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GPS高程测量在水利测绘工程中应用

2021-09-24 09:07:37 xueshulunwen 0

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    GPS全称为全球定位系统,GPS高程测量(下文简称“GPS测量”)能够对地面点的大地高程进行直接测量,测量过程高效,因此该测量技术在水利测绘项目中发挥着重要作用。为保证测绘结果精准性,相关人员需要高度重视GPS测量的应用。文章介绍了GPS测量内容,对水利测绘工程中GPS测量的应用展开分析,并提出GPS测量应用过程的注意事项及其未来发展前景。

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    关键词:GPS高程测量;水利测绘工程;水利测绘技术


  科技迅速发展过程,水利测绘技术也呈现快速发展之势,GPS测量技术就是其中之一,其能够对地面信息进行立体定位,结合人造卫星获得测量目标相关参数,能够减少测量人员工作量,节约测量时间。GPS测量技术在水利测绘工程中的应用优势诸多,能够保证测量精度,提高工程建设质量。相关领域人员需要对于该技术的实践运用开展深入探索。


  1GPS高程测量概述


  1.1测量原理


  GPS测量原理是利用全球定位卫星系统,为其测量过程提供精准服务。测绘人员应用GPS完成测量工作,具有高度的精准性,因此,应用范围较广。GPS测量主要是利用卫星数据确定物体位置,能够快速获取被测物体信息。相关人员只需将接收机、卫星之间的距离计算出来,即可确定接收机位置,利用GPS获得高程差,进而获得关键数据,确保测量数据准确[1]。


  1.2测量方法


  利用GPS开展高程测量,常见的方法如下:一是等值线图法;二是地球模型法;三是拟合法。在测量期间,灵活应用上述技术能够保证获得信息数据高度精准。其中,通过等值线图法绘制高程异常的等值线图,确认待确定点正常高、正高等,需要相关人员合理选择坐标系,以此为基础,计算正常高的有效信息,此测量方法和等值线图获取密度有直接关联。因此,应该保证等值线图高度精准,才能发挥等值线图应用优势。我国地域辽阔、地形复杂,由于地图模型法的实际应用受限,因此该方法应用范围较小。应用GPS测量,需要测量人员获取精准数据。拟合法可被应用在小范围群,与高程异常、几何算法有紧密关联,主要利用数学方法对于正常高以及正高进行求解。


  1.3测量特点


  GPS测量系统的组成部分有三个,一是地面监控,二是空间部分,三是用户设备。借助地面监控能获取卫星数据;对于空中卫星开展监测的结构是空间部分,能合理确定卫星位置;用户设备主要是利用GPS接收机,根据卫星信号对于点坐标开展测量,保证数据准确。GPS测量应用优势显著,并在水利测绘领域得到了较为广泛的应用。


  1.4应用优势


  第一,测量精度高。GPS测量不会受到环境影响,能够对具体项目开展全天候测量,且能连续作业,测量结果准确,能够满足水下的地形特点以及平面测量精度要求。GPS高程测量作为一种先进的定位技术,被广泛应用于水利水电工程测量中,其即使在恶劣的天气环境下,也能充分保证测量精度。同时,在GPS高程测量完成后,相关人员还可以做出自己的统计调查结果,更准确地反映调查情况。不难看出,该技术在水利水电工程测量中的应用可以获得较高的测量精度,这对水利水电工程的发展是非常有益的。第二,测量流程简单。GPS技术也已成为一种全球定位系统,是一种比较先进的定位技术。目前,该技术在各个领域得到了越来越广泛的应用,在水利水电工程勘察中的应用效果良好。GPS高程测量在水利水电工程中的积极应用,可以有效地提高测量效率。通过在水准精度点上建立基站,可以提高工作人员的测量效率。第三,测量成本低。在过去的一段时间里,因为受到地形复杂性和天气的影响,传统的测量技术经常消耗大量的人力、物力和财力。然而,GPS高程测量在水利水电工程中的应用,可以大大减少地形和天气因素的影响,从而有效地缩短测量时间,降低测量成本,促进水利水电工程经济效益的提高。


  2GPS高程测量在水利测绘项目中的应用


  水利工程的测量工作主要是为工程建设提供专项测量服务,具体测量信息包括地形、平面、高程等。在项目规划设计环节,测绘人员需要对项目所在区域河流、湖泊等信息开展测量,为后续设计提供依据。如果建设水库工程,在设计后期,相关人员还要对水库淹没界限开展测量,确认水库临界值,以免施工期间存在安全风险,对工程质量造成影响。因此,应用GPS测量期间,相关人员需要在设计阶段就落实各项准备工作,结合水利项目类型差异,做好测绘位置标记工作,为测绘质量奠定基础,充分发挥GPS测量的作用。水利项目施工阶段,应使用GPS测量重点对施工控制网进行布设,并测量建筑轴线,按照测量结果,设计设备安装具体位置,因此,结果准确性能够影响水利项目最终建设质量。安装大坝变形的监测设备以后,相关人员需要对摆设位置进行检测,判断其是否合乎标准,保证设备及时观测建筑物变形信息,提高工程质量。


  2.1应用GPS开展截流施工


  GPS测量在水利测绘项目中的应用优势明显,因此受到行业领域人员高度重视。同时,水利测绘过程还可能受到测绘温度、水下地形等多种因素影响。若采取人工测量法,可能耗费较高的人力及物力也难以保证结果的准确性。以往的测量应用过程对于测量范围有所限制,导致测量数值精准度不足。将GPS测量引入其中,能够利用其高精度优势,为水利测绘质量得到保证奠定基础。建设期间,截流施工要求快速完成,因此工期相对紧张。若使用传统测量法,可能难以满足工程实际测量需求,对工程进度造成影响。为克服测量环境差、地形复杂等因素影响,相关人员需要合理利用GPS测量技术,勘察水下地形,精准定位测量区域,提高测量效率,为工程建设的顺利进行奠定基础[2]。


  2.2应用GPS开展变形监测


  GPS测量在坝体变形的监测中有重要应用,针对大型的水利工程建设,应该强化变形监测工作,对工程实际信息采取有效测量,保证测量质量。由于GPS能够全天候参与测量过程,并且测量结果的精准度较高,对比传统测量方法应用优势显著。因此,相关人员应该优化传统测量法,重视GPS测量,保证作业效率。在GPS测量的应用下,可全面获取大坝变形各项参数,并深入分析变形情况,把控监测系统,为变形监测相关工作的开展提供有力参考。


  3在水利测绘项目中应用GPS高程测量的注意事项


  利用GPS测量技术时,相关人员需注意天气变化。如果天气情况相对较好,可随时开展信息观测。但是如果遇到极端天气,为避免测量结果受影响,需要避开突变天气,防止观测结果中不确定因素的增加,可在适宜的气候下,选择特定时间段观测。如果在雷雨天气时要使用测量仪器,应该注意雷电预防,防止设备受到雷击导致测量结果出现误差,带来较大经济损失。观测数据以前,应该严格进行设备和机器对中找正,保证设备平整,严格按照观测仪器、设备的使用规范进行操作。如果测量过程利用光学电器,应借助垂球对此类电器的对中完成检验和校核,保证对中误差在2mm以下,而天线的标志线应该保证指向正北方。在使用GPS测量仪器以前,应该对仪器进行检定,使用之后按照要求及时维护和保养。所有水利测绘项目中都会利用GPS接收机、天线等,因此应该严格按照规定对其开展观测前后的检验。待检验通过以后,在其有效期内合理使用。若如果使用期间存在故障,应该立即检查,延长机器使用时间。除此之外,测量过程如果对流层、电离层等发生折射,也会导致测量结果出现误差。因此,为规避测量距离产生的误差,可借助同步测量的数据求差方法,在天线上设置抑制板,抑制没有价值的反射信号,还可借助同步观测、双频观测等方法,进一步减小误差。针对相对卫星导致的测量误差,可设置多个观测站,观测同一卫星,有效减少测量误差。测量过程还可能由于相对论效应导致卫星、接收机等产生接收误差,因此观测期间,针对接收误差,相关人员要谨慎处理,避免由于上述误差影响GPS测量结果准确性,充分利用该技术对水利项目开展精准测绘[3]。


  4GPS高程测量未来的发展前景


  部分水利工程地处偏远地区,不但地形复杂,而且交通十分不畅,测量高程信息较为困难。对比于传统的测量方法,GPS测量不必利用通视,并且测量结果准确,人员工作强度相对较低。虽然GPS在测量方面拥有便捷性和准确性等优势,但也容易受到极端天气的影响,还可能受到对流层、电离层的影响导致出现测量误差。因此,还需合理规避测量过程各项不利因素,关注测量细节,完善相关流程,让测量工作更加高效。


  5结束语


  总之,GPS测量在水利测绘项目中的应用能够有效减少测量人员工作量,并且提高测量精度,有助于水利测绘工程的发展。工程测绘领域人员高度重视对该技术的应用,规范应用流程,发挥此技术的应用优势,提高水利测绘工作质量,为工程顺利完成建设奠定良好基础。


  参考文献:


  [1]李正威,李昆.GPS高程测量在水利测绘工程中的运用[J].长江技术经济,2020,4(S1):72-75.


  [2]刘伯函.GPS高程测量技术在水利工程测量中的应用[J].住宅与房地产,2017(9):249.


  [3]杨春,刘远征,蔡文生.GPS高程测量及在水利测绘工程中的应用[J].工程技术研究,2018,3(6):83-84.


  作者:查成刚


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