GPS技术在水利水电工程测绘中的应用.doc

1、GPS 技术在水利水电工程测绘中的应用摘 要：水利水电工程是利国利民的大工程，水利水电工程前期测绘工作对于工程建设的质量具有十分重要的意义，传统的测绘方法测量精度低、效率低已经为成为阻碍我国水利水电工程建设的主要因素，文章对 GPS 技术在水利水电工程中的应用进行了介绍，为 GPS 技术在我国的推广应用提供必要的技术支持。 关键词：GPS；RTK；控制测量；放样；监测 1 概述 GPS 是全球定位系统，该系统由美国国防部研制并开发主要用于不受时间以及空间限制的，同时具有较高空间分辨率的卫星导航。该系统现免费向世界各国开放，为世界各国提供低成本、高精度的导航及定位服务。全球定位系统主要由卫星、监

2、控与接收设备组成。GPS 全球定位系统经常与 RTK 相互配合来实时的将所监测位置的地理信息，通过无线传输的方式传输到用户的接收站，除了利用无线接收设备接收基站的数据之外，用户接收站还需要接收卫星信号，结合所接收基站所测得的数据与卫星信号根据定位算法来确定显示用户站的实时的三维坐标，并能够显示出坐标的精度。 在水利水电工程施工之前，对于施工处的地形进行测绘分析来辅助后续的图纸设计与施工是非常必要的。水利水电工程施工一般包括桥梁、涵洞、闸门、沟渠以及提防以及其他建筑物等等。而水利水电工程施工之前的测绘工作一般指对水利水电施工工程周围地形（包括河流湖泊、林地、耕地、山脉或者是水库等）进行野外 GP

3、S 数据采集、地形图的绘制以及对所建水利水电工程实时的不间断的监测等工作。 2 RTK 测量原理 RTK 的工作过程是利用基准站中的一台接收机，然后结合流动的卫星信号接收装置，两个站点同时接收卫星同一时间发出的信号，然后对所接收到的两种信号进行对比，接着利用所得到的 GPS 差分值进行卫星定位坐标的修正，然后通过传输数据链将所得到的卫星信号传输给接收卫星的流动站，最终得到较为准确的用户的实时的位置。 3 GPS 在水里工程测绘中的应用 3.1 野外采集 GPS 数据 在水利水电工程施工之前对于施工位置的地形进行测绘是十分必要的，是水利水电工程施工过程中必不可少的环节之一。水利水电工程测绘的主要

4、目的是获取水利水电施工工程的位置与区域，施工区域的地形。控制测量是测绘过程中首要的环节，首先在进行测量之前可以通过调查或者是咨询的方式来获取施工地区高精度的 GPS 点数据，一般国土资源部或者是测绘局都会有当地的 GPS 数据。利用得到的 GPS 点数据可以得到覆盖整个施工地区点集，然后将该区域作为测绘的目的区域。然后利用 GPS 来对该地区的点进行运算，需要建设至少两部 GPS 信号接收机，同时接收至少 4 颗以上的卫星，然后利用两个接收站点之间的相对的位置来计算二者连线上的各个点的地理坐标。传统的测量的方式需要利用经纬仪测量角度，利用测距仪测边界，需要进行往返多次的测量，工作量十分巨大。并

5、且水利水电工程一般规模浩大，跨度较大，在这种情况下传统的测量方式就很难满足工作的效率以及测量的精度的要求。而利用 GPS 对地形进行静态的测量就仅仅需要测段的间隔来进行较少次数的移动，因而使得前期的野外 GPS 数据采集工作的效率与精度大大提高，在这种情况下所积累的数据的精度就会较高切可靠，使得业内的测量精度普遍提高，最终使得测量的结果更加可靠。 3.2 区域地形图绘制 野外的 GPS 采点工作完成之后，就需要对水利水电工程项目进行地形图的测绘，也称为为碎步测量。在进行地形图测绘过程中使用较为广泛的是 GPS 技术中的 RTK 技术。利用 RTK 技术能够使得测量平面上点的精度达到 1 厘米，

6、数字高程的精度能够达到 2 厘米，因而可以达到制作地形图所要求的精度标准。利用流动的接收站完成就可以完成相应的测图作业。而使用传统的测量方式使用全站仪、经纬仪以及平板仪来测图，不仅需要较多的人员的参与而且需要花费大量的时间，效率较低。并且在实际测量的过程中由于光学上的仪器所能够观测的距离十分有限，所以需要频繁的进行站点的移动，并且需要对所测得的点数据进行加密工作，效率低下，并且由于转点所造成的问题很难使得所有的点均匀分布。而使用 RTK 技术则不存在上述问题，只需要少量的控制点对数据进行校正即可，得到的点的精度都较高。在制图的过程中一般使用现成的制图软件进行制图，较之传统的制图方法不仅准确率大

7、大提高，制图的效率也大大提升。 3.3 根据地形图进行放样 在水利水电工程施工开始之后就需要进行放样工作。根据先前所得到的地形图，在其上将水利水电工程建筑物的关键的轴线、点的位置以及高程信息在地形图上放样出来。前期工作过程中的红线的放线一般采用的是 RTK 技术，精度高、效率高。在工程施工的过程中，由于工程施工过程中的各种结构信息、位置信息以及 RTK 所提供的信号都有可能受到各种干扰信号的影响，因而在其他环节还是采用全站仪进行放样，在一些传统放样难以实现区域也能够轻松的进行放样。但是在利用全站仪进行放样的过程中需要对站点进行测量以及对前后的视距通视，如果放样点与已知点不通视，就需要进行加密测

8、量以及交会测量，那么就使得放样的工作量大大的增加。因而综合上述情况来看，是选择全站仪还是RTK 进行放样工作需要结合施工地点具体的环境来考虑，如果 RTK 受到的干扰与影响较大就使用全站仪测量，在影响不是很大的情况下，均使用RTK 来实现放样。 3.4 水利工程后期监测 在水利水电工程施工完成以后，往往还需要对工程进行一段时间或者长期的监测或者是复测工作。一般在施工之初就预留相应的监测点，然后利用 RTK 或者是全站仪等设备来对监测点的位置变化进行实时的测量，在水利水电工程完成以后一般采用全站仪来测量高度差利用水准仪来测量建筑的位移。对具有较高精度的控制网则需要利用 GPS 进行静态测量。 4 结束语 随着我国对于基础设施建设投入力度的不断加大，国家对于水利水电工程的重视程度在不断提高，水利水电工程前期的测绘对于水利水电工程的施工具有十分重要的意义，通过对于水利水电施工过程中 GPS 技术应用的具体介绍，对于 GPS 技术在水利水电工程中的应用推广与提高我国水利水电工程的建设质量具有十分重要的意义。 参考文献 1张振军，谢中华，冯传勇.RTK 测量精度评定方法研究J.测绘通报，2007（1）. 2张勤，李家权，等.GPS 测量原理及应用M.科学出版社，2005.