GPS控制网设计在水利工程控制测量中的应用分析

GPS控制网设计在水利工程控制测量中的应用分析

孟凡超

佳木斯市水利勘测设计研究院黑龙江省佳木斯市154003

摘要：水利工程测量作为水利工程建设的重要组成部分，其测量技术的选择对于水利工程建设质量的提高具有决定性的影响。随着GPS测量技术在水利工程测量中的广泛应用，促进了水利工程测量精度与质量的稳步提升，同时这一技术以GPS控制网为基础，深受广大水利工程测量施工人员的青睐。本文主要是就GPS控制网设计在水利工程测量中的应用进行了分析和探讨。

关键词：GPS控制网；水利工程；测量；应用

引言

GPS自身所具有的成本低、效率高、精度高等各方面的特点，是其可以迅速取代传统控制网测量建立方法而被广泛应用于水利工程测量中的主要原因。GPS控制网建立方法与传统控制网建立方法相比较而言，两者在布网方案与平差数学模型等方面都存在较大的差异。因此，必须加强GPS控制网布网方案与平差数学模型研究投入的力度，才能充分发挥出GPS测量技术在水利工程测量中的积极作用。

1、GPS控制网概述

利用卫星定位在全球范围内建立的定位和导航系统，就是我们所说的GPS。随着科学技术的不断发展，水利工程对于测量精确和准确性的要求也随之不断的提高，而GPS测量技术以其自身所具有的高精度、静态定位灵活等各方面特点而被广泛的应用于水利工程测量中。由于GPS控制网在实际设计的过程中，不需要过多的关注点间通视、观测角度、相邻角之间比值等方面的问题，所以深受广大水利工程测量人员的青睐。在水利工程测量过程中运用GPS控制网设计方法，不仅降低了测量工作的强度，同时这一控制网设计方式具有的结构图形灵活的特点，也降低了地理位置、环境等各方面因素对水利工程测量所产生的影响，确保了水利工程测量工作的顺利进行。另外，同时同步的进行异步环相近点的观察，对于GPS控制网测量精确度的提升同样具有积极的促进作用。由于控制网异步环边数的增加，是导致GPS控制网检测能力下降的主要因素。所以，必须严格的按照水利工程测量的要求控制异步环的边束，才能促进水利工程测量数据准确性的稳步提升。

2、GPS控制网在水利工程测量中的应用

以实际水电水利工程为例，详细的进行GPS控制网点连接、边连接、边点混合等几种布网方式下水利工程测量的讲解，从而确定最佳的GPS控制网设计方式。

2.1工程概况

某工程主要采取的是在水利工程施工范围外侧布置控制点的方式，根据控制点的特点组成类型不同的GPS控制网，并以此为基础进行控制网数据的采集和平差处理工作，从而得出不同类型下GPS控制网中控制点的精确坐标和精度，在深入分析和研究采集数据的基础上，比较不同类型下GPS控制网测量的精度。比如，该工程在实际测量过程中选用的是中海达V30双频接收机RTK卫星定位接收测量仪器进行测量。根据工程施工要求，采取的是三角式观测方式，每站的观察时间设定为30min，高度角为15°，样品采集间隔时间则设定为10s。根据水利工程测量仪器的附带的静态平差软件完成平差计算以确保水利工程测量精确度符合水利工程测量的相关要求。

2.2点连式

点连方式主要应用于同步相邻图形之间公共点的相连虽然点连式控制网自身的几何强度较弱增加了其异步环形成的难度，但是其布置、操作方式相对简单，在实际操作过程中无需进行相应的检核工作，而且作业速度也相对较高。所以，一般情况下，在进行水利工程测量时，这一技术都不会单独的使用。经过不断的实践应用发现，点连式控制网设计方式的数据质量与网形基线长在进行平差计算后，其最弱边相对误差符合控制网布置的向要求和标准，所以点连式控制网设计方式也满足了GPS控制网测量布网的标准和要求。

2.3边连式

边连式控制方式主要是利用穿过相邻同步图形之间的公共基线形成最终的控制网。这一控制网设计方式下形成的复测与闭合条件相对较多。因此，边连式控制网设计方式较之点连式控制网设计方式而言具有测量精度、图形几何强度与可靠度等都相对较高的特点。所以，这一控制网设计方式被广泛的应用于水平工程GPS控制网布置中。经过实践应用验证，虽然这一控制网设计方式的测量精度相对较高，但是由于其需要设置数量众多的测量基站，而这也就导致了边连式控制网设计方式的成本投入相对较高。

2.4边点混合式

所谓的边点混合主要是以边连式和点连式为基础，将两者结合在一起设计控制网。这种控制网设计方式不仅集合了点连式能够快速移动的优点，同时也具备了边连式测量精度与可靠性较高的优点，利用这一方式进行GPS控制网的布置，对于促进水利工程测量精度的提高具有极为重要的促进作用。经过长期的实践应用后发现，如果运用这种控制网方式进行设计和布置的话，其不仅测量江都浇筑点连式与边连式相对较高，同时其测量精度的指标也满足了三等GPS控制网设计的要求。而且运用这种边点混合的控制网设计方式，只需要布置七个测量基站，就可以满足水利工程测量的精度要求，不仅大幅度的降低了控制网布网的成本投入，同时促进了控制网几何强度与可靠性的有效提升，为水利工程测量工作的顺利进行奠定了良好的基础。经过对以上几种控制网布置形式下测量精确度与可靠性的分析后发现，不管是在经济方面或者其他方面都得出了同样的结论：点连式虽然具有较高的经济性，但是其测量精确度与可靠性相对较低；边连式测量精确度与可靠性适中，而经济性最低；边点混合方式不仅具有测量精确度与可靠性相对较高的特点，同时其经济性较之其他两种方式也相对较高。所以，必须选择边点混合式GPS控制网设计方式，才能确保水利工程测量工作的顺利进行。

结束语

总之，水利工程测量精确度与可靠性的高低，是影响水利工程建设质量的重要因素。所以，在开展水利工程测量时，必须在紧密融合水利工程特点与GPS测量技术的基础，设计科学合理的GPS作业方法，才能在促进水利工程测量精度去与可靠性全面提升的基础上，确保水利工程建设的顺利进行。

参考文献

[1]刘凯，张永祥.GPS控制网设计在水利工程控制测量中的应用[J].红水河，2012，v.31；No.12202：83-85.

[2]王健力.GPS控制网设计在水利工程控制测量中的应用分析[J].广东科技，2014，v.23；No.32402：92-93.