GPS技術(shù)在水利水電工程測量中的應(yīng)用解析
閆麗麗1,董冬巖2
摘要:水利水電工程質(zhì)量對我國人民生活和社會穩(wěn)定有著至關(guān)重要的影響,水利水電工程測量的合理性和準(zhǔn)確性對水利水電工程質(zhì)量具有重要意義。在水利水電工程測量過程中應(yīng)用GPS測量技術(shù),可以大大提高水利水電工程測量的精度。
關(guān)鍵詞:GPS技術(shù);水利水電工程;測量
簡介:
水利水電工程對各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會效益起著巨大的推動作用。因此,這類工程項(xiàng)目的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)格,涉及的指標(biāo)參數(shù)精度非常高。需要利用GPS定位系統(tǒng)的測量技術(shù)獲取所需的各種數(shù)據(jù),為工程建設(shè)和合理的施工方案提供更加全面準(zhǔn)確的定位信息和測量結(jié)果。
1.全球定位系統(tǒng)測量技術(shù)綜述
GPS是指全球定位系統(tǒng),可以在海、陸、空進(jìn)行實(shí)時定位和導(dǎo)航。一般由空間星座、地面控制和用戶設(shè)備組成。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,GPS測量技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、野外調(diào)查、軍事和工程測量等諸多領(lǐng)域,極大地促進(jìn)了這些領(lǐng)域的發(fā)展,這是由GPS測量技術(shù)的優(yōu)勢決定的。將全球定位系統(tǒng)測量技術(shù)應(yīng)用于許多領(lǐng)域,可以更快、更準(zhǔn)確地為所開展的活動提供三維坐標(biāo)信息,其自動化程度、效率和精度都很高。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)一般至少有三顆衛(wèi)星。根據(jù)接收機(jī)設(shè)置的相關(guān)要求,它們將給定位置的坐標(biāo)信息轉(zhuǎn)換成導(dǎo)航信息,并使用相關(guān)軟件部分進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算,得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析,從而得到測量點(diǎn)的位置坐標(biāo)?,F(xiàn)階段將GPS與其他通信技術(shù)相結(jié)合,可以有效提高其應(yīng)用范圍,取得更好的效果。
2.全球定位系統(tǒng)測量技術(shù)在水利水電工程建設(shè)中的意義
GPS測量技術(shù)能夠快速、高效、準(zhǔn)確地提供精確的點(diǎn)、線、面的三維坐標(biāo)等相關(guān)信息,具有全天候、高精度、自動化、高效率的顯著特點(diǎn)。全球定位系統(tǒng)測量技術(shù)與水利水電工程建設(shè)中的測量工作相互促進(jìn),不斷發(fā)展,使工程建設(shè)在測量工作中快速獲得更高的效率和質(zhì)量水平。所謂效率,是指測量工作需要的時間更短,程序更簡單,質(zhì)量,是指測量數(shù)據(jù)和信息更準(zhǔn)確、更全面,能夠真實(shí)反映工程建設(shè)的具體進(jìn)度,及時發(fā)現(xiàn)誤差和偏差。根據(jù)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定,確保工程施工的優(yōu)良質(zhì)量。利用測量技術(shù)和監(jiān)控手段,可以實(shí)時獲取工程進(jìn)度,保證安全可靠。
3.GPS技術(shù)在水利水電工程測量中的優(yōu)勢
3.1 減少工作量和測量成本
利用常見的測量技術(shù)進(jìn)行水利工程測量,在實(shí)施過程中往往會受到天氣、地形等因素的影響,測量工作量和成本投入都比較大。全球定位系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)步不僅使測量數(shù)據(jù)的精度更高,而且縮短了測量周期,降低了成本,同時可以在復(fù)雜環(huán)境下高效地完成測量工作。
3.2 測量數(shù)據(jù)的實(shí)時動態(tài)更新,無需通視
GPS技術(shù)在信息實(shí)時更新處理方面具有突出的優(yōu)勢。它可以通過電磁波的方式將自己的信息高效地傳輸?shù)阶罱幕尽;局械挠?jì)算機(jī)收到信息后,可以快速處理,然后反饋給主設(shè)備,有效節(jié)省了高頻率的測量。此外,由于測站之間的通視條件不高,利用GPS技術(shù)布置長隧道施工控制網(wǎng)點(diǎn)非常靈活方便,可以節(jié)省很多計(jì)算點(diǎn),進(jìn)一步降低了工作成本。
4.全球定位系統(tǒng)測量技術(shù)在水利水電工程測量中的應(yīng)用
4.1 全球定位系統(tǒng)測量技術(shù)在水利水電工程變形監(jiān)測中的應(yīng)用
目前很多水利水電工程都靠近居民區(qū)。如果有質(zhì)量問題,會對人民生命財(cái)產(chǎn)造成很大威脅。變形是影響水利水電工程質(zhì)量的重要因素。為了保證水利水電工程的穩(wěn)定性和可靠性,必須做好變形監(jiān)測工作。將GPS測量技術(shù)應(yīng)用于水利水電工程變形監(jiān)測,可以高效、精確地實(shí)時自動監(jiān)測水利水電工程的變形,及時發(fā)現(xiàn)水利水電工程的變形情況,保證水利水電工程的穩(wěn)定可靠。針對工程樞紐區(qū)的施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測網(wǎng),有必要采用邊聯(lián)或網(wǎng)聯(lián)的方式,以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的幾何強(qiáng)度,提升GPS控制網(wǎng)的測量精度和可靠性,保證水利工程測繪工作的高效完成。
4.2 全球定位系統(tǒng)測量技術(shù)在水利水電工程現(xiàn)場測量中的應(yīng)用
在水利水電工程測量過程中,野外工作是一個非常重要的環(huán)節(jié)。選擇正確的測量點(diǎn),只有當(dāng)這個點(diǎn)的位置正確時,測量人員才能得到最準(zhǔn)確、最有價(jià)值的測量結(jié)果。將GPS測量技術(shù)應(yīng)用于水利水電工程現(xiàn)場測量,合理選點(diǎn),可以保證水利水電工程質(zhì)量。具體來說,在選點(diǎn)之前,要仔細(xì)了解和分析水利水電工程中的實(shí)際情況,然后利用GPS測量技術(shù)進(jìn)行觀測。在這個過程中,要做好無線放置,將天線安裝在合適的位置,保證選點(diǎn)的合理性。
4.3 GPS測量技術(shù)在水利水電工程渠道管線測量中的應(yīng)用
在水利水電工程中,渠道管線占據(jù)著重要的地位,一般情況下,水利工程的渠道管線的數(shù)量較多,長度較大,在對其進(jìn)行測量時較為麻煩,另外,還容易受到多種因素的影響,從而導(dǎo)致測量結(jié)果的不準(zhǔn)確。通過運(yùn)用GPS測量技術(shù),能夠有效的對這些問題進(jìn)行解決,只需要簡單的進(jìn)行高程以及轉(zhuǎn)角等,就能夠?qū)η拦芫€進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。
4.4 GPS測量技術(shù)在水利水電工程高程測量中的應(yīng)用
高程測量是水利水電工程測量中一項(xiàng)較為基礎(chǔ)的工作,將GPS測量技術(shù)運(yùn)用于水利水電工程高程測量中,能夠通過分析衛(wèi)星信號,獲得大地的高度,再結(jié)合水準(zhǔn)儀等設(shè)備,對高程的差異進(jìn)行計(jì)算,然后對測量位置的高程進(jìn)行確定。
4.5 GPS測量技術(shù)在水利水電工程數(shù)據(jù)分析處理中的應(yīng)用
在進(jìn)行水利水電工程測量的過程中,在獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)以后,需要對其進(jìn)行分析處理,將所獲得的實(shí)際數(shù)據(jù),根據(jù)實(shí)際需求對其進(jìn)行篩選和分類,剔除其中不需要的信息,其次再進(jìn)行平差計(jì)算,確定同一基線邊的同步觀測數(shù)值和平差結(jié)果,確保計(jì)算的準(zhǔn)確性,然后,需要將獲得的GPS網(wǎng)和坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)換,從而獲得需要的數(shù)據(jù)信息。
4.6 GPS布網(wǎng)測量應(yīng)用
隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展,其在水利工程測量中的應(yīng)用優(yōu)勢也將得到進(jìn)一步的凸顯,在開展GPS布網(wǎng)測量工作的時候,針對線路與帶狀工程進(jìn)行測繪,不同的測量任務(wù)需要采用不同的布網(wǎng)方式。比如在引水工程測量時,其屬于帶狀工程測量,那么應(yīng)該采用點(diǎn)連式的布網(wǎng)方式,也可以采用邊連式的布網(wǎng)方式之三角鎖同步圖形,這樣能夠提高測量效率;在布網(wǎng)設(shè)計(jì)上則需要參考GPS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)來因地制宜的進(jìn)行實(shí)地測量設(shè)。
5 、GPS技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用前景
5.1 災(zāi)害預(yù)警
GPS變形監(jiān)控系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)傳輸、采集和分析等系統(tǒng)組成的一個在線實(shí)時分析系統(tǒng)。通過建立GPS變形監(jiān)控系統(tǒng),對大壩進(jìn)行實(shí)時的變形監(jiān)測,可以為水利工程災(zāi)害的發(fā)生提供有力的數(shù)據(jù)分析,在大壩變形監(jiān)測工程中的應(yīng)用非常廣泛。
5.2 構(gòu)建GPS與其他變形監(jiān)測技術(shù)組合成的綜合變形監(jiān)測系統(tǒng)
雖然GPS技術(shù)在變形監(jiān)測中的應(yīng)用有較強(qiáng)的優(yōu)勢,但是也存在一定的不足,而通過與其他變形監(jiān)控技術(shù)的緊密結(jié)合應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)不同監(jiān)測技術(shù)間的優(yōu)勢互補(bǔ),從而發(fā)揮最大的應(yīng)用優(yōu)勢,因此,加強(qiáng)與其他變形監(jiān)測技術(shù)的組合利用是GPS技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。
5.3 強(qiáng)化測量技術(shù)人員的專業(yè)培訓(xùn)
GPS技術(shù)雖然在水利工程測量中具有非常大的應(yīng)用優(yōu)勢,但是優(yōu)勢的充分發(fā)揮是以測量人員的操作技術(shù)水平及素質(zhì)為基礎(chǔ)的,因此,應(yīng)不斷強(qiáng)化水利測量技術(shù)人員的專業(yè)培訓(xùn),確保測量技術(shù)人員掌握GPS的關(guān)鍵技術(shù)。一方面,水利測量技術(shù)人員要勤加練習(xí),不斷提高操作速度;另一方面,測量技術(shù)人員要注重操作的質(zhì)量,盡量減少人為因素誤差,不斷提高操作的準(zhǔn)確性,確保工作質(zhì)量。
6 、結(jié)語
總而言之,GPS技術(shù)作為一種最新型的定位技術(shù),在水利工程測量中的應(yīng)用不僅有效降低了工程測量的難度和強(qiáng)度,而且在很大程度上提高了測量的效率和準(zhǔn)確性,為水利水電工程施工建設(shè)質(zhì)量提供了更有力的保障。