1、1试论 GPS 在水文大断面测量中的应用摘要：GPS 即全球定位系统，主要功能有测量、导航以及授时。目前 GPS 在测量作业中应用较为广泛，本文主要讨论了其在文大断面测量中的应用，包括：测量准备工作、采集测量数据以及处理测量数据等。其中，在采集测量数据流程中，常用到的方法有坐标测量法以及放样测量法两种。并且为了方便理解，本文还介绍了一个应用实例GPS 在陕西华县水文站大断面测量中的应用，内容有测量概况、地形测量、水下断面测量以及数据计算处理等。 关键词：GPS 系统水文大断面测量应用 中图分类号：P228.4 文献标识码： A 文章编号： 随着人造卫星技术的不断发展，到上世纪九十年代，美国终于
2、成功研发具有导航、定位功能的全球定位系统。全球定位系统是 GPS 的中文全称，其核心技术是卫星定位导航技术，其功能为测量、导航以及授时。最初 GPS 主要应用于军事，为美国陆海空军队提供情报信息、全球全天实时导航服务、核爆监测信息以及应急通讯信息等。目前，GPS 已经广泛应用于路况导航、地理测量、车辆定位、地形测量、水文测量以及工程测量等领域中。本文主要探讨 GPS 在水文大断面测量中的应用。 1、GPS 系统及测量 GPS 系统是由空间系统、地面控制系统以及用户系统组成。其中，空2间系统主要由二十一颗工作卫星以及三颗后备卫星组成，地面控制系统是由主控制端、监测端以及地面天线组成，用户系统是由
3、信号接收设备组成。 测量是 GPS 系统的功能之一。GPS 在测量应用中，具有传统测量无法比拟的优点，所以在现代测量应用中非常广泛。GPS 能够为测量作业提供三维坐标，具有测量精度高的优点，并且 GPS 在测量作业中不受测量站点的限制，不受时间限制，不需要测量站点之间的通视，测量工作地点选取的灵活性非常高，还可以全天进行测量工作。并且 GPS 的用户端信号接收设备的操作非常简单，自动化程度很高，工作人员仅需要进行参数设置等简单工作，GPS 便可以自动完成测量记录工作。此外，GPS 地面控制系统以及用户端的技术不断发展，现今，GPS 测量时间非常短，工作效率高，相对传统定位测量方法，GPS 动态
4、定位以及静态定位所需要的时间都很短。 2、试论 GPS 在水文大断面测量中的应用 在水文大断面测量中，应用 GPS 进行测量的步骤主要包括：测量准备工作、采集测量数据以及处理测量数据等。其中，采集测量数据的方法主要有坐标测量法以及放样测量法。 2.1 测量准备工作 首先要进行测量位置的资料收集，包括其坐标位置、地形等，然后利用控制软件对实际坐标位置和测量坐标位置进行转换，接着设置基准站，最后设置流动站。 2.2 采集测量数据 3在测量准备工作完成后，就可以进行相关测量数据的采集，采集数据的常用方法主要有坐标测量法和放样测量法。 坐标测量法：如果在水文大断面测量中，即要求测量河道大断面又要求测量
5、河段地形，那么可以使用坐标测量法。坐标测量法应用时，首先启动基准站，然后启动流动站，开始测量，并选择测量点的实行，设置自动存储点、质量存储控制以及自动点名增加步长等相关的参数。 放样测量法：如果在水文大断面测量中，只要求测量河道大断面，那么便可以使用放样测量法。由于水文断面与河流流向是垂直关系，所以可以采用直线放样测量方式。选取一条直线，基准站启动，流动站启动后对断面进行放样，利用控制器对距离、高度进行实时监控，并进行测量数据记录，完成测量工作。 2.3 处理测量数据 采集的野外数据已经被存储，测量工作完成后，就将存储的数据传输到计算机中。控制器软件存储的数据导入进计算机后，根据不同的控制软件
6、，选择不同的文件格式，例如：RTK 数据文件可以生成.dc 格式的文件，GIS 或者是 CAD 格式的数据可以生成.dwg 或者是.dxf 格式的文件，Cass 格式的数据可以生成.dat 格式的文件。 3、GPS 在水文大断面测量中的应用实例 GPS 在水文大断面测量中的应用已经非常广泛，例如陕西华县水文站的大断面测量以及伊犁河水文大断面测量等等。本文主要介绍 GPS 在陕西华县水文站大断面测量中的应用。 3.1 测量概况 4陕西华县水文站成立于上世纪三十年代，由于受到冲击淤堵以及河势摆动等影响，需要测量的大断面经过几次改动，在一九九八年重新架设缆道后，一直延续至今。本次大断面测量主要是对测
7、量点的高程以及点距进行测量，测量范围包括河道断面以及岸上地形。本次测量工作所利用的信号接收设备是 Trimble SPS88 设备。 3.2 地形测量 在测量之前先收集控制点资料，基准站的位置应该处于相对较高的点位上，并确定附近没有干扰源，启动基准站，设置站点、坐标以及天线高度等参数，然后启动流动站，进行实际坐标和测量坐标的转换，接着设置投影以及坐标等参数，并对桩点进行校准检测评估，完成地形测量作业。 3.3 水下断面测量 河道水下断面的测量可以通过 GPS 定位进行。由于 GPS 地面控制系统以及用户端自动化程度较高，并且测量准确度较高，操作简单。所以在水下断面测量中，工作人员主要注意河水深
8、度的测量以及进行水位计算工作即可。 3.4 数据计算处理 由于测量的数据需要转换为电脑文件，以方便进行测量数据的分析处理等工作，所以就需要将在野外测量到的数据导入计算机中，然后通过计算机软件对这些测量数据进行进一步的分析对比等，得出水文断面测量结果。需要注意的是，应该将最后的分析结果同水准仪进行比较，因为水文断面测量的标准要求两者应基本一致。 54、结论 本文首先介绍了 GPS 系统的组成部分以及 GPS 在测量中具有的优点，然后重点讨论了 GPS 在水文大断面测量中的应用。在水文大断面测量中，GPS 具有非常广泛的应用性，其应用步骤主要为测量准备工作、采集测量数据以及处理测量数据等。在实际测
9、量中，经常采用的采集测量数据方法有坐标测量法和放样测量法两种。最后，为了使读者更形象深刻地理解 GPS 在水文大断面测量中的应用，本文讲述了一个水文大断面测量中应用 GPS 的实例GPS 在陕西华县水文站大断面测量中的应用，应用流程为测量概况、地形测量、水下断面测量以及数据计算处理等。 参考文献： 1蔡玲玲.GPS 在水闸工程测量中的应用J.科技致富向导，2011，11:396 2蔡连举、车长根.GPS 在工程测量中的应用J.科技致富向导，2010，2：112-113 3李聚方、郝亚东、娄洪富.远距离动态 GPS 测量在黄河断面测量中的应用J.人民黄河，2010,8:121 4韩艳丽.GPS 在水文大断面测量中的应用J.中国西部科技，2009，19:33-34 65韩跃丽、杨洁、刘书弟.Trimble SPS881 GPS 接收机在华县水文站大断面测量中的应用J.山西水利，2012，9:20-21
