)行，并避開(kāi)水域、建構(gòu)筑物等造成的多路徑影響；作業(yè)前，檢測(cè)2個(gè)以上控制點(diǎn)。檢測(cè)結(jié)果與已知成果的平面較差不大于0.1m，高程較差不大于0.1m。填寫(xiě)外業(yè)地形記錄表，以備存檔查閱。

2.5 效益分析

此次作業(yè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)1992年測(cè)設(shè)的108個(gè)界樁中仍有部分幸存，兩次成果的經(jīng)濟(jì)效益分析顯示：點(diǎn)位平均精度提高32.5倍、工作效率提高10.73倍、成本費(fèi)用節(jié)約5.21倍。

同時(shí)，利用首級(jí)GPS控制點(diǎn)，完成了陡河水庫(kù)庫(kù)區(qū)征地范圍內(nèi)的網(wǎng)箱、圍網(wǎng)、坑塘養(yǎng)魚(yú)作業(yè)等基礎(chǔ)情況的調(diào)查，對(duì)于實(shí)施陡河水庫(kù)飲用水源地環(huán)境綜合整治工作提供了詳實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，全面避免網(wǎng)箱、圍網(wǎng)、坑塘養(yǎng)魚(yú)作業(yè)等現(xiàn)象愈演愈烈。對(duì)于消除水質(zhì)安全隱患，確保陡河水庫(kù)飲用水源水質(zhì)安全，保障廣大人民群眾生活健康，維護(hù)社會(huì)的穩(wěn)定及推進(jìn)幸福之都建設(shè)起到了積極的作用。

3.結(jié)論

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的崛起，水利工程建設(shè)也得以蓬勃發(fā)展。如何保障在實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度的同時(shí)提高作業(yè)效率，已成為眾多測(cè)繪工作者面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。由于GPS技術(shù)具有精度高、定位快、全天候、實(shí)時(shí)性、操作簡(jiǎn)單等顯著優(yōu)勢(shì)，所以為了保障水利工程測(cè)量的質(zhì)量和效率，加強(qiáng)對(duì)GPS技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用研究具有重要的意義和廣泛的前景?！?/p>

2016-01-20

聶欣宇，男，滿(mǎn)族，唐山市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，助理工程師。