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摘要：水利工程是一项关系到国计民生的工程项目，在工程测量中如果将先进的 GPS 技术运用在其中，便能更好地满足工程测量的工作需要，进而使水利工程建设中工程测量工作效率和质量得以提高。
关键词：GPS技术；水利工程；测量；高层；地形
一、GPS技术在水利工程测量中的优点
（一）测量效率高、速度快
如果将GPS 技术应用在水利工程的测量工作中，将测量基站架设在四等水准精确点之上，让流动站能够附于工作人员的身上，从而极大地提高了测量速度。通常情况下，只需要短短的几秒时间就能够给获得测点定位，一般 10 min 以内就能够完成测量GPS 技术使得水利工程的测量效率得到了很大程度的提高。
（二）精确度高、数据可靠
GPS 技术自身有一个非常突出的特点就是不会受天气状况的影响，无论天气如何都能够提供实时的、准确的时间、三维位置及速度。因此，如果将 GPS 技术应用到水利工程的测量工作中，除了能够提供一般的测量数据以外，还能够精确测量测点的三维坐标，数据较其他技术更为可靠，在高程测量中甚至能够精确到厘米，且精确度非常之高。
（三）降低工作量和测量成本
在水利工程的建设过程中，工程的测量工作会受到很多因素的影响，如果仅采用普通的测量技术便会受到地形、天气状况等因素的限制，因此，在这种情况下，如果想要使所获得的数据更加准确，测量工作人员的工作量就会增大，测量周期也会延长，使得测量成本不可避免的增高。但是，如果采用先进的GPS 技术进行工程测量，由于不同因素的影响，可以顺利地完成对环境情况较为复杂的大面积测量，满足水利工程中的测量要求，并能够有效地降低测量工作人员的工作量，缩短工期，从而降低测量成本。
二、GPS 技术概述及其在水利工程测量中发展现状
目前，对水利工程测量工作的重视度越来越大，在水利工程测量工作中选择好的测量技术和方法已经成为工作的重点内容之一。
越来越多的新技术和新方法被发现并运用到水利工程测量工作中。GPS 技术也就是在不断的发展中出现的。GPS 技术在水利工程测量中，以其高效率，低成本，高精度，不需要通视等特点受到人们的欢迎，在水利工程测量中得到不断的应用。
GPS 就是全球定位系统的简称，它是无线式导航系统，其系统基础为已经发射的地球卫星。我国测量采用的是美国发射的 24 颗导航卫星。通过测量地面三维坐标来实现导航或者定位。
随着我国社会经济的不断发展，我国水利工程测量工作面临着越来越多的机遇以及挑战，因为GPS 技术具有突出的优点，因而 GPS 测量技术在水利工程测量中得到了越来越多的应用。GPS 技术在水利工程中的初级应用是：
1、用 GPS 静态或者快速静态方法建立沿线总体控制测量。
2、在水利工程施工阶段为闸门、渠道、堤坝建立施工控制。而更高一级的应用是在水利工程测量中采用RTK 技术，即所谓的实时动态定位技术。它将在水利工程测量中具有更加广阔的应用前景。
三、GPS技术在水利工程测量中的应用
（一）高程测量
GPS 技术在高程测量中主要是对地面的测量点进行三维定位，测验人员可以直接分析解读卫星所发射出的点播信号，进而读出所有地面目标测量区域内测量点的大地高，接着再通过水准测量的方法测量出高程异差和正常高，这些步骤完成之后，可运用 GPS 水准高程测量方法对区域网内的公共点的正常高进行联测，在得出公共点的高程异差之后，利用数据拟和的方法得出地面目标测量区域其他测量点的正常高。
（二）地形测量和变形测量
1、地形测量
在水利工程的测量过程中，水下地形测量工作的难度较大，同样，如果采用 GPS 技术也可有效地解决传统测量方法所遇到的问题。在水下地形测量过程中，在测量水深之前可以先在水下放置两个 GPS 接收机，然后将测量所得的数据进行计算得出参数，再对水下测量点进行定位测量，通过转化参数得到水下深度等数据，最后运用相关的软件将各项数据进行整合，得出水下地形图。
2、变形测量
在水利工程中，对于水利建筑的地基、水库大坝以及堤坝外围地面等是否有变形的情况进行监测也非常重要。在变形测量中运用 GPS 技术，可在远离水利建筑的位置放置 GPS 接收机，同时选择几个固定的基准点，并在已经出现变形情况的区域内放置 GPS 定位，同时选择测量点。通过自动的测量，将测量数据不间断地传输到数据处理中心，再经过计算得到变形情况的相关数据。将 GPS 技术运用到变形测量中，使得测量难度较大地降低，提高了水利工程测量效率。
（三）渠道管线测量
渠道管线测量作为水利工程测量中的一个重要组成部分，其本身有着分布散乱、线性放射的特点，因此导致这一部分的测量工作所需的人力物力和时间较大。在利用 GPS 技术进行测量时，只需要有设计高程、转角等相关的技术参数，就能够非常准确地确定测量点，无须浪费人力和物力，有效地减少了工作人员的数量和工作量，并节约了技术设备资源。
四、案例分析
（一）工程概况
为满足某水利工程测区预、普查设计的需要，对该区进行 E 级 GPS 静态控制测量。主要的任务见下表 1。
表1 主要的任务
针对该项目，通过现场踏勘，图上作业，制定本项目技术方案。某水利工程测区的总体地势中部低，南北两端相对高，以中山—中低山地貌为主，岩溶地貌发育；山地约占 29%，丘陵约占 12%，山间平坝约占 59%，平均海拔自南向北从395 m升至575 m。
最高处位于勘查区东北部的三角坡，海拔575 m；最低处位于西南出境处，海拔395 m。最大相对高差180 m，一般在 50 ～150 m，区内碳酸盐岩广布，暗河、溶洞、石林等岩溶地貌发育。 （二）本测区已有资料分析和利用
本测区已有1∶10 000地形地质图，作为踏勘、测区范围确定以及控制测量图上设计的工作用图。起算坐标见表 2。
表2 起点坐标
（三）E 级 GPS 控制网的布网原则
普查区计划布设20个E级控制点。采用中海达F61静态GPS接收机进行控制作业。静态控制点编号采用E级网的字母GPS+顺序号。
对于该测区所布设的GPS控制网，考虑到便于工程点的测绘和以后施工的方便，为减少测区投影变形，采用自定义椭球参数，即：长半径a=6378140；扁率α=1/298.257投影面为参考椭球面；投影带：3°带；投影高：H=0m，中央子午线经度108°。
按照相关规范和要求GPS网相邻点间距满足下表要求，特殊地方可以适当放宽，当与已知点联测时个别点位于测区较远时，可以放宽2倍。
GPS 网由非同步独立边构成多边形闭合环，布网中以测区实际情况为主，适当考虑交通情况以便于施测，初步设计首级网形图，实际布网时，经技术审核人同意后，根据实际情况可适当改变。
（四）观测要求
GPS网观测的空间距离中误差δ=± ，对于该测区的 a、b 值，由接收机确定，其中 a = 5 mm，b = 1.5ppm，d为该测区所布网对应等级的平均距离。
点位的选择要利于其他测量手段扩展和联测，要求点位坚实稳定，易于长期保存。点位必须利于观测，视野开阔，避免干扰，并且至少和该网中一个点相通视。
野外数据采集时，观测员应严格按照观测计划规定的时间作业，确保同步观测，当接收机预置状态正确后，才可启动接收机。
天线安置按照 GPS 相关测量规范，天线安置对中误差≤3 mm，天线安置好后，在各观测时段前后各量取天线一次，且互差≤3 mm，最终天线高取两次平均值。接收机启动正常后才可记录数据。
在观测过程中观测员要时时查看接收机状态，若发现异常，应作好记录，并采取相应处理措施。同一观测时段中，不得改变天线方向；不得关机；不得碰动天线。
观测记录必须如实填写，不得涂改，不得测后补记录；经检查所有作业项目均完成并符合要求后，方可搬站。
结语
综上，综上所述，GPS 具有非常突出的特点，并且具有较好的运用效果。在水利工程测量工作中，必须加强 GPS 技术运用的研究，对 GPS 测量方法进行充分的掌握，为今后的水利工程测量定下基础。在进行GPS 技术的运用过程中，必须对测量结果的精确度以及实用性进行保证。
参考文献：
[1]张卫东.浅析GPS技术在水利工程测量中的运用[J].河南水利与南水北调.2012（24）
[2]高连胜.GPS技术在水利工程测量中的应用[J].测绘与空间地理信息.2010（03）
关键词：GPS技术；水利工程；测量；高层；地形
一、GPS技术在水利工程测量中的优点
（一）测量效率高、速度快
如果将GPS 技术应用在水利工程的测量工作中，将测量基站架设在四等水准精确点之上，让流动站能够附于工作人员的身上，从而极大地提高了测量速度。通常情况下，只需要短短的几秒时间就能够给获得测点定位，一般 10 min 以内就能够完成测量GPS 技术使得水利工程的测量效率得到了很大程度的提高。
（二）精确度高、数据可靠
GPS 技术自身有一个非常突出的特点就是不会受天气状况的影响，无论天气如何都能够提供实时的、准确的时间、三维位置及速度。因此，如果将 GPS 技术应用到水利工程的测量工作中，除了能够提供一般的测量数据以外，还能够精确测量测点的三维坐标，数据较其他技术更为可靠，在高程测量中甚至能够精确到厘米，且精确度非常之高。
（三）降低工作量和测量成本
在水利工程的建设过程中，工程的测量工作会受到很多因素的影响，如果仅采用普通的测量技术便会受到地形、天气状况等因素的限制，因此，在这种情况下，如果想要使所获得的数据更加准确，测量工作人员的工作量就会增大，测量周期也会延长，使得测量成本不可避免的增高。但是，如果采用先进的GPS 技术进行工程测量，由于不同因素的影响，可以顺利地完成对环境情况较为复杂的大面积测量，满足水利工程中的测量要求，并能够有效地降低测量工作人员的工作量，缩短工期，从而降低测量成本。
二、GPS 技术概述及其在水利工程测量中发展现状
目前，对水利工程测量工作的重视度越来越大，在水利工程测量工作中选择好的测量技术和方法已经成为工作的重点内容之一。
越来越多的新技术和新方法被发现并运用到水利工程测量工作中。GPS 技术也就是在不断的发展中出现的。GPS 技术在水利工程测量中，以其高效率，低成本，高精度，不需要通视等特点受到人们的欢迎，在水利工程测量中得到不断的应用。
GPS 就是全球定位系统的简称，它是无线式导航系统，其系统基础为已经发射的地球卫星。我国测量采用的是美国发射的 24 颗导航卫星。通过测量地面三维坐标来实现导航或者定位。
随着我国社会经济的不断发展，我国水利工程测量工作面临着越来越多的机遇以及挑战，因为GPS 技术具有突出的优点，因而 GPS 测量技术在水利工程测量中得到了越来越多的应用。GPS 技术在水利工程中的初级应用是：
1、用 GPS 静态或者快速静态方法建立沿线总体控制测量。
2、在水利工程施工阶段为闸门、渠道、堤坝建立施工控制。而更高一级的应用是在水利工程测量中采用RTK 技术，即所谓的实时动态定位技术。它将在水利工程测量中具有更加广阔的应用前景。
三、GPS技术在水利工程测量中的应用
（一）高程测量
GPS 技术在高程测量中主要是对地面的测量点进行三维定位，测验人员可以直接分析解读卫星所发射出的点播信号，进而读出所有地面目标测量区域内测量点的大地高，接着再通过水准测量的方法测量出高程异差和正常高，这些步骤完成之后，可运用 GPS 水准高程测量方法对区域网内的公共点的正常高进行联测，在得出公共点的高程异差之后，利用数据拟和的方法得出地面目标测量区域其他测量点的正常高。
（二）地形测量和变形测量
1、地形测量
在水利工程的测量过程中，水下地形测量工作的难度较大，同样，如果采用 GPS 技术也可有效地解决传统测量方法所遇到的问题。在水下地形测量过程中，在测量水深之前可以先在水下放置两个 GPS 接收机，然后将测量所得的数据进行计算得出参数，再对水下测量点进行定位测量，通过转化参数得到水下深度等数据，最后运用相关的软件将各项数据进行整合，得出水下地形图。
2、变形测量
在水利工程中，对于水利建筑的地基、水库大坝以及堤坝外围地面等是否有变形的情况进行监测也非常重要。在变形测量中运用 GPS 技术，可在远离水利建筑的位置放置 GPS 接收机，同时选择几个固定的基准点，并在已经出现变形情况的区域内放置 GPS 定位，同时选择测量点。通过自动的测量，将测量数据不间断地传输到数据处理中心，再经过计算得到变形情况的相关数据。将 GPS 技术运用到变形测量中，使得测量难度较大地降低，提高了水利工程测量效率。
（三）渠道管线测量
渠道管线测量作为水利工程测量中的一个重要组成部分，其本身有着分布散乱、线性放射的特点，因此导致这一部分的测量工作所需的人力物力和时间较大。在利用 GPS 技术进行测量时，只需要有设计高程、转角等相关的技术参数，就能够非常准确地确定测量点，无须浪费人力和物力，有效地减少了工作人员的数量和工作量，并节约了技术设备资源。
四、案例分析
（一）工程概况
为满足某水利工程测区预、普查设计的需要，对该区进行 E 级 GPS 静态控制测量。主要的任务见下表 1。
表1 主要的任务
针对该项目，通过现场踏勘，图上作业，制定本项目技术方案。某水利工程测区的总体地势中部低，南北两端相对高，以中山—中低山地貌为主，岩溶地貌发育；山地约占 29%，丘陵约占 12%，山间平坝约占 59%，平均海拔自南向北从395 m升至575 m。
最高处位于勘查区东北部的三角坡，海拔575 m；最低处位于西南出境处，海拔395 m。最大相对高差180 m，一般在 50 ～150 m，区内碳酸盐岩广布，暗河、溶洞、石林等岩溶地貌发育。 （二）本测区已有资料分析和利用
本测区已有1∶10 000地形地质图，作为踏勘、测区范围确定以及控制测量图上设计的工作用图。起算坐标见表 2。
表2 起点坐标
（三）E 级 GPS 控制网的布网原则
普查区计划布设20个E级控制点。采用中海达F61静态GPS接收机进行控制作业。静态控制点编号采用E级网的字母GPS+顺序号。
对于该测区所布设的GPS控制网，考虑到便于工程点的测绘和以后施工的方便，为减少测区投影变形，采用自定义椭球参数，即：长半径a=6378140；扁率α=1/298.257投影面为参考椭球面；投影带：3°带；投影高：H=0m，中央子午线经度108°。
按照相关规范和要求GPS网相邻点间距满足下表要求，特殊地方可以适当放宽，当与已知点联测时个别点位于测区较远时，可以放宽2倍。
GPS 网由非同步独立边构成多边形闭合环，布网中以测区实际情况为主，适当考虑交通情况以便于施测，初步设计首级网形图，实际布网时，经技术审核人同意后，根据实际情况可适当改变。
（四）观测要求
GPS网观测的空间距离中误差δ=± ，对于该测区的 a、b 值，由接收机确定，其中 a = 5 mm，b = 1.5ppm，d为该测区所布网对应等级的平均距离。
点位的选择要利于其他测量手段扩展和联测，要求点位坚实稳定，易于长期保存。点位必须利于观测，视野开阔，避免干扰，并且至少和该网中一个点相通视。
野外数据采集时，观测员应严格按照观测计划规定的时间作业，确保同步观测，当接收机预置状态正确后，才可启动接收机。
天线安置按照 GPS 相关测量规范，天线安置对中误差≤3 mm，天线安置好后，在各观测时段前后各量取天线一次，且互差≤3 mm，最终天线高取两次平均值。接收机启动正常后才可记录数据。
在观测过程中观测员要时时查看接收机状态，若发现异常，应作好记录，并采取相应处理措施。同一观测时段中，不得改变天线方向；不得关机；不得碰动天线。
观测记录必须如实填写，不得涂改，不得测后补记录；经检查所有作业项目均完成并符合要求后，方可搬站。
结语
综上，综上所述，GPS 具有非常突出的特点，并且具有较好的运用效果。在水利工程测量工作中，必须加强 GPS 技术运用的研究，对 GPS 测量方法进行充分的掌握，为今后的水利工程测量定下基础。在进行GPS 技术的运用过程中，必须对测量结果的精确度以及实用性进行保证。
参考文献：
[1]张卫东.浅析GPS技术在水利工程测量中的运用[J].河南水利与南水北调.2012（24）
[2]高连胜.GPS技术在水利工程测量中的应用[J].测绘与空间地理信息.2010（03）