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摘要：随着社会经济的发展，我国的水利工程建设有了很大进展，GPS技术有了很大进展，在水利水电工程测量中应用GPS测量技术可以显著提高测量的准确性。本文针对水利水电工程测量中GPS测量的应用展开分析，目的在于提高读者对GPS测量在水利水电工程中进行应用的认知程度，以供参考。
关键词：水利水电工程；测量；GPS测量技术；应用
引言
为了保证水利工程的质量与科学性，需要相关人员提前完成水利测绘。当前，GPS技术得以形成发展，由于该技术主要依托载波相位观测值完成实时性的动态定位，因此具有更高的应用优势，能够为水利测绘人员实时提供厘米级精度的定位。特别是在一些偏远地区、环境复杂的水利测绘中，该技术的应用更为广泛。
1GPS测量技术概述
GPS测量技术是以GPS为基础的测绘和量取技术，以GPS全球定位系统为基础，从三维立体的角度来对特定的地点进行位置定位和测绘，GPS测量技术已经在许多方面例如交通运输、军事侦察、工程建设等领域进行了很大规模的应用。GPS测量技术不仅可以直接进行应用，还可以和测绘软件、通信技术等进行结合应用，从而实现更佳的应用效果。对于水力水电工程的测绘工作而言，将GPS测量技术应用在其中可以显著提高测量的范围、准确度和测量的效率，具有明显的积极意义，具体在下文中进行详细介绍。GPS RTK 技术的测量原理如图一所示。
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图一 GPS-RTK 技术的测量原理
2水利测绘中GPS技术的应用优势分析
GPS技术又被称为GPS全球定位系统，因其有着定位优势，能有效通过GPS卫星实现用户使用的接收消息的设备，从而进行定位，它主要由空间部分、用户设备以及地面控制三部分内容组成，随着其日益发展，也逐步形成健全的定位系统，也得到了广泛运用，它不仅能减少不必要的人力、物力资源的浪费，而且也能促使水利工程测量的精确度，从而推动水利工程建设的发展。（1）作业条件要求低。在应用GPS技术进行水利测绘工作时，只需要保证手机能够接收到信号或是满足电磁波通讯要求即可。相比于传统的水利测绘技术来说，使用GPS技术能够降低通视条件、能见度、气候条件、照明程度的影响。同时，即便测绘环境相对恶劣，例如地形复杂、树林密集等，使用GPS技术也能够高质量完成水利测绘工作。（2）定位精度更高。GPS技术在实际的使用中实现对多个测点数据的分别采集，因此获取的数据信息有着更高的准确度，不会受到累积误差的影响。但是，使用传统技术展开水利测绘会产生积累误差，必须要使用平差消除法等完成测绘精度的保证。由此能够看出，使用GPS技术展开水利测量有着更好定位精度。（3）自动化程度更高。GPS技术具备更好的兼容性，可以与计算机系统、多种测绘软件进行连接。此时，可以将采集的数据信息自动导入绘图软件中，促进水利测绘工作效率的提升，也进一步降低了人为误差的产生概率。（4）作业效率更好。通常来说，在完成GPS技术基准站的安装后，能够一次性完成方圆4km范围内的勘测、放样以及地形测量。能够看出，与传统测绘技术相比，使用GPS技术完成水利测绘能够实现作业效率的大幅提升。依托GPS技术展开水利测绘，可以降低需要设置的测绘点数量，减少相关工作量，且不需要多次搬运测量仪器。
3水利测量中应用GPS的常见问题
在水利测量工作中，虽然GPS的优点十分明显并在应用中比较广泛，但也还存在很多问题，以下对常见的一些问题进行分析：一是在测量工作中GPS还存在一定程度的误差。随着日益发展的社会经济水平，对工程质量也逐渐提高了要求，在水利测量工作中不断提高了精度要求。虽然在一般情况下GPS技术可提供的精度较高，但在特殊情况下，若障碍物对卫星信号造成一定程度的影响时，将导致误差的发生。尤其是在应用于水利测量工作中，很多原因都造成实际误差高于理论分析误差的程度。二是在水利测量中GPS应用只有较小的力度。随着电子水准仪和电子全站仪等一些测量设备的不断发展，在水利测量工作中可使基本测量要求得到满足。而因GPS测量设备具有较高的价格，对测量人员也具有较高的技术要求，对于水利测量工作中GPS的广泛应用造成一定程度的影响。三是有关测量人员不具有较高的技能水平。相对于传统测量技术而言，在测量中GPS技术只有较短暂的应用时间，很多测量技术人员对其操作技能还无法完全掌握。所以，造成GPS的各种优势不能充分发挥出来，在一定程度上降低了测量效率，甚至在测量工作中发生一些错误，对于顺利实施工程建设造成不利影响。另外，因缺乏相关专业知识，在测量工作中发生很多小问题，有关人员对小问题的处理缺乏及时性，对于水利工程测量工作中GPS的广泛应用也造成不利影响。
4水利测绘中GPS技术的具体应用
4.1在水利工程数据采集中的应用
在水利工程建设实施前，会对即将开展建设的地域进行综合考虑，例如，地域的地形以及气候状况等，只有这样才能提高水利工程建设的安全性。要想减少因地形、天气等多因素的干扰，就必须选用GPS技术，从而提高测量的精确性。因此，必须选择GPS安装的最佳位置，才能提高数据的科学性，对此水利工程人员会选择将其置于地形较突出的位置，因为突出的地形相对视眼更加开阔，有利于提高测量数据的稳定性，还需注意的一点就是必须对GPS进行加固，防止在测量中出现滑坡等突发性的危险。另外，为了提高数据分析的有效性，水利工程人员会在GPS中安装一个接收机，在保证能同时接收三个以上卫星信号，且各设备间能实现相互联系的情况下再开展测量工作，从而提高测量数据的精确性。
4.2在加密控制点测量中的应用
一般情况下，水利工程更多的设置于山区或偏远地区，已知的高等级控制点相对较少，因此增加了水利测绘的难度。为了在保证水利测绘精准度的前提下提升测绘速度，需要实现对现有高等级控制点的加密测量。然而，受到测绘区域地形复杂程度的影响，使用三角网测或是测绘仪展开水利测绘极易遭受多种外界因素的干扰，不利于水利测绘工作的展开，也增加了相应测绘的工作量，且容易导致测绘精度下降。此时，引入GPS技术展开水利测量就能够避免上述问题，达到水利测绘效率提升的目标。在此过程中，主要依托载波相位技术完成实际的水利测绘工作，有效避免了相应区域地形、地貌等外界环境因素对测绘工作的干扰，更好维护了水利测绘的精度。同时，实际的操作流程简单，大幅度减少了相关测绘人员的户外工作量。
4.3外业测量方面
外业测量是水利水电工程测量工作中的一项重要测量工作，合理进行外业测量会提高水利水电工程的质量。在应用GPS测量技术进行外业测量时首先要制定合理的外业测量计划，制定计划时首先要确定GPS卫星在测定区域的可见程度，规划好详细的测量区域，然后对卫星的观测分辨率和图形强度进行分析，最后要保证良好的观测时间，将可见度最大的时间段作为观测时间段。进行GPS测量的外业观测时要严格按照操作标准进行接受天线的安装和方向等工作，观测要进行详细的数据记录并进行当场的仔细核对。观测工作全部完成之后要进行误差处理工作，对系统误差和偶然误差进行分别分析，并运用统计学方法进行误差处理。
4.4地形测量
为了提升农田水利工程建设中测量工作的综合水平，也要对项目的具体要求和控制要点进行约束和管理，保证现场选址工作的合理性。也就是说，借助GPS-RTK技术进行坐标定位管理，有效完成实时性动态测量，确保能辅助相应人员开展对应的地形测量，维持控制管理的实时性效果。应用GPS-RTK技术进行数据的收集和汇总，以保证能利用数据处理机制完成数据的控制管理，并且提升对应数据分析的合理性。要依据GPS-RTK技术测量流程对测量过程进行实时性监管，保证相应测量工序都能得到完成。
4.5GPS技术在水利测量的布网工作中的应用
在水利工程测量的布网工作中往往会选用边式、网式以及点式这三种连接方式，从而促使其在实际工作中呈现六边形的连接形式，只有这样才能进一步提高水利工程测量结果的精确性，而且也能加强对各大网点的信号检测，从而促使其提高性能接受信号。而且在一些较大的水利工程中，通过选择多加布网点，并能使其呈现网状的连接形式，才能提高水利工程测量工作的准确性，有研究表明在水利工程测量的布网工作中，选用网式的连接方式比选用点式或边式的连接方式更能提高信号的强度，从而有序推动测量工作的开展。
4.6施工定位放线和竣工图绘制应用
根据已知的基准点，用GPS中的求转换参数功能，建立坐标系。利用CAD软件读出设计单位所给图纸的坐标，输入GPS坐标库中，用点放样功能，进行平面坐标放样。此方法适合于水利工程中基础和挡墙施工放样定位，尤其适合现场曲线放样。工程完工后，根据工程实际情况，用GPS的点测量功能，将完工的建筑物或构筑物的轮廓读取出来，然后导出至电脑，用CAD软件绘制出工程竣工图。此功能特别适合于输水管道工程施工。
4.7降低GPS误差的其他措施建议
首先，针对卫星信号在传递过程中受干扰的问题，应利用双屏观测，选择不同频率的观测值，从而减少信息穿越电离层时受到的干扰。其次，还可以通过选择多个不同位置的观测点，通过数据对比来减少信息误差。除此之外，工作人员可以依据自身实际来选择方法，比如需要高度精确数据时，可以通过对流层修正模型和观测同步求差的方法等。
结语
综上所述，通过对水利测量应用中GPS常见问题的分析，并展望了水利测量应用中GPS的发展趋势，对于提高GPS在水利工程中的应用水平具有十分重要的促进作用。
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