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摘要：近年来，我国的水利工程建设有了很大进展，水利工程的测量工作也越来越受到重视。针对GPS的主要结构及其基本原理进行了分析，初步探讨了水利测量中GPS的应用及GPS的明显优势，深入研究了水利测量应用中GPS的常见问题，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。
关键词：水利测量；GPS；测量精度
引言
随着我国社会经济水平的不断提升，水利工程测量测绘技术也逐渐成熟，获得了更加准确的工程测量数据，有助于确保水利工程项目的综合质量。处于如今各项新型技术不断创新发展背景下，我国也逐渐加大测绘技术研发、应用，目前RS、GIS、GPS、数字化测绘等新型测绘技术已经被广泛应用于水利工程测量中。数字化测绘技术的应用而生，能够使水利工程项目现场勘探获得更加迅捷、精准的结果，相较传统工作技术模式，数字化技术拥有无可比拟的技术优势。
1关于GPS测量技术的概述
GPS测量技术是一种建立在信息技术基础下的新型测量手段，其主要是指通过设备来接收测量卫星传输的数据，并对这些数据进行收集、整理和统计以后通过科学合理的分析，以此来获得准确的计算结果的技术。GPS测量技术的测量系统主要包括三个模块，分别是地面控制、空间星座、用户设备。在利用GPS测量技术的相关设备进行测量工作时，可以实现数据和信息的自动化控制。在传统的工程测量工作中都是利用人工进行测量，这种工作方式不仅很难取得准确的数据，而且还有测量的方法比较困难、测量耗费的时间比较长等诸多问题。
2水利测量中GPS的应用
2.1静态相对定位技术
静态相对定位技术目前被广泛的应用于水利工程测量的工作中，静态相对定位技术主要分为两种：①GPS1+N模式（即快捷静态测量模式）；②常规静态测量模式。GPS1+N模式是一种通过相对位置进行定位的模式，测量人员必须通过两个以上已知坐标点来进行位置定位和数据处理，首先将一台GPS测量仪的接收机设置为基准站，另外一台或者多台设置为移动站，通过移动站与基准站之间的相对位置关系，再通过已知点的坐标信息可以获得测量点的绝对位置。GPS1+N的测量模式主要应用于对区域范围内进行地形测绘或者进行工程放样作业等，其相对于传统的常规测量方式具有速度快，无需通视，测量精度高等优势。常规静态测量则是利用至少3台或者3台以上的GPS接收机来进行测量工作，利用两个已知坐标点可以或者未知坐标点的坐标，可以同步观测的卫星在四颗以上甚至更多，测量人员设定的观测时间虽然有一定的限制条件，但是观测时间通常可以达到45min以上，可以最大限度地实现观测时间的延长以及效率的提高。和上个技术模式相比，该技术主要适用于范围比较大、规模比较大的控制系统。
2.2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。
2.3GPS控制网平差精度
根据Poweradj4.0要求的*.asc格式将解算合格的基线导出，然后在软件中计算平差。
根据BJ54国家坐标系和WGS-84坐标系统下的约束平差、无约束平差进行相应的计算处理，对GPS控制网利用WGS-84坐标进行无约束处理时可检验基线是否存在粗差，观测值选取方差协方差矩阵及三维基线向量，起算数据为某一固定点的三维坐标，然后对协方差因子进行调整并计算空间直角坐标系中的点位精度，以及三维基线的相对误差和绝对误差，从而表征控制网的内符合精度，该指标是反映绝对精度的参数。
3GPS在水利工程施工中的问题
（1）配合水准仪使用测量精度稳定。GPS平面测量误差在20mm以内，基本达到水利工程施工精度要求。但高程误差稳定性差，受地形、天气等因素影响较大，不能满足施工的精度要求，因此，建议在高程精度误差要求较高的工程中，尽量不要用GPS直接读取高程，应以水准仪为主，用GPS加以辅助，两者配合使用。在高程精度要求不是很高的工程中，如开阔的场地以及大土方量工程中，可以采用GPS直接读取。同时在实际高程测量中一定要注意基准点处杆高和实际测量处的杆高，两者必须一致，否则较容易出现大范围测量错误。（2）GPS信号强度对精度影响较大。GPS工作原理是接受卫星信号，天气影响较大，晴天时信号好，阴天信号差。测量地点的建筑物或树木遮挡也影响信号，特别是树木遮挡，在密林处信号差。建立基站时就应该选择空旷处，测量时尽量选择天气晴朗的白天，在树木遮挡处应考虑转点或其他方案，确保测量精度满足施工要求。
4GPS的发展趋势
4.1工作态度严谨，偶然误差尽可能减少
各种测量技术在应用过程中都难免存在一些偶然误差，但可采取一定措施尽可能减小偶然误差。为获得质量较高的测量数据，一定要在工作中采取严谨的态度，使工作责任心不断提高，将偶然误差尽可能减少，从而使测量准确性不断提高。
4.2GPS信号强度对精度影响较大
GPS工作原理是接受卫星信号，天气影响较大，晴天时信号好，阴天信号差。测量地点的建筑物或树木遮挡也影响信号，特别是树木遮挡，在密林处信号差。建立基站时就应该选择空旷处，测量时尽量选择天气晴朗的白天，在树木遮挡处应考虑转点或其他方案，确保测量精度满足施工要求。4.3对测量技术人员加强培训，使其测量技能进一步提高
只有将GPS测量的基本操作技能深入掌握，才能开展水利测量工作中充分利用GPS的优势，要求有关技术人员应加强个人在相关专业知识方面的学习，进而提高相关业务素质。一是提高操作速度，在上岗前要求操作人员应加强练习，直至符合工作岗位的实际要求方可上岗工作。二是操作应认真准确，尽可能减少各种失误。基于操作速度，提高对操作员操作质量的重视程度，避免由于人为原因造成测量工作中出现错误，进而使工程产生更严重的失误。三是扩大知识面，在发生一些小问题时，应总结分析积累经验，避免对技术人员的依赖性，从而造成测量速度降低的情况。
结语
综上所述，在地形复杂的山区水电工程控制网建立时GPS静态测量方式具有较强的可行性和有效性。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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