水利工程地质测绘中的GPS技术分析

水利工程地质测绘中的GPS技术分析

陈犇 

云南建投第一水利水电建设有限公司 650011

【摘要】对水利工程而言，主要是合理的管理控制水资源，而在水工建筑物当中，水利工程勘测工作主要包括基础的地质测量以及地形测量，在水利工程建设当中，水利工程的勘测工作是非常重要的。当前，我国的水利工程在逐渐发展，在水利工程地质测绘工作当中，GPS技术得到了广泛的应用。本文主要分析了水利工程地质测绘当中所运用的GPS技术，通过结合相关经验，对GPS技术在工程中的具体应用进行探究，从而可以推动水利工程地质测绘的发展与进步。

【关键词】GPS技术；水利工程；测绘；运用

1.GPS技术工作原理

GPS全称为全球定位系统，主要是定位功能可以实现高精度、全天候以及全球化的性能。当前，通过充分的结合GPS技术与通信技术，使得这项技术的应用范围逐渐扩大。在水利工程的测绘工作当中，GPS技术主要是通过应用载波相位差分原理，该技术为RTK技术。通过结合每颗GPS卫星的具体位置以及连续发送的星上原子钟，进而形成相应的导航信息，并且可以获取从卫星接收机所产生的到达时间差。通过采取载波相位差分原理技术这种测绘方式，主要是在基站当中安装接收机，通过采取同步的卫星信号，将观测站的坐标以及具体数值直接传送至移动站当中，同时，需要合理的处理GPS控制装置当中的相关数据，通过对该装置进行确切的计算，从而可以全面的了解待测点的坐标以及纬度等数据，并将其进行对比处理。在载波相位差分原理技术的测图当中，通常需要一个工作人员将放样点的具体坐标进行输入，通过采取合理的测绘软件，并且可以设计出相应的地形图，最终完成测绘工作。通过采取这种定位方式，相对比较简便，同时，可以保证质地测量的精准度与效率不断的提高。在施工过程当中，无论测量环境复杂或困难，都可以通过采取GPS技术来完成测量工作。

2.GPS测绘技术的优势

在水利工程的建设工作当中，GPS测绘技术的优势相对较多。比如，如果采取GPS技术，通常需要采用载波相位差分技术，可以达到相对较高的定位精确度，而对于普通的探测谣言，通常只可以精确到五厘米的范围，而对于GPS技术而言，可以定位至一厘米的范围。除此之外，GPS测绘技术当中并不需要始终维持观测间距，同时，在操作过程中相对比较简单，仅需要连接GPS测绘与开机电脑，即可正常使用。对于GPS测绘技术而言，并没有对天气提出非常严格的要求，而对于任何的天气状况而言，GPS技术都可以顺利工作，使得测量工作与工程的工作难度逐渐的提高。在绘图过程中，GPS技术的绘图功能实现了高自动化，可以将数据进行自动处理，同时可以完成相应的成图计算工作。通过采取GPS测绘技术，可以保证水利施工过程中的渠道以及地板的建立当中有更多的技术支撑。当前，水利工程在逐渐发展与进步，施工队提出了更加严格的硬件测绘仪及软件数据化的测绘要求，在实际的应用过程中，GPS测绘技术在不断的健全，同时，在实际的工作当中得到了普遍的应用。

3.GPS技术在水利工程地质测绘中的应用意义

当前，我国的地势是非常复杂多样的。而对资源进行合理的利用是非常关键的。当前，我国的合理资源相对比较丰富，然而技术比较落后，在很多区域当中，并没有合理的应用GPS技术。当前，科技在不断发展，对河流资源进行合理的利用并不是非常复杂的问题。在修建供水工程的过程当中，主要包含围坝、建筑物、水厂等部分。在完成所有施工工作之后，使得库区范围社会经济的发展不断的推动，在施工工程当中，通过合理的应用GPS技术，使得水利测绘困难的问题得到有效的解决。

在水利工程地质的测绘工作当中，通过合理的应用GPS技术，整个观测工作相对比较简便，与传统的测量方式相比之下，工作效率得到了大大的提高，同时，GPS技术精度相对较高且比较可靠，有很强的持续工作能力等。对于测量工作人员而言，通常不需要考虑地形的复杂问题以及气候环境等条件。如果采用GPS技术，不需要较高的学习成本，同时，操作方式相对比较简便，测量人员很容易上手。在丞相当中，GPS技术的优势较独特，可以实现高度自动化。主要是可以将采集到的水文资料实时成文图像，同时，可以实时对图像状况进行了解。

通过采取GPS技术，在测量水利工程的过程当中，可以实时获取精度较高的三维坐标，使得整体的测量效率大大的提高。除此之外，在测量工作当中，高精度可以保证工程的质量及安全性有效的提高。采用GPS技术的过程中，通过结合工程当中的其他仪器，可以将各种仪器的优势充分的体现出来，同时，可以充分的保证水利工程前期地质测绘工作顺利开展。

4.GPS技术在水利工程地质测绘的具体措施

当前，在工程施工之前，地下水资源相对比较缺少，同时，在地表当中水资源严重不足。当前，居民的生活用水通常来源于河流等资源。近几年以来，该地区当中的干旱现象比较严重，同时降水量较少。如果仅使用河流当中的水，并不能全面符合基本的居民生活需求。目前，在当地并没有建立相应的蓄水工程，从而导致供水率相对较低。对此，当前需要尽快建设相应的水利工程。

4.1根据实际需求，确定项目的任务及规模

在工程项目当中，任务要求是复杂多样的，同时，对于GPS技术的要求也各不相同。首先，通过结合水库的基本情况，从而可以确定实施任务书。比如，如果水库中主要以防洪为核心，通常需要更加重视防汛调度的功能，从而可以合理的建立水库自动测量系统。在建设综合水库的过程当中，需要充分的结合水库的蓄水力以及排水能力，对排水蓄水能力进行全面的计算及预估，进而可以明确水库的整体规模，在计划时，需要对实际工程的工作量进行全面的考虑，对配置的数量及遥控遥感的具体分布进行全面的分析及了解。

4.2合理布局GPS遥测站

如果需要建设GPS遥测站，首先，需要对雨量站进行全面的考虑。对流量站以及水位站的分布进行全面的了解。通过结合最终的建设目的及要求，需要全面明确当地的水文状况以及当前要测站的具体分布。在GPS遥测站的分布中，通常需要符合以下几个需求：首先，在选择遥测站地址的过程当中，需要对当地水文状况进行提前预报，同时，需要充分的结合当地天气状况，如果出现恶劣的天气，需要对其进行合理的预测，从而进行实时的预报调度。其次，对于遥测站而言，需要具备相应的扩展性，将具体工作完成之后，需要全面的承担相关任务，比如，对当地雨量进行合理的测量。第三，如果河流流域比较特殊，可以通过采取相应的措施，比如，如果雨量比较密集，可以适当地增加遥测站，从而可以保证数据的可靠性逐渐提高。在水利工程当中，对于GPS技术遥测站的布局，需要合理的选择网连布设测绘网，使得测绘站的几何强度逐渐增强，同时，可以保证GPS测绘站的精度及可靠度逐渐的提高，使用完成相关的水利工程。

4.3合理确定遥测站的数量及配置

通过结合当地的实际情况，对设备的数量及配置进行合理地设置。在雨量站当中，通过结合实际情况，进一步确定对应精度的雨量计。通过结合之前的工作经验，对于中小型的水库，通常可以选择0.5毫米的范围，对于大型的水库而言，通常可以选择一毫米的范围。对于水文的观测机而言，通过选择实际情况，需要合理的选择观测机，比如压力式以及光电式的观测计。除此之外，可以通过参考河床情况等因素，同时，需要全面的考虑到当地的土质条件。在水利工程当中，通常是中小型的水库，因此，可以通过选择0.5毫米的范围而选择压力式的水文观测机。

4.4充分利用GPS技术

在施工过程当中，可以通过充分的结合GPS技术以及传统的物理测量技术，对其进行测量，充分的结合GPS的基本特征。在各种不同的水文信息当中，需要对其进行全面合理的测量，尽可能的避免出现失误的现象。至少可以选择五颗以上的卫星，进而可以实现准确合理的定位。通过对GPS系统当中的计算机绘图功能以及虚拟成像技术进行合理的应用，可以实时动态地测量当地的水文资料等。如果地形条件相对比较复杂，可以通过GPS技术完成3D成像，从而可以保证观测人员对当地的水文情况有更加全面的了解。

5.GPS新技术在水利工程测绘中的应用

在水利工程测绘工作中，通过合理的应用GPS新技术，主要是用航空摄影的测量方式，对飞机拍摄航空照片，通过合理的运用高精度扫描仪，进行数字化的扫描，最终生成相应的影像数据文件。

通过结合数字化摄影测量系统，多方面编辑影像数据以及GPS外业像控资料，其中主要包含空中三角测量以及数字线画图等，最终可以形成线划图。

5.1GPS遥感技术的应用

对于遥感技术而言，主要是根据GPS微波信号来完成的遥感探测，在水利工程当中，GPS遥感技术的应用前景相对比较广泛。对于遥感平台而言，可以正常接收遥感图像数据，同时，可以及时的处理相关数据，从中提取相关的信息，可以对该区域进行广泛的识别及区分，其视域相对比较广阔，信息比较丰富。遥感技术本身具备一定的立体感，使得卫星影像呈周期性的重现，对此，可以迅速提取其中的有效资料，同时，可以保证水利工程当中的重大工程地质等部分便于开展。因此，在水利工程环境测绘工作当中，遥感技术得到了广泛的应用。在GPS平面控制测量当中，主要包括六个不同的等级，通过结合GPS控制网精度，可以合理的选择固定误差及比例误差系数的取值范围。

5.2手持GPS的运用

在水利水电工程地质绘测工程当中，通过应用手持GPS技术，从而可以完成合理的导航及定位功能。对于手持GPS技术而言，可以通过选择各种不同的坐标信息，从而可以获取所需要的测量数据，通过合理的设置相关参数，在地形图中进行正确的绘制。为了有效的防止出现数据误差等严重的问题，通过合理的应用手持GPS，进而可以合理的开展水利工程工程地质测绘工作，在对地形图的相关知识进行全面的了解之后，可以合理的设置手持GPS等相关参数，尽可能的保证坐标系之间的顺利转换。其中需要注意，在新的工作区域当中，在对横向纵向坐标系数进行设置之前，在获取到相应的改正值后，可以顺利进行GPS定位。

6.GPS测绘控制网的搭建

为了保证GPS测绘技术的优势充分的发挥出来，在应用CPS测绘控制网时，与GPS控制网的搭建是不可分割的，对此，可以合理的选择对相关参数进行观测，之后可以全面准确的计算数据。在每一个新工程项目当中，通过使用GPS勘测绘图的过程当中，需要合理的建立区域控制网，在搭建GPS测绘控制网的过程当中，主要是以分级的方式，进而搭建网络层次。通过结合各种不同阶段的实际状况，需要全面调整控制网，通过合理的设置相关参数，可以有效地减少网变误差现象，进而可以更加全方位地处理地质勘测数据信息。

控制网的连接方式主要包括边连式以及网联式两种方式，对于水利枢纽以及桥梁、隧道、进出口建筑连接，需要合理的采取网联式的连接方式，进而使得检核条件不断的提高，同时，可以有效的增加可靠性。通过合理的运用GPS技术，可以结合控制系统，使得勘测的效率与质量不断的提高。在水利工程地质测绘技术不断发展的过程中，GPS技术的发展前景是非常良好的。

7.总结

在水利勘测工作当中，GPS技术的发展前景相对较好，在使用GPS技术完成外业测量的过程中，在水利工程的河道整治规划等方面，有很大的价值。通过全面检测河道以及曲堤纵横断面，从而可以充分的符合水利工程设计的精度需求，在精度、效率等方面，GPS技术本身的优势较多，通常在地区地形比较复杂的环境当中，GPS技术测纵横断面的优势更高，同时，采用GPS技术的测量方式，可以全面代替传统的经纬仪水准仪测量。

【参考文献】

[1] 冯先民. 水利工程地质测绘中GPS技术的应用探究[J]. 文渊（中学版）,2020(3):258-259.

[2] 袁文平. 地质工程勘察测绘中GPS技术应用[J]. 建筑工程技术与设计,2020(4):212.