GPS技術(shù)在水利工程勘察中的應(yīng)用

張新喜 劉麗

【摘要】GPS技術(shù)是全球衛(wèi)星定位技術(shù)，在各個(gè)領(lǐng)域中起到了非常重要的作用。通過(guò)對(duì)我國(guó)水利工程建設(shè)實(shí)際情況的了解，找出工程勘察方面存在的影響水利工程標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的問(wèn)題。同時(shí)積極引用GPS技術(shù)，將其科學(xué)、合理地應(yīng)用于水利工程勘察中，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位勘察，獲得精準(zhǔn)度較高的數(shù)據(jù)，為更好地進(jìn)行水利工程建設(shè)創(chuàng)造條件?；诖?，本文主要對(duì)GPS技術(shù)在水利工程勘察中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，希望可以為相關(guān)人員提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；水利工程勘察；應(yīng)用

引言：

通過(guò)對(duì)我國(guó)水利工程建設(shè)實(shí)際情況的了解，找出工程勘察方面存在的缺陷，即工程勘察的數(shù)據(jù)不精確，進(jìn)而影響水利工程標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。對(duì)此，應(yīng)積極引用GPS技術(shù)，將其科學(xué)、合理地應(yīng)用于水利工程勘察中，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位測(cè)量，獲得精準(zhǔn)度較高的測(cè)量數(shù)據(jù)，為更好地進(jìn)行水利工程建設(shè)創(chuàng)造條件。

1、GPS技術(shù)在工程勘察中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

1.1工作效率高

由于系統(tǒng)是GPS與RTK技術(shù)協(xié)同作業(yè)，一次設(shè)站可以測(cè)量4km半徑的測(cè)區(qū)。按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量作業(yè)，可以大大提高工作效率。

1.2定位精準(zhǔn)度高

由于GPS技術(shù)的支持，在對(duì)測(cè)量對(duì)象進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，可以充分發(fā)揮GPS技術(shù)的功能，精準(zhǔn)地定位測(cè)量對(duì)象，為良好地開(kāi)展測(cè)量作業(yè)創(chuàng)造條件。

1.3全天候作業(yè)

通過(guò)對(duì)以往GPS-RTK技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況的了解，確定其受到氣候、季節(jié)、能見(jiàn)度等因素的影響甚少；在應(yīng)用過(guò)程中只要滿足“電磁波通視”就能全天候地作業(yè)。

1.4操作簡(jiǎn)單，易于使用

在科學(xué)技術(shù)支持的情況下，利用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，只需要按照操作要求對(duì)相關(guān)設(shè)備予以操作，即可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位測(cè)量。

2、GPS技術(shù)在水利工程勘察中的應(yīng)用

2.1控制測(cè)量

因水利工程建設(shè)的位置比較偏遠(yuǎn)，地形比較復(fù)雜，若利用傳統(tǒng)的導(dǎo)線測(cè)量或水準(zhǔn)測(cè)量等方法進(jìn)行工程測(cè)量，很容易受到地理?xiàng)l件、氣候條件等因素的影響，而且測(cè)量數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)，相應(yīng)的水利工程建設(shè)也會(huì)受到影響。但基于GPS-RTK技術(shù)的水利工程測(cè)量，只需要利用GPS對(duì)測(cè)量對(duì)象予以定位，在此基礎(chǔ)上確定4個(gè)以上高等級(jí)控制點(diǎn)，即可利用RTK技術(shù)精準(zhǔn)測(cè)量。

2.2GPS外業(yè)測(cè)量

根據(jù)衛(wèi)星數(shù)、號(hào)、高度及點(diǎn)位精度因子、自然狀況等合理編制外業(yè)觀測(cè)計(jì)劃，確定最佳觀測(cè)衛(wèi)星組和最佳觀測(cè)時(shí)間。外業(yè)觀測(cè)計(jì)劃必需具有以下幾個(gè)方面的因素：（1）每天最佳觀測(cè)時(shí)段進(jìn)行全網(wǎng)同步觀測(cè)，至少跟蹤4顆衛(wèi)星，精度因子不得大于6；（2）天線整平對(duì)中，測(cè)前與側(cè)后的天線高差不能超過(guò)3mm，讀數(shù)精確到1mm；（3）根據(jù)基線長(zhǎng)短和觀測(cè)網(wǎng)的等級(jí)確定觀測(cè)時(shí)間，若基線長(zhǎng)度低于20km，觀測(cè)時(shí)間可取值90min以上。每間隔10-60s進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集；（4）觀測(cè)過(guò)程中，工作人員頭頂高度不能超過(guò)天線，以免影響觀測(cè)精度。

2.3地形勘察

為了保證水利工程具有較高的適用性，在進(jìn)行水利工程建設(shè)的過(guò)程中也會(huì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)選址，即根據(jù)高程坐標(biāo)等數(shù)據(jù)進(jìn)行參考與分析，進(jìn)而確定最佳位置。將GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用于地形測(cè)量中，可以快速地定位和確定坐標(biāo)，并利用RTK技術(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量，獲得小片地形的數(shù)據(jù)，使之可以作為選址的重要依據(jù)。

2.4斷面勘察

一些水利工程的建設(shè)，往往需要測(cè)量縱橫斷面圖，進(jìn)而準(zhǔn)確地計(jì)算土石方量，為制定施工預(yù)算計(jì)劃和施工方案提供依據(jù)。但是，借助以往的測(cè)量方法進(jìn)行水利工程縱橫斷面測(cè)量，容易出現(xiàn)較大的誤差，導(dǎo)致土石方量不準(zhǔn)確，進(jìn)而給施工成本控制和施工作業(yè)帶來(lái)一定的影響。若將GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用于斷面測(cè)量中，可以在RTK手薄中輸入設(shè)計(jì)線形，以便施工人員實(shí)時(shí)提供渠道縱向、橫向斷面，進(jìn)而準(zhǔn)確設(shè)置渠道的樁號(hào)到中線的距離，為標(biāo)準(zhǔn)化、合理化的施工作業(yè)創(chuàng)造條件。

3、GPS在特殊環(huán)境下的應(yīng)用

3.1密林地區(qū)

針對(duì)密林地區(qū)而言，GPS測(cè)量極易受到樹(shù)葉遮擋的制約，所以，為了有效的提升GPS測(cè)量準(zhǔn)確性，將將點(diǎn)位上空密集樹(shù)枝去掉，在粗大樹(shù)桿上進(jìn)行架設(shè)接收機(jī)，在此環(huán)節(jié)，利用垂球定出地面點(diǎn)位來(lái)對(duì)天線到點(diǎn)位的高度進(jìn)行測(cè)量，并在固定完成之后實(shí)現(xiàn)觀測(cè)。但是需要特別注意以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：（1）必需確保儀器設(shè)備的安全性，做好安全防護(hù)管理，有效的避免安裝在樹(shù)干上的儀器出現(xiàn)掉落等狀況，因此，能夠通過(guò)繩套將天線完成固定，利用繩子將天線吊上去。（2）偏心觀測(cè)的過(guò)程中，如果地面點(diǎn)位已完成固定，在空中選擇相對(duì)應(yīng)的樹(shù)枝則非常的困難，此時(shí)則會(huì)導(dǎo)致偏心值的出現(xiàn)。如果地面點(diǎn)位是之后選定的，則說(shuō)明地面點(diǎn)位能夠變動(dòng)，同時(shí)需要在天線吊上去觀測(cè)時(shí)，應(yīng)用垂球定出地面定位。（3）全方位分析點(diǎn)位精度的具體要求，若精度的要求相對(duì)較低，能夠通過(guò)斷面地形測(cè)量亦或是圖根控制測(cè)量；若精度的要求比較高，則必須在落葉期作業(yè)亦或是直接砍掉周圍的樹(shù)木，由于儀器架高時(shí)對(duì)中可能出現(xiàn)較大誤差，因此必須給予高效的解決。

3.2高山區(qū)

高山區(qū)域，相關(guān)視野比較廣闊，所以極易造成接受信號(hào)不足的狀況出現(xiàn)。同時(shí)此區(qū)域就那些作業(yè)的時(shí)間會(huì)產(chǎn)生一定的制約，光滑巖面可能反射信號(hào)形成多路徑效應(yīng)。若要符合水利工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)中點(diǎn)位的需求，并不能將觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在信號(hào)遮擋嚴(yán)重的位置。能夠?qū)⑵鋾r(shí)間設(shè)置為點(diǎn)位相通視衛(wèi)星個(gè)數(shù)較多時(shí)，若觀測(cè)結(jié)構(gòu)精度較低，則能夠循環(huán)觀察并解算。若別點(diǎn)位實(shí)在無(wú)法觀測(cè)，則能夠在接受信號(hào)比較的方位實(shí)現(xiàn)間接觀測(cè)點(diǎn)，通過(guò)常規(guī)手段對(duì)實(shí)際點(diǎn)位確定或者設(shè)成幾何圖形來(lái)對(duì)實(shí)際點(diǎn)位值解算。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，對(duì)我國(guó)農(nóng)田水利工程建設(shè)情況予以詳細(xì)分析，不難發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的地形條件，多變的氣候條件等因素均會(huì)影響工程勘察，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不精確，從而制約水利工程建設(shè)難以標(biāo)準(zhǔn)化、合理化的建設(shè)。對(duì)此，借助科技的力量改變農(nóng)田水利工程建設(shè)現(xiàn)狀，也就是將GPS技術(shù)應(yīng)用于水利工程勘察中，更好地進(jìn)行控制測(cè)量、地形勘察或斷面勘察以及特殊環(huán)境下的勘察等，得到精準(zhǔn)度較高的勘察數(shù)據(jù)，為更好的建設(shè)水利工程創(chuàng)造條件。

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