论文部分内容阅读
摘 要：文章论述了GPS工作的概括、组成及特点，分析探讨了GPS在水利工程测量中应用的应用及存在的问题，最后指出了解决问题的方向。
关键词：GPS；水利工程测量；应用
近年来，随着高新技术的飞速发展，全球定位系统——GPS的应用范围越来越广阔，普遍应用了国民经济建设中，特别是在水利工程测量中的应用显得格外突出。GPS具有很多优点，比如高精度、全天候、多功能、操作简便等，这进一步促进了全球定位系统的应用及其发展。引起以后普遍地关注，GPS技术结构由上述头板组成一体系，目前这一技术应用比较广泛。
GPS技术在工程的应用，具有高精度、低成本、效率高等特点，目前已经受到人们的普遍欢迎和广泛应用。GPS（全球卫星定位系统）主要的系统基础是已经发射的地球卫星，属于一种无线式导航系统，目前我国工程测量中主要采取的美国发射的24颗卫星，通过对地面三维坐标的测量，从而有效地实现定位和导航。
1 GPS技术的基本概况
1.1 GPS的工作原理
随着GPS技术的不断更新与完善，其技术优点也不断显现，其在工程中的应用主要是通过快速静态方法以建立相应的沿线总体控制测量，并且对水利工程施工阶段的渠道、闸门、堤坝等的建立进行控制与测量，而更高一级的应用则要采用PTK技术，结合相应实时动态定位技术，从而更好地应用于工程测量。
GPS技术主要采用的距离交会法，其主要的原理就是在某一位置设置GPS接收机，以接收由于卫星发出的导航电文，以获得三维坐标，然后经过各种复杂的数据计算与分析和数据处理，计算出某一时刻GPS接收机到卫星的距离，通过两者之间的距离计算和分析，就可以获得空间的位置，即三维坐标。
1.2 GPS技术的主要特点
GPS技术之所得到广泛应用，这与其相应的技术特点密不可分，具体表现观测时间短、定位精度高、无需通视、可以提供三维坐标，而且操作简单，能够实现全天候作业，功能用途广泛，正是这些技术优点的应用保证了GPS技術在工程测量和建设中的重要地位。比如工程定位精度高主要表现为：在1500米工程之间精密定位中，1小时以上的观测与计算，其测量的误差小地1mm，能够有效地保证信号不受干扰，同时，用于测时和测速时，自动化程度高，有效地体现操作方便的特点。
1.3 GPS技术内在结构
1.3.1 地面控制系统。地面控制系统由监测站、主控站、注入站组成，在系统中，这三个部分分别发挥着不同的作用，其中，主控站的作用就是用来计算卫星钟的修改参数以及卫星的星历，在工作就是通过对各个监测站的监测数据而进行；监测站的主要作用就是用来接收相应的卫星信号，注入站则主要是将修改的参数送入注入站，这三者之间相互补充，相互联系。
1.3.2 空间卫星系统。空间卫星群主要分布于6个轨道上，之间的夹角为60度，轨道与地球赤道的倾角约为55度，通过这样的分布群，能够有效地保证GPS卫星发送出的信号。
1.3.3 卫星接收设备。卫星接收设备主要由数据处理软件、接收机、气象仪等部分组成，其主要的作用就是用于接收信号，并且利用信号进行导航与定位。
2 GPS在水利测量中的体现出的优势
2.1 测量效率比较高。在使用GPS测量时，通常情况下仅需几秒钟便可获得测点的三维定位，即使在卫星信号不稳定时，也可以在数分钟内完成测点的测量任务。如按照平均每天可测量1.5个河道断面来计算，测量工作效率至少可提高70%以上。
2.2 测量精度高。首先，GPS技术可以在不受任何天气状况影响下为用户提供高精度的三维定位。经测量结果验证，利用GPS静态定位技术测量大地高程测量误差仅为3ppm-4ppm；若在不超过20km的距离进行测量，其精确度可达到厘米级。其次使用GPS技术测量，不存在传统测量不可以避免的误差累积，因此可以实现较高的测量精度。
2.3 不需要通视。传统测量的最大难题是测站之间的相互通视。而GPS的工作特点使其不需要相互通视，解决了测量学的这一难题。只要测点地区地势开阔，卫星信号不受干扰，便能够使得测点布置更加灵活方便。
2.4 成本测试低。首先，GPS技术能够精确定位三维坐标，并且可将测量资料以可视化、数字化的形式，甚至能够实现编辑操作。其次，通过一次测量所获取的资料信息可以满足水利工程规划、建设与管理以及防洪决策等多项工作的需求。此外，再加上GPS技术测量效率高、精度高、劳动强度小等优点，使其极大地降低了测量成本。
3 GPS技术在水利工程测量中的推广
GPS技术目前已经广泛应用于各个领域，尤其是在水利工程测量中的应用发挥着关键性作用，比如黑龙江省内的工程具有工程方面、三峡水利工程、小浪底工程等，都相应地应用到GPS技术。根据实践应用研究发现，GPS技术在水利工程测量的应用，主要体现在外业测量、布网以及实时动态测量中，具体如下：
3.1 置身于外业测量。水利工程外业测量中，GPS技术最为关键的环节就是选点，通过正确的点定位，能够有效地保证工程测量结果，测量结果的正确性能够充分保证工程的质量。为此，需要选点之前，做好充分的准备，包括了解和收集相关的地理位置信息、标型、标架及其完好度和使用状况，这些都是保证选点工作的关键。
3.2 布网工作环节。测量工作中，在选点完成后，接下来所需要完成的就是布网工作，在工程测量中，对于带状和线路状的工程测量，比如引水工程，采用点连式或是边连式的方式以组成连续发展的三角锁同步图形，建立相应施工变形监测网和工程控制网，并且运用网连式布设，增强网形的几何强度，提高GPS控制的可靠性以及数据精度。
3.3 实时动态测量环节。在工程测量中，实时动态测量需要以某一已知点为基准，安装一台接收机，对所有的可见卫星进行实时观测与测量，并采用无线电传设备，将测站信息与观测到的数据有效地结合起来，然后传到流动站，同时，根据相应的定位基本原理，将流动站数据、基准站数据以及本身观测到的数据进行差分解，经过对两观测站之间的相对位置的分析，得到流动站的三维坐标，并进行实时存储与输出即可。
4 GPS在水利工程测量中的反映来的问题
4.1 GPS在测量中依然存在较大误差不准确性
随着GPS的逐步发展，测量技术不断提高的今天，依然存在一些误差，比如，相关操作员由于一时的疏忽导致测量的错误，观测时因为角度不对等原因导致的测量误差等等，使得在水利工程测量中依然存在较大误差。
4.2 GPS在水利工程测量中应用推广有限
在水利工程测量中，使用的技术很多，比如采用的电子全站仪和电子水准仪等先进的设备，在技术要求上已经很成熟，基本能满足测量的需要，这就直接影响了GPS在水利工程测量中的进一步应用，因为已有的设备就能按质按量完成相关任务，同时，GPS还要具备一定的技术人员进行操作才能实现测量。
4.3 相关技术人员操作技能不到位
GPS作为一种高新技术在水利工程测量中进行运用，而相关技术人员由于并未具备完善的操作技能，导致效率低下，同时出现各种各样的问题，甚至导致测量错误，影响了工程的顺利进行，另外，在测量过程中出现的一些小问题，相关人员却不能及时处理，相关知识匮乏，进一步阻碍了GPS在水利工程测量中的运用。
结束语
推广使用GPS技术方面水利勘测部分，应积极总结，工作中持严谨态度，尽量减少偶然的测量误差。并大力宣传GPS技术，互动之中也必将进一步GPS技术的进一步完善和提高。
参考文献
[1]王耀华，尚学勇.GPS在水利工程测量中的运用探讨[J].河南建材，2011，（05）.
[2]孙龙，刘善.GPS系统在水利工程测量中的应用[J].民营科技，2013.（01）.
关键词：GPS；水利工程测量；应用
近年来，随着高新技术的飞速发展，全球定位系统——GPS的应用范围越来越广阔，普遍应用了国民经济建设中，特别是在水利工程测量中的应用显得格外突出。GPS具有很多优点，比如高精度、全天候、多功能、操作简便等，这进一步促进了全球定位系统的应用及其发展。引起以后普遍地关注，GPS技术结构由上述头板组成一体系，目前这一技术应用比较广泛。
GPS技术在工程的应用，具有高精度、低成本、效率高等特点，目前已经受到人们的普遍欢迎和广泛应用。GPS（全球卫星定位系统）主要的系统基础是已经发射的地球卫星，属于一种无线式导航系统，目前我国工程测量中主要采取的美国发射的24颗卫星，通过对地面三维坐标的测量，从而有效地实现定位和导航。
1 GPS技术的基本概况
1.1 GPS的工作原理
随着GPS技术的不断更新与完善，其技术优点也不断显现，其在工程中的应用主要是通过快速静态方法以建立相应的沿线总体控制测量，并且对水利工程施工阶段的渠道、闸门、堤坝等的建立进行控制与测量，而更高一级的应用则要采用PTK技术，结合相应实时动态定位技术，从而更好地应用于工程测量。
GPS技术主要采用的距离交会法，其主要的原理就是在某一位置设置GPS接收机，以接收由于卫星发出的导航电文，以获得三维坐标，然后经过各种复杂的数据计算与分析和数据处理，计算出某一时刻GPS接收机到卫星的距离，通过两者之间的距离计算和分析，就可以获得空间的位置，即三维坐标。
1.2 GPS技术的主要特点
GPS技术之所得到广泛应用，这与其相应的技术特点密不可分，具体表现观测时间短、定位精度高、无需通视、可以提供三维坐标，而且操作简单，能够实现全天候作业，功能用途广泛，正是这些技术优点的应用保证了GPS技術在工程测量和建设中的重要地位。比如工程定位精度高主要表现为：在1500米工程之间精密定位中，1小时以上的观测与计算，其测量的误差小地1mm，能够有效地保证信号不受干扰，同时，用于测时和测速时，自动化程度高，有效地体现操作方便的特点。
1.3 GPS技术内在结构
1.3.1 地面控制系统。地面控制系统由监测站、主控站、注入站组成，在系统中，这三个部分分别发挥着不同的作用，其中，主控站的作用就是用来计算卫星钟的修改参数以及卫星的星历，在工作就是通过对各个监测站的监测数据而进行；监测站的主要作用就是用来接收相应的卫星信号，注入站则主要是将修改的参数送入注入站，这三者之间相互补充，相互联系。
1.3.2 空间卫星系统。空间卫星群主要分布于6个轨道上，之间的夹角为60度，轨道与地球赤道的倾角约为55度，通过这样的分布群，能够有效地保证GPS卫星发送出的信号。
1.3.3 卫星接收设备。卫星接收设备主要由数据处理软件、接收机、气象仪等部分组成，其主要的作用就是用于接收信号，并且利用信号进行导航与定位。
2 GPS在水利测量中的体现出的优势
2.1 测量效率比较高。在使用GPS测量时，通常情况下仅需几秒钟便可获得测点的三维定位，即使在卫星信号不稳定时，也可以在数分钟内完成测点的测量任务。如按照平均每天可测量1.5个河道断面来计算，测量工作效率至少可提高70%以上。
2.2 测量精度高。首先，GPS技术可以在不受任何天气状况影响下为用户提供高精度的三维定位。经测量结果验证，利用GPS静态定位技术测量大地高程测量误差仅为3ppm-4ppm；若在不超过20km的距离进行测量，其精确度可达到厘米级。其次使用GPS技术测量，不存在传统测量不可以避免的误差累积，因此可以实现较高的测量精度。
2.3 不需要通视。传统测量的最大难题是测站之间的相互通视。而GPS的工作特点使其不需要相互通视，解决了测量学的这一难题。只要测点地区地势开阔，卫星信号不受干扰，便能够使得测点布置更加灵活方便。
2.4 成本测试低。首先，GPS技术能够精确定位三维坐标，并且可将测量资料以可视化、数字化的形式，甚至能够实现编辑操作。其次，通过一次测量所获取的资料信息可以满足水利工程规划、建设与管理以及防洪决策等多项工作的需求。此外，再加上GPS技术测量效率高、精度高、劳动强度小等优点，使其极大地降低了测量成本。
3 GPS技术在水利工程测量中的推广
GPS技术目前已经广泛应用于各个领域，尤其是在水利工程测量中的应用发挥着关键性作用，比如黑龙江省内的工程具有工程方面、三峡水利工程、小浪底工程等，都相应地应用到GPS技术。根据实践应用研究发现，GPS技术在水利工程测量的应用，主要体现在外业测量、布网以及实时动态测量中，具体如下：
3.1 置身于外业测量。水利工程外业测量中，GPS技术最为关键的环节就是选点，通过正确的点定位，能够有效地保证工程测量结果，测量结果的正确性能够充分保证工程的质量。为此，需要选点之前，做好充分的准备，包括了解和收集相关的地理位置信息、标型、标架及其完好度和使用状况，这些都是保证选点工作的关键。
3.2 布网工作环节。测量工作中，在选点完成后，接下来所需要完成的就是布网工作，在工程测量中，对于带状和线路状的工程测量，比如引水工程，采用点连式或是边连式的方式以组成连续发展的三角锁同步图形，建立相应施工变形监测网和工程控制网，并且运用网连式布设，增强网形的几何强度，提高GPS控制的可靠性以及数据精度。
3.3 实时动态测量环节。在工程测量中，实时动态测量需要以某一已知点为基准，安装一台接收机，对所有的可见卫星进行实时观测与测量，并采用无线电传设备，将测站信息与观测到的数据有效地结合起来，然后传到流动站，同时，根据相应的定位基本原理，将流动站数据、基准站数据以及本身观测到的数据进行差分解，经过对两观测站之间的相对位置的分析，得到流动站的三维坐标，并进行实时存储与输出即可。
4 GPS在水利工程测量中的反映来的问题
4.1 GPS在测量中依然存在较大误差不准确性
随着GPS的逐步发展，测量技术不断提高的今天，依然存在一些误差，比如，相关操作员由于一时的疏忽导致测量的错误，观测时因为角度不对等原因导致的测量误差等等，使得在水利工程测量中依然存在较大误差。
4.2 GPS在水利工程测量中应用推广有限
在水利工程测量中，使用的技术很多，比如采用的电子全站仪和电子水准仪等先进的设备，在技术要求上已经很成熟，基本能满足测量的需要，这就直接影响了GPS在水利工程测量中的进一步应用，因为已有的设备就能按质按量完成相关任务，同时，GPS还要具备一定的技术人员进行操作才能实现测量。
4.3 相关技术人员操作技能不到位
GPS作为一种高新技术在水利工程测量中进行运用，而相关技术人员由于并未具备完善的操作技能，导致效率低下，同时出现各种各样的问题，甚至导致测量错误，影响了工程的顺利进行，另外，在测量过程中出现的一些小问题，相关人员却不能及时处理，相关知识匮乏，进一步阻碍了GPS在水利工程测量中的运用。
结束语
推广使用GPS技术方面水利勘测部分，应积极总结，工作中持严谨态度，尽量减少偶然的测量误差。并大力宣传GPS技术，互动之中也必将进一步GPS技术的进一步完善和提高。
参考文献
[1]王耀华，尚学勇.GPS在水利工程测量中的运用探讨[J].河南建材，2011，（05）.
[2]孙龙，刘善.GPS系统在水利工程测量中的应用[J].民营科技，2013.（01）.