浅谈GPS测量在水利水电工程中的应用.doc

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1、浅谈GPS测量在水利水电工程中的应用浅谈GPS测量在水利水电工程中的应用【摘要】GPS测量的广泛应用，给水利水电工程平面控制测量、GPS安全监测、水下地形测量等方面带来了很大的方便，为水利水电工程施工、动态监测方面提供了一个崭新的前景。本文重点介绍了GPS测量在水利水电工程中的应用。【关键词】GPS测量；水利水电；拟合高程一、水利水电工程中的GPS测量技术目前水利工程勘测中虽已采用电子全站仪和电子水准仪等先进仪器设备，但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制，作业强度大，旦效率低，大大延长了设计周期。勘测技术的进步在于设备引进和技

2、术改造，在目前的技术条件下引入GPS技术应当是首选。当前,用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测量，为勘测阶段测绘带状地形图、路线平面、纵面测量提供依据；在水利工程施工阶段为闸门、渠道、堤坝建立施工控制网，这仅仅是GPS在水利工程测量中应用的初级阶段。其实，水利工程测量的技术潜力蕴于RTK（实时动态定位）技术的应用之中，RTK技术在水利工程中的应用，有着非常广阔的前景。GPS技术在水利测量中的应用主要包括以下部分：GPS的外业测量、GPS的布网以及实时动态测量技术的应用等等。（一）GPS外业测量GPS外业测量中，选点是关键。

3、点的定位对于保证测量结果的正确性具有非常重要的意义，因此要在选点前做好充分的准备工作，包括收集和了解有关测区的地理位置、标架以及标型的完好状况等等,这都是做好选点的关键。GPS的观测工作主要体现在无线安置和开机观测，这与常规测量有很大的不同。无线安置工作中，要做到在正常点位，天线应架设在三脚架上，并安置在标志中心的上方直接对中，天线基座上的圆水准气泡必须整平；在有风天气中，应将无线进行三方向固定。（二）GPS布网工作关于GPS布网工作如下：对于线路及带状工程测量，例如引水工程等，通常都采用点连式或边连式组成连续发展的三角锁同步图形

4、。而对于工程枢纽地区的施工控制网和变形监测网，通常则采用边连式或网连式布设，以增强网形的几何强度，提高GPS控制网的可靠性和数据精度。（三）实时动态测量方法RTK工作基本方式可以表述为：在某一已知点上设立基准站并安置一台GPS接收机，对所有的可见卫星进行现场测量，采用无线电传送设备，将观测到的数据和测站信息通过数据链传送到流动站。流动站在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备接收基准站传输的数据，依据相对定位的基本原理，基准站及流动站将该数据与本身观测到的数据进行差分解算，从而得到两观测站之间的相对位置，解算出流动站所在位置

5、的三维坐标并实时存储和输出。二、GPS测量在水利水电工程中的应用（一）施工控制网水电工程越来越多地采用GPS建立平面施工控制网，尤其是长隧洞引水式电站，各工程区必须利用GPS联测，确保测量基准的统一和隧洞的贯通。由于水电工程施工对高程有严格的要求，高程控制网采用精密水准测量方法建立，或辅以光电测距三角高程测量来实现。某实验结果表明：对山区大型水电工程，GPS测量的拟合高程只能达到土0.10m的精度；对丘陵地区中型水电工程，GPS高程可达到±0.05m的精度。当然，GPS高程测量精度与测区条件、网型结构、观测方法等有关，但仍难以满足

6、水电工程施工的高程要求。可见，水电工程的施工高程控制网目前仍需采用精密水准测量方法建立，而GPS高程拟合结果只能作为参考和实验。（二）地形测绘1、GPS-RTK地形测绘随着GPS的发展，RTK技术已逐步应用于水电工程大比例尺（1：500-1：2000）地形测绘，包括测图控制和碎部测量，其平面、高程精度远满足规范要求。同时，RTK技术在水电工程的水下地形测绘、水库调查测量、河道断面测量、施工放样中有着广泛的应用。但很大程度上受地形、植被等条件的制约，在西部山区水电工程建设中，目前还难以全面推广，有待于进一步积累经验。2、像片控制点联

7、测水电工程的中小比例尺（1：2000-1：10000）地形图，多数采用航空摄影测量方法成图，其中像片控制点的测量精度极为关键。像控点多数分布于河流两侧的成图范围以外，远离首级控制网，高差大,通视困难。随着GPS的普及，像控点的平面坐标一般采用GPS联测,精度完全能满足规范要求。为确保像控点GPS高程拟合的精度，建议根据成图比例尺大小,对GPS联测基线的高差和边长进行一定的限制。同时，在像控点GPS高程联测时，必须要有检核条件；对可靠性不高的点，还需增测辅助点备用。对地形条件较好测区，还可采用GPS-RTK方法。通过对大量水电工程航

8、空摄影测量的实践证明：采用适当的GPS方法联测像控点，完全能够满足规范和内业定向的高程精度要求。（三）拟合高程测量水利水电工程中采用GPS高程测量与几何水准相比较，具有许多优越性，主要表现在电间无须通视、观测操作简单、网型连接要求不严、减轻外业作业