论文部分内容阅读
【摘要】水利水电工程项目施工之前都会进行前期勘探与测量环节，随着科技的发展，水利水电工程测量技术的发展也逐渐提升，有很多新技术、新设备都运用到了水利水电工程项目的测量作业中，并取得了显著的效果。本文对水利水电工程测量技术的特点、应用以及发展趋势做详细探讨。
【关键词】工程；测量技术；水利水电；GPS
一、水利水电工程测量技术的发展综述
1.1GPS定位测量技术
控制测量技术向来是水利水电工程测量技术发展的重要分支。近年来，随着无线技术、传感技术和信息技术的飞速发展，传统的水利水电控制测量技术也发生了新的变革，逐渐呈现出以“GPS卫星定位测量技术”为主的全新发展方向。GPS是全球定位系统的简称，它由美国研发并于1994年投入应用，该系统主要由空间卫星群和地面控制系统两大部分构成。测量作为较早采用GPS技术的领域,最初主要用于高精度的大地测量和控制测量，建立各种类型和等级的测量控制网。现在，GPS技术还用于各种类型的施工放样、测图、变形观测、航空摄影测量、海测和地理信息系统中地理数据采集等方面。在各种类型的测量控制网的建立方面，GPS定位技术已基本上取代了常规测量手段，成为主要的技术手段。随着测量技术的不断革新，GPS技术在工程定位测量领域得到了广泛的应用，其主要技术特性体现在以下几个方面：
1.1.1使用精密卫星星历
精密卫星星历是GPS技术精密定位的重要保证，利用精密卫星星历，调制在L1载波上的卫星轨道参数、卫星轨道信息等参量能够被计算得更为精确，测量误差率可以得到有效控制。
1.1.2区域范围小，网中基线边较短
一般来说，采用GPS技术能够使得接收机的卫星信号具有类似的误差特性，且接收网中基线边误差不会超过5mm，在信号接收的过程中，能够通过差分解算使得公共误差得到很大程度的抵消，从而获得高精度的测量数据。而区域范围小、网中基线边较短的特性也成为了GPS测量技术的核心优势。
1.1.3测量点选择灵活
在GPS测量中，无需考虑站点的互相通视，测量的数据完全依靠卫星给出，精度和灵活性都得到显著提升，测量的过程完全由计算机自动完成。由于GPS技术具有精密性高、区域范围小、测量点选择灵活等优势，近年来在水利水电工程项目测量中得到了广泛应用。
1.2变形测量技术
变形测量又称为变形观测，在具体的应用中，通过对监测对象的变形测量，确定物体内部形态的变化特征，从而确定被测物体的形态。变形测量技术是现代水利水电工程测量的全新发展分支，能够对水利水电工程项目的基准网、工作基点、变形体和监测资料进行分析和测量。常用的变形测量技术包含以下几种：
1.2.1大地测量技术
通过采用电子水准仪、精密全站仪等设备，以三角测量、几何水准测量和三角高程测量作为技术手段，完成变形监测基准网、工作基点和变形体变形测量等工作。该种技术的优点为：理论方法成熟，测量数据精准，成本较低。缺点为：观测强度较大，数据处理智能化较低。
1.2.2液体静力水准测量技术
该技术是变形测量技术的一个发展分支，主要应用在水利工程坝体廊道内高程观测和高程传递，在具体的测量过程中，主要通过传感器对水体的高度进行定位和测量。该技术的优势为：精度高、智能性好，能够同时测量数十个监测点。缺点为：成本较高，测量数据处理过程较复杂。
1.3数字地形测量技术
数字地形测量技术也是近年来兴起的一种水利水电工程测绘技术。该种技术主要基于全站仪和信息技术的发展，通过应用三维测绘软件、数字成图软件等，对水利水电工程项目进行专业测绘和成图，同时，还能够应用数字GIS设备对测量的数据进行精确采集和处理。一般来说，数字地形测量技术的应用模式主要分为电子平板数字系统、测记法数字系统和掌上数字测绘系统三个部分。上述三个系统各有优势。
1.3.1电子平板数字系统
该系统主要由全站仪、便携机和支持软件构成，在具体的操作中，以测站和镜站两种方式为主。该系统的优势为：成图精美、作业直观，测绘精度高。缺点为：系统设备稳定性较差，仅适用于地势平坦的水利水电工程项目测量。
1.3.2测记法数字系统
该系统由全站仪、GPSRTK和绘图软件构成，能够对各类环境的地形进行测绘，且精度和智能化水平较高；但由于设备本身的设计缺陷，可能产生作业不直观、地物错漏等问题。
1.3.3掌上数字测绘系统
该系统主要由全站仪、掌上测图系统和绘图软件构成。由于掌上测绘系统具有便携性高、可视化程度强、操作便捷等优势，因此，在具体的水利水电工程项目测量中，技术人员可将平板电脑、PDA等硬件设备与数字测绘软件系统结合起来，实现便捷、高效的测量。同时，掌上数字测绘系统还可以与无线技术融合，利用无线远程传输功能，能够实现野外测绘数据的适时传送，大大提升了水利水电工程项目测绘数据传输、处理的效率。
1.4水底地形测量技术
近年来，随着GPS、DGPS、CORS等技术的飞速发展，水底地形测量技术可依靠的仪器变得更为多元化。目前，业内技术人员主要依赖卫星定位技术与多波束探测仪之间的紧密配合，对大坝水底的地形进行测量。在具体的测量过程中，技术人员依靠先进的设备，将差分全球定位系统搜集的测量对象作为基准参照点，而将多波束探测仪与GPS接收机作为测量信号的判定与接收装置，接收装置能够对测量仪器反馈回的测量数据进行有效接收，并明确测量的误差与伪距之间的修正值。对数据进行修正是该种测量方法的一大特点，测量对象的参数能够得到适时的修正，从而提升测量的连续性和数据的精准度。
二、结束语
本文对水利水电工程项目测量技术的发展情况进行了总结，并详细探讨了几种典型水利水电工程测量技术的特点、应用领域等内容。相信随着现代科技水平的不断提升，更多先进的测量技术将会涌现出来，为我国水利水电工程的建设发展提供更为优质的服务。
参考文献：
[1]吴芳.探讨工程测量技术的现状及发展趋势[J].黑龙江科学,2014,01:161.
[2]吴志猛.浅谈工程测量的发展现状与趋势[J].科技创新与应用,2014,12:278.
[3]徐辉.现代工程测量技术发展与应用[J].黑龙江科学,2014,03:108.
作者简介：彭湘涛（1968-），男，工程师，主要从事水利工程测量工作。
【关键词】工程；测量技术；水利水电；GPS
一、水利水电工程测量技术的发展综述
1.1GPS定位测量技术
控制测量技术向来是水利水电工程测量技术发展的重要分支。近年来，随着无线技术、传感技术和信息技术的飞速发展，传统的水利水电控制测量技术也发生了新的变革，逐渐呈现出以“GPS卫星定位测量技术”为主的全新发展方向。GPS是全球定位系统的简称，它由美国研发并于1994年投入应用，该系统主要由空间卫星群和地面控制系统两大部分构成。测量作为较早采用GPS技术的领域,最初主要用于高精度的大地测量和控制测量，建立各种类型和等级的测量控制网。现在，GPS技术还用于各种类型的施工放样、测图、变形观测、航空摄影测量、海测和地理信息系统中地理数据采集等方面。在各种类型的测量控制网的建立方面，GPS定位技术已基本上取代了常规测量手段，成为主要的技术手段。随着测量技术的不断革新，GPS技术在工程定位测量领域得到了广泛的应用，其主要技术特性体现在以下几个方面：
1.1.1使用精密卫星星历
精密卫星星历是GPS技术精密定位的重要保证，利用精密卫星星历，调制在L1载波上的卫星轨道参数、卫星轨道信息等参量能够被计算得更为精确，测量误差率可以得到有效控制。
1.1.2区域范围小，网中基线边较短
一般来说，采用GPS技术能够使得接收机的卫星信号具有类似的误差特性，且接收网中基线边误差不会超过5mm，在信号接收的过程中，能够通过差分解算使得公共误差得到很大程度的抵消，从而获得高精度的测量数据。而区域范围小、网中基线边较短的特性也成为了GPS测量技术的核心优势。
1.1.3测量点选择灵活
在GPS测量中，无需考虑站点的互相通视，测量的数据完全依靠卫星给出，精度和灵活性都得到显著提升，测量的过程完全由计算机自动完成。由于GPS技术具有精密性高、区域范围小、测量点选择灵活等优势，近年来在水利水电工程项目测量中得到了广泛应用。
1.2变形测量技术
变形测量又称为变形观测，在具体的应用中，通过对监测对象的变形测量，确定物体内部形态的变化特征，从而确定被测物体的形态。变形测量技术是现代水利水电工程测量的全新发展分支，能够对水利水电工程项目的基准网、工作基点、变形体和监测资料进行分析和测量。常用的变形测量技术包含以下几种：
1.2.1大地测量技术
通过采用电子水准仪、精密全站仪等设备，以三角测量、几何水准测量和三角高程测量作为技术手段，完成变形监测基准网、工作基点和变形体变形测量等工作。该种技术的优点为：理论方法成熟，测量数据精准，成本较低。缺点为：观测强度较大，数据处理智能化较低。
1.2.2液体静力水准测量技术
该技术是变形测量技术的一个发展分支，主要应用在水利工程坝体廊道内高程观测和高程传递，在具体的测量过程中，主要通过传感器对水体的高度进行定位和测量。该技术的优势为：精度高、智能性好，能够同时测量数十个监测点。缺点为：成本较高，测量数据处理过程较复杂。
1.3数字地形测量技术
数字地形测量技术也是近年来兴起的一种水利水电工程测绘技术。该种技术主要基于全站仪和信息技术的发展，通过应用三维测绘软件、数字成图软件等，对水利水电工程项目进行专业测绘和成图，同时，还能够应用数字GIS设备对测量的数据进行精确采集和处理。一般来说，数字地形测量技术的应用模式主要分为电子平板数字系统、测记法数字系统和掌上数字测绘系统三个部分。上述三个系统各有优势。
1.3.1电子平板数字系统
该系统主要由全站仪、便携机和支持软件构成，在具体的操作中，以测站和镜站两种方式为主。该系统的优势为：成图精美、作业直观，测绘精度高。缺点为：系统设备稳定性较差，仅适用于地势平坦的水利水电工程项目测量。
1.3.2测记法数字系统
该系统由全站仪、GPSRTK和绘图软件构成，能够对各类环境的地形进行测绘，且精度和智能化水平较高；但由于设备本身的设计缺陷，可能产生作业不直观、地物错漏等问题。
1.3.3掌上数字测绘系统
该系统主要由全站仪、掌上测图系统和绘图软件构成。由于掌上测绘系统具有便携性高、可视化程度强、操作便捷等优势，因此，在具体的水利水电工程项目测量中，技术人员可将平板电脑、PDA等硬件设备与数字测绘软件系统结合起来，实现便捷、高效的测量。同时，掌上数字测绘系统还可以与无线技术融合，利用无线远程传输功能，能够实现野外测绘数据的适时传送，大大提升了水利水电工程项目测绘数据传输、处理的效率。
1.4水底地形测量技术
近年来，随着GPS、DGPS、CORS等技术的飞速发展，水底地形测量技术可依靠的仪器变得更为多元化。目前，业内技术人员主要依赖卫星定位技术与多波束探测仪之间的紧密配合，对大坝水底的地形进行测量。在具体的测量过程中，技术人员依靠先进的设备，将差分全球定位系统搜集的测量对象作为基准参照点，而将多波束探测仪与GPS接收机作为测量信号的判定与接收装置，接收装置能够对测量仪器反馈回的测量数据进行有效接收，并明确测量的误差与伪距之间的修正值。对数据进行修正是该种测量方法的一大特点，测量对象的参数能够得到适时的修正，从而提升测量的连续性和数据的精准度。
二、结束语
本文对水利水电工程项目测量技术的发展情况进行了总结，并详细探讨了几种典型水利水电工程测量技术的特点、应用领域等内容。相信随着现代科技水平的不断提升，更多先进的测量技术将会涌现出来，为我国水利水电工程的建设发展提供更为优质的服务。
参考文献：
[1]吴芳.探讨工程测量技术的现状及发展趋势[J].黑龙江科学,2014,01:161.
[2]吴志猛.浅谈工程测量的发展现状与趋势[J].科技创新与应用,2014,12:278.
[3]徐辉.现代工程测量技术发展与应用[J].黑龙江科学,2014,03:108.
作者简介：彭湘涛（1968-），男，工程师，主要从事水利工程测量工作。