GPS在水利工程测量中的应用论文

GPS在水利工程测量中的应用论文（共11篇）

GPS在水利工程测量中的应用论文 篇1

水利工程地基基础测量是保证整个水利工程实施整体精度和质量的先决条件，为了提高地基测量的精度，需要使用GPS测量技术。在地基测量的过程中，首先要做好地基测量技术方案的选择工作。考虑到水利工程所在地项目环境通常比较恶劣，使用传统的地基地理测量技术不但难以实现，而且精度较差，价值实际的工程测量区域范围较大，通常达到几千平方米。因此，在实际的地理测量过程中，为了保证测量精度和测量效率，通过应用GPS测量技术能够满足高精度、长距离、大范围的相关要求。在实际的测量过程中，通常根据GPS技术类型的差异而分为GPS-RTK技术和CORS技术两种。这两种技术基本都能够满足测量需要，但是存在对应的优缺点差异。因此，在实际的测量过程中，需要根据测量施工的操作习惯、测量技术的`测量特点等合理选择测量方案。

3GPS-RTK技术在渠道测量中的应用

3.1GPS-RTK技术在渠道测量中的优势

渠道测量是水利工程测量的另一个重要内容，使用GPS-RTK技术能够显著提高渠道测量的精度和效率，有效转变采取传统测量方式存在的受通视条件局限的问题。并且能够为测量提供高效的测量控制点及其三维坐标，且保证精度达到cm等级。在实际的渠道测量过程中，使用GPS静态测量或者实时动态测量方式建立BM四等水准点沿渠道进行控制，并在各个水准点设置统一的平面坐标，通过这种方式完成渠道中桩、边桩、渠道建筑物等相关要素的测量，从而完成渠道导线图的设计，绘制得到精确的总平面图。当前，大多数的勘察设计制图是基于CAD及相关平台开发的制图软件，并结合全站仪或者水准仪得到的数据进行绘图。在整个过程中，数据的转换和输入容易出现错误，使用GPS-RTK测量技术之后，能够迅速直接利用CASS等绘图软件绘制渠道的纵、横断面图和导线图等。

3.2GPS-RTK在渠道测量中的具体应用

3.2.1渠道断面的测量在确定渠道线路之后需要对渠道断面进行测量。每次开始测量之前，需要设置基站，并对仪器进行校点，通常使用三角架，持续接收10min信号，从而保证测量高程的精度。每架设一次基站，在其30km范围内可以设置任意流动站，且都以该基站作为基准，因此需要保证其设置基准。在测量断面的过程中，当达到固定解之后就可以对中桩标定，然后根据渠道设计断面的大小，然后再标定上、下边桩。对边桩精度进行确定时，对测量精度可以适当放宽，通常边桩的高程限差为10cm即能达到要求。设置中桩时，每相隔20-50m需要设置1个中桩，并对应测量一个横断面，两个中桩之间可以不通视。这有效的减少了传统的标杆测量工作中需要2人保证标杆水平垂直而导致的精度较差问题，降低了人工测量的工作量。GPS-RTK渠道断面测量技术从测量原理方面提高了断面测量的精度，而且整个作业过程方便灵活。所获得的中桩坐标为三维坐标，能够将之用于绘制准确的渠道导线图。

3.2.2RTK渠道建筑物的测量使用GPS-RTK测量方式能够方便的增加测量交叉建筑物的控制桩，因为建筑物坐标高程与渠道线路的坐标高程系统一直，可以直接在现场就能够确定渠道和渡槽、倒虹吸、隧洞的平面交角，并由此而快速准确的计算得到水头损失，最终确定渠道中桩的高程，有效提高渠道外业测量的工作精度和效率。当需要确定隧洞与明渠方案选择时，可以使用RTK技术对测量渠道长度和隧洞长度进行快速测量，并结合当地实际地质情况，方便的进行方案优选。但是，在测量渠道建筑物时可以适当增设一个流动站，并根据建设项目施工需要对渡槽、倒虹吸、隧洞断面等地形进行测量，使得渠道断面与建筑物测量能够同时进行，有效的避免了需要增加测量工作点而导致测量成本增加的问题。

GPS在水利工程测量中的应用论文 篇2

GPS定位技术的高度自动化及其所达到的高精度和具有的潜力, 引起了广大测量工作者的极大兴趣。最初GPS定位基本上只有一个作业模式——静态相对定位, 两台或若干台GPS接收机安置在待定点上, 连续同步观测同一组卫星1~2h或更长一些时间, 通过观测数据的后处理, 给出各待定点间的基线向量, 在采用广播卫星的条件下, 静态定位可取得5mm+1×10-6 D (双频) 或10mm+2×10-6 D (单频) 基线解精度。

随着技术的发展, 快速静态定位为短基线测量作业闯出了一条新路, 大大提高了GPS测量的劳动生产率。一对GPS测量系统 (双频) 在10km以内的短边上, 正常接收4~5颗卫星5min左右, 即可获取5~10mm+1×10-6 D的基线精度, 与1~2h甚至更长时间静态定位的结果不相上下。各个GPS测量厂商看好这个大趋势, 纷纷推出各自的GPS测量新产品。有的把这种新型产品称之为GPS全站仪, 有的称之为RTK (实时动态测量) , 有的称之为RTK GPS。

总之, GPS测量理论与设备的不断发展, 使得GPS测量技术日趋成熟, GPS测量功能更加完善, GPS测量应用面更广, 并且GPS测量设备价格变得低廉, 操作更加简便, 使GPS测量更加实用化和自动化。

下面主要介绍GPS系统的组成、工作原理及其在测量领域的应用特点。

二、GPS系统的组成

GPS全球定位系统由GPS工作卫星城的空间部分、若干地面站组成的地面监控部分及接收机为主的用户部分组成。三者既有独立功能和作用, 又有机结合形成完整系统。

(一) 空间星座部分

空间部分由7颗试验卫星和24颗GPS工作卫星组成, GPS工作卫星均匀分布倾角为55°的6个轨道上, 轨道高度约为2×104km, 各轨道升交点的赤经相差60°。每条轨道上均匀分布着4颗卫星, 相邻轨道之间的卫星还要彼此之间叉开40°, 以保证全球均匀覆盖的要求, 并在任意时刻全球各处都能测到高度角为15°以上的4颗卫星。

(二) 地面监控部分

地面监控系统由1个主控站、3个注入站和5个监测站组成。

(三) 用户设备部分

用户设备部分包括GPS接收机和数据处理软件等。GPS接收机主要由天线、信号处理器、显示装置、记录装置、电源等组成。其主要功能是通过天线接收GPS卫星发射的无线电信号, 在信号处理器中进行中频放大、滤波和信号处理, 解码得到广播电文、获得伪距定位结果, 将观测数据存储并传递电脑进行处理。

三、GPS的工作原理与技术特点

GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在GPS测量中通常采用两类坐标系统:一类是在空间固定的坐标系统;另一类是与地球体相固联的坐标系统, 称地固坐标系统, 在公路工程控制测量中常用地固坐标系统。在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换, 来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果, 因此在测量中得到了广泛的应用。

相对于常规的测量方法来讲, GPS测量有以下特点:

(1) 测站之间无需通视。GPS这一特点, 使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔, 以使接收GPS卫星信号不受干扰。

(2) 定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1×10-6 D, 而红外仪标称精度为5mm+5×10-6 D, GPS测量精度与红外仪相当, 但随着距离的增长, GPS测量优越性愈加突出。

(3) 观测时间短。采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30~40 min左右, 采用快速静态定位方法, 观测时间更短。

(4) 提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时, 可以精确测定观测站的大地高程。

(5) 操作简便。GPS测量的自动化程度较高。目前GPS接收机已趋小型化和操作傻瓜化, 观测人员只需将天线对中、整平, 量取天线高打开电源即可进行自动观测, 利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其他观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。

(6) 全天候作业。GPS观测可在任何地点、任何时间连续地进行, 一般不受天气状况的影响。

在中国GPS定位技术的应用已深入各个领域, 国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用GPS技术。在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛地使用GPS技术。

四、GPS全球定位系统在工程测量中的应用

目前公路工程勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备, 但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制, 作业强度大, 且效率低, 大大延长了设计周期。勘测技术的进步在于设备引进和技术改造, 在目前的技术条件下引入GPS技术应当是首选。当前, 用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测量, 为勘测阶段测绘带状地形图、路线平面、纵横断面测量提供依据;在施工阶段为桥梁、隧道建立施工控制网。这仅仅是GPS在公路测量中应用的初级阶段。公路测量的技术潜力蕴含于RTK (实时动态定位) 技术的应用之中, RTK技术在公路工程测量中的应用, 有着非常广阔的前景。

(一) 实时动态 (RTK) 定位技术

实时动态 (RTK) 定位技术是GPS测量技术发展的一个新突破, 在公路工程中有广阔的应用前景。众所周知, 无论静态定位, 还是准动态定位等定位模式, 由于数据处理滞后, 所以无法实时解算出定位结果, 而且也无法对观测数据进行检核, 这就难以保证观测数据的质量, 在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性, 这样一来就降低了GPS测量的工作效率。实时动态定位 (RTK) 系统由基准站和流动站组成, 建立无线数据通讯是实时动态测量的保证, 其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点, 安置1台接收机作为参考站, 对卫星进行连续观测。流动站上的接收机在接收卫星信号的同时, 通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据, 随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况, 根据待测点的精度指标, 确定观测时间, 从而减少冗余观测, 提高工作效率。

实时动态 (RTK) 定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式。两种定位模式相结合, 在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS (地理信息系统) 前端数据采集。

(二) 静态定位模式

要求GPS接收机在每一流动站上, 静止地进行观测。在观测过程中, 同时接收基准站和卫星的同步观测数据, 实时解算整周未知数和用户站的三维坐标。如果解算结果的变化趋于稳定, 且其精度已满足设计要求, 便可以结束实时观测。一般应用在控制测量中, 如控制网加密。若采用常规测量方法 (如全站仪测量) , 受客观因素影响较大, 在自然条件比较恶劣的地区实施比较困难;而采用RTK快速静态测量, 可起到事半功倍的效果。单点定位只需要5~10 min, 不及静态测量所需时间的1/5, 在公路测量中可以代替全站仪完成导线测量等控制点加密工作。

(三) 动态定位

测量前需要在一控制点上静止观测数分钟 (有的仪器只需2~10 s) 进行初始化工作, 之后流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测, 并连同基准站的同步观测数据, 实时确定采样点的空间位置。其定位精度可以达到厘米级。动态定位模式在公路勘测阶段有着广阔的应用前景, 可以完成地形图测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面测量等工作;且整个测量过程不需通视, 有着常规测量仪器 (如全站仪) 不可比拟的优点.

(四) RTK技术的优点

RTK技术主要具有以下优点:

1.实时动态显示经可靠性检验可达厘米级精度的测量成果 (包括高程) 。

2.彻底摆脱了由于粗差造成的返工, 提高了GPS作业效率。

3.作业效率高, 每个放样点只需要停留2~4s, 其精度和效率是常规测量所无法比拟的。

4.应用范围广, 可以涵盖公路测量 (包括平、纵、横) 、施工放样、监理、竣工测量、养护测量、GIS前端数据采集诸多方面。

5.如辅助相应的软件, RTK可与全站仪联合作业, 充分发挥RTK与全站仪各自的优势。

五、结语

GPS测量技术的应用使得地质测绘的精度、作业效率和实时性达到最佳的融合, 极大地推进了地质测量技术的发展, 使地质测量手段实现自动化或半自动化, 有力地促进地质测量的精确度和测量速度。GPS技术将在地质测量和其他领域得到更广阔的应用。

摘要：GPS (Global Positioning System) 全球定位系统是美国研制并在1994年投入使用的卫星导航与定位系统。其应用技术已遍及国民经济的各个领域。在测量领域, GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量以及地形测量等各个方面。文章主要对GPS在测量工程中的应用进行探讨, 可供参考。

GPS在水利工程测量中的应用论文 篇3

关键词：GPS高程测量技术；水利工程测量；测量技术；测量精度；现代测绘技术 文献标识码：A

中图分类号：P228 文章编号：1009-2374（2015）15-0121-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.063

对于水利工程测量来说，高程测量十分重要，需要高端科学技术的支持，其中测量精度十分重要，GPS高程测量技术则有效解决了这一问题，将其用在水利工程测量中，不仅提高了测量工作效率，同时也体现出高速、精准等多方面的优势，使水利工程高层测量逐渐走向现代化、智能化、数字化、精确化。

1 GPS高程测量技术概述

GPS高程测量技术简单说就是依靠GPS技术测量地面高。经过实际的应用结果表明，这一测量技术的测量不仅效率高，而且精度高，整体效果较好。在实际测量过程中必须遵循规定的程序，其中要重点做好数据测量、记录、分析等工作，并按照规定的步骤按部就班地

进行。

第一，高程差是指大地高与正常高的差，所谓大地高就是地面点沿地球法线到球面的距离，正常高则是地面点与似大地水准面之间的距离，通常地面点的正常高是确定的。

第二，利用GPS技术进行高程测量，应该先实施高程转换，这就要先求得大地高与正常高的差值，再进行高程转换。

第三，这一测量技术依然有待发展和完善，因为其可能受到各种内外不良因素的影响，所以为了确保测量结果的精确性，就要完善这一技术。

2 GPS高程测量技术在水利工程测量中的应用

2.1 GPS高程测量技术在水利工程中的应用现状

在实际的水利工程测量工作中，GPS高程测量技术一般用于相对测量定位，通过L1、L2载波相位来提高测量的精度，一般是凭借载波相位来测量局域差分，利用差分法来计算得出不同接收机之间的一次差，在此基础上计算出二次差，再利用计算得出的这两个差来得出待定基线的长度，再决定其中涉及到的关键技术，实际的作业方式通常要以算法模型为基准来定夺，常见的算法模型包括RTK模式、静态作业模式等，以静态作业模式最为常用，因为其测量的精度较高、适用范围较广，而且这一测量方法比较适合用于水利工程的变形测量工

作中。

RTK作业模式也具有自身的优点和优势，体现在高速、实时、准确、精度高等特点，适合利用在数据信息的收集、采集或者工程的放样等程序中，而对于水利工程的测量则依然有待于深入研究和开发。

目前，GPS高程测量技术在水利工程测量中已经得到了有效运用，我国一些重点水利工程项目就采用了这一技术，经过实践操作运用结果表明：不仅完成了各项测量任务，而且测量结果精度较高，其精度上升到四等水准精度。

2.2 GPS高程测量技术的外业实施

2.2.1 择点与埋设。要选择交通便利、通达、空间开阔的地方设置GPS点，而且其土质要坚实、牢固，也可以定点在稳固的建筑上，方便埋设与定时观测，而且能够确保设点能够被长时间保护、保存。每相邻的两个点之间要确保能相互看到，也就是如果将点设在一个地形较为复杂、四周高山的地点，要确保视线范围内没有大量的障碍物，从而防止卫星信号的接收受到不利影响。点要设在距高压线路或其他高功率发射源较远的地方，通过这个距离应该大于100米，且其周围也应避开高干扰性的信号。点在埋设过程中所选择的土模应选择混凝土，而且应该采用现场浇灌的方法，其核心区需植入钢筋。

2.2.2 科学观测。启动三台GPS接收机，实施同步观测、同时分析，而且要确保同步配置5颗以上的卫星，确保其GDOP数值小于8，对于静态作业，同步观测时间要在40分钟以上，当出现卫星状况不佳的情形，则要适度地延长观测时间，观测高度角设为10°，每隔1/4分采集以此数据信息，实际观测时则要参照相关的技术规范与操作流程规定进行观测，将各种有价值的原始信息记录下来。

各项测量工作结束后，必须对高程测量数据做出科学有效的处理，从基线解算到质量检核，再到网平差等处理过程，最终获得所测量地区的高程值。

3 GPS高程测量技术应用过程中需注意的问题

GPS高程测量技术实际应用过程中，要科学选择仪器，其精度要在基线精度与高程精度以上，而且所选的GPS仪器要性能稳定、功能良好，不易受外部环境因素的影响。在采用GPS高程测量技术进行观测时，必须要着重分析一切可能对其测量精度带来不利影响的因素，例如电离层因素、GPS图形结构等。要集中力量减少误差的出现，提高测量精度与准确度。在外业测量时，应该会对多个水准点进行连续测量，实时对比高程，这样才能抵制各种外界不良因素的干扰，减少测量误差。测量后的数据必须按照规范规定进行处理，使数据精度上升至一定的等级。

4 GPS高程测量技术应用于水利工程测量中的问题

虽然GPS高程测量技术已经在水利工程测量中发挥了重要作用，然而其中依然有一些问题亟待解决。

第一，由于GPS在轨卫星数据相对有限，因此如果对空视线存在阻碍，则会影响水利工程测量结果的计算，从而使定位的精准度受到不利影响。

第二，GPS高程测量技术的应用还有一定的局限性，具体体现在：（1）其得到的高程测量结果是针对于大地高来说的，然而水准测量则须对应正常高，所以大地水准面的选择十分重要；（2）选择似大地水准面时，要用到多种模型，例如数学高程模型、大地水准模型等，同时也要通过中立法技术来对应算出重力似大地水准面，这其中需要不断控制误差，纠正参数，才能确保测量的精准度。

第三，在实际的水利工程测量工作中，一般选择几何水准法，然而，其中也存在一定的局限性，体现为：工作效率较低，准确度有待考验。

5 结语

GPS高程测量技术是现代测绘技术发展的结果，将其应用在水利工程测量中，能够有效提高测量的精准度，确保测量工作效率，然而，在实际的应用中依然存在一些问题和不足，要加大力度不断优化并完善这一技术，提高这一技术的适用范围，确保其优势功能的全面发挥。

参考文献

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[2] 李燃，程刚.GPS高程测量技术在水利工程中的应用[J].土木建筑学术文库，2010，（14）.

[3] 李燃，程刚.GPS高程测量技术在水利工程中的应用[A].土木建筑学术文库（第14卷）[C].2010.

[4] 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，2012，（3）.

作者简介：党碧江（1977-），陕西周至人，汉中市水利水电建筑勘测设计院工程测量工程师，研究方向：工程测量。

GPS在水利工程测量中的应用论文 篇4

目前，实时GPS动态测量的研究已获得成功，即RTK定位技术，该技术保留了GPS测量的商精度，又具有实晨性，故奖具有RTK性能的GPS形象地称为GPS全站仪。

一、实时GPS测量原理

实时GPS测量以载波相位观测值为基础，不同于早先的实时差分GPS(RTD)，RTD是建立在C/A码伪距观测值的基础之上的一种实时定位技术，其精度只能达到米级。

静态测量是用两台或两台以上GPS接收机同步观测，对观测值进行处理，可等到两测站间精密的WGS-84基线向量，再经过平差、坐标传递、坐标转换等工作，最终等到测点的坐标。显然静态测量不具备实时性。RTK定位技术则是实时动态测量，需要在两台GPS接收机之间增加一套无线数字通讯系统(亦称数据链)，将两相对独立的GPS信号接收系统联成有机的整体。基准站通过电台将观测信息和观测数据传输给流动站，流动站将基准站传来的载波观测信号与流动站本身的载波信号进行差分处理，解出两站间的基线值，同时输入相应的坐标转换和投影参数，实时得到测点坐标。因此，实时GPS测量的关键除数据传输技术外，还需具有很强的数据处理能力。

实时GPS系统由以下3部分组成：

1、GPS信号接收系统。从理论上讲，双频接收机与单频接收机均可用于实时GPS测量。但是单频机进行整周未知数的初始化的需要很长的时间，此乃实时动态测量所不允许的;加之单频机在实际作业时容易失锁，失锁后的重新初始化要占去许多时间。因此，实际作业中一般应采用双频机。

2、数据实时传输系统。 为把基准站的信息及观测数据一并时传输到流动站，并与流动站的观测数据进行实时处理，必须配置高质量的无线通讯设备(无线信号调制解调器)。由于数据信息量大，必须采用较高的传输速度，波特率通常要在9600以上。此项要求目前不难达到。利用数据实时传输系统，流动站可以随时凋阅基准站的工作状态和高设站信息。这对于保证成果质量和排除观测中出现的问题十分有利。

3、数据实时处理系统。 基准站将自身信息与观测数据，通过数据链传输到流动站，流动站将从基准站接收到的信息与自身采集到的观测数据组成差分观测值。在整周未知数解算出以后，即可进行每历无的实时处理。只要保证锁定四颗以上的.卫星，并具有足够的几何图形强度，就能随时给出厘米级的点位精度。因此必须具备功能很强的数据处理系统。目前该系统已发展成为多功能的完整系统。所以能成功地用于实际作业中。

二、实时GPS测量的特点

1、实时GPS测量保留了所有经典GPS功能。如静态测量，快速静态测量等，观测数据亦可采用后处理的方式。静态测量数据后处理的方式，是高精度控制测量中的理想方法。由于后处理定位的实时定位可以同时进行，所以能做到彼此互补，发挥各自特长。

2、经典的GPS测量因不具备实时性，而不能有用来放样，放样工作还得配备传统的测量仪器，实时GPS测量弥补了这一缺陷。放样精度可达到厘米级。

3、实现实时GPS测量的关键技术之一是快速解算载波的整周未知数。用经典的静态相对定位法，解得整周示未知数并达到足够精度，往往需要1个小时甚至更长的时间。在实时GPS测量中，尽管初始化时间和长短受到跟踪观测的卫星数，几何图形强度、多路径效应、电离层干扰等诸多因素影响，但已可在数分钟之内完成。如借助快速动态定位，约需3分钟;如采用动态环境下的初始化，约需1分钟;如在已知点上进行初始化，仅有几秒钟足够。这样，测量中即使遇到障碍物(如穿过桥下或通过隐蔽地带)造成失锁，也可在重新捕获到卫星后数分钟内完成整周未知数初始化，继续进行测量。

4、由于实时GPS测量成果是在野外观测时实时提供，因此能在现场及时进行检核，避免外业工作返工，例如，整周求知数初始化情况和测点点位精度等信息均可在作业现场进行核对。

5、能够接收到GPS信号的任何地点，全天24小时均可进行实时GPS测量的放样。

6、完成基准站的设置后，整个系统只需一人持流动站接收机操作。也可设置几个流动站，利用同一基准站观测信息各自独立开展工作。

三、实时GPS测量在公路建设中的应用

GPS测量具有高精度、高效率的优点，在控制测量领域得到了广泛的应用。随着GPS接收机性能和数据处理技术逐渐完善，GPS应用领域也不断拓宽。实时GPS测量在公路工程中可发完成多种工作。

1、绘制大比例地形图高等级公路选线多是在大比例尺(通常是1：2000或1：1000)带状地形图上进行，用传统方法测图，先要建立控制网，然后进行碎部测量，绘制成大比例尺地形图。其工作量大速度慢，花费时间长。用实时GPS动态测量，构成碎部点的数据。在室内即可由绘图软件成图，由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，而且采集速度快，大大降低了测图的难度，既省时又省力。

2、工程控制测量用GPS建立控制网，最精密的方法应属静态测量。对于大型建筑物，如特大桥、隧道、互通式立交等进行控制。宜用静态测量。而一般工程的控制测量，则可采用实时GPS动态测量。这种方法在测量过程中能实时获得定位精度。当达到要求的点位精度，即可停止观测，大大提高了作业效率。由于点与点之间一要求必须通视，便得测量更简便易行。

3、公路中线测设设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路在地面标定出来。采用实时GPS测量，只需将中线柱点的坐标输入GPS接收机中，系统就会定出放样的点位。由于每个点位的测量都是独立的完成的，不会产生累积误差，各点放样精度趋于一致。

4、公路纵、横断面测量公路中线确定后，利用中线桩点坐标，通过绘图软件，即可给出路线纵断面和各桩点的横断面。由于所用数据都是测绘地形图时采集来的，因此不需要再到现场进行纵、横断面测量。从而大大减少了外业工作。如果需要进行现场断面测量时，也可采用实时GPS测量。与传统方法相比，在精度、经济、实用各方面都有明显的优势。

5、施工测量实时GPS系统既有良好的硬件，也有极丰富的软件可选择。施工中对点、线、面以及坡度等放样均很方便、快捷。精度可达到厘米级。

GPS在水利工程测量中的应用论文 篇5

阐述了GPS技术在工程应用上的优势,介绍了GPS的定位方式、在市政工程测量中的一些应用以及与传统作业相比的`优缺点,指出它在今后的各个领域都会有更广阔的发展空间.

作 者：王蕾 闻韵 作者单位：王蕾(洛阳市建设工程造价管理处)

闻韵(洛阳理工学院土木工程系,471023)

GPS在高速公路测量中的应用 篇6

相对于经典测量学来说，GPS测量主要有以下特点：

--测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。

--定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。大量实验证明，在小于50公里的基线上，其相对定位精度可达12×10-6，而在100～500公里的基线上可达10-6～10-7。

--观测时间短。在小于20公里的短基线上，快速相对定位一般只需5分钟观测时间即可。

--提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

--操作简便。GPS测量的自动化程度很高。在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其它观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。

--全天候作业。GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。

GPS测量在公路测量中的应用

公路路线一般处在一条带状走廊内。其平面控制测量往往采用导线形式，这包括附合导线、闭合导线、结点导线等导线网形式。对于重要构造物如大桥、特大桥、长大隧道等，也有布设成三角网、线形锁等形式。

--常规测量方法的缺陷：

1、规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定，一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。这样，导线附合或闭合长度最长不得超过10公里，结点导线结点间距不能超过附合导线长度的0.7倍。这种要求一般在实际作业中难以达到，往往出现超规范作业。

2、搜集到的用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统，往往国测、军测、城市控制点混杂一起，这就存在系统间的兼容性问题，如果用不兼容的起算点，势必影响测量质量。

3、国家大地点破坏严重，影响测量作业。由于国家基础控制点，大多为五六十年代完成，经过30多年，有些点由于经济建设的需要被破坏，有些点则由于人们缺乏知识遭人为破坏。在这些地区进行路线测量作业，往往在50公里以上均找不到导线的联测点。这样路线控制测量的质量得不到保证。

4、地面通视困难往往影响常规测量的实施。一般路线的控制点要求布设在距路线的300米范围内。由于通视的原因，这一条件难以满足，甚至在大范围密林、密灌及青纱帐地区，根本无法实施常规控制测量。

对于长大隧道，特大桥用常规测量有下列局限：

1、长大隧道、特大桥等构造物一般要求测量等级在四等以上。用常规测量方法，往往采用增加测回数，延长观测时间等费时、费工的方法来设法提高精度。

2、长大隧道、特大桥多为地形复杂困难地带，进行常规控制测量，为通视和网形，往往砍伐工作量相当大，这样测设费用很大，作业艰苦。

3、长大隧道及特大桥的控制网高精度及与路线网的低精度衔接，虽说用平差方法可以得到克服，但由于地形条件困难，其联结的测量工作量很大，且不太方便。实际工作中，构造物的控制测量与路线的控制测量经常出现脱节现象。

利用GPS测量能克服上述列举的缺陷，并提高作业的效率，减轻劳动强度，保证了高等级公路测设质量。

--GPS测量用于加密国家控制点：

京珠国道主干线粤境高速公路汤塘至广州北二环段路线长约60公里，所处地形为重丘区，路线设计为6车道。

该段有11个各种系统的平面控制点，经过实地寻找，找出了7个，有4个被破坏，破坏中有2个国家Ⅱ等点。在已找出的的7个控制点中，国家测绘局系统Ⅰ等点1个，Ⅲ等点1个；城市测量系统点2个；总参军控点3个。这些平面控制点分属不同测量系统，且等级不同。

为提高京珠国道粤境高速公路汤塘至广州北二环段测设质量，决定在国家测绘系统基础进行控制点的加密。加密的控制点布设方案是：沿公路路线每10km布设一对点，该对点相距约1km，且应通视良好。这样，该段共设了6对GPS加密点，加密点的精度要达到四等控制网的要求。GPS四等网由18个点组成，其网形略图如图1。（图1 汤塘至广州北二环GPS四等国家大地点加密）

该四等网采用4台Trimble SE400单频接收机作业。该机的标称精度为10mm+2PPm。四等网的观测时间为90min。数据采样间隔为15s。

基线预处理采用厂家提供的TrimvecPlus软件，平差计算采用武汉测绘科技大学编制的GPSADJ Ver2.0软件包。

通过平差处理，该四等网最弱点位中误差为4.11cm，平均点位中误差3.18cm，最弱边相对中误差1/27669，平均边长相对中误差1/453578。

整个四等网作业仅花4d时间。其效率较常规测量手段至少提高3倍。

在此基础上，我院同湖北省测绘局、湖南省第二测绘院合作，在京珠国道主干线湖南耒阳广州花都段进行了近600km的GPS加密国家控制点的测量。该地区路线跨越南岭山脉，沿线山高深、植被茂盛、地形地貌复杂、通视条件极差。国家一、二等三角点破坏严重，测设内可供利用的三角点稀少，在路线走廊范围内仅找到7个保存完好的国家三角点。

经过平差处理，网中最弱点点位中误差为4.13cm，最弱边相对中误差为1/12.5万。控制网的各项指标达到甚至超过国家四等网的技术要求。

近600km的GPS控制网，仅用两个外业组，10个作业员，7台GPS接收机，约20d的作业时间。若采用常规测量方法在相同人手的情况下，至少需要三个月的时间才能完成。

GPS测量用于隧道控制测量

在京珠国道主干线粤境高速公路翁城县境内有座靠椅山双洞直线型平行隧道，初测的左、右洞起讫桩号分别为ZK144+710～ZK147+730，YK144+730～YK147+740。其洞长分别为3020m和3010m。根据《公路隧道勘测规程》中对隧道类别划分标准，属公路特长隧道，洞外测量在贯 通面上对贯通误差影响值限值为±55mm。

靠椅山隧道地处亚热带地区，雨量充沛、荆剌丛生，沟深林密，野外作业条件十分艰苦，采用常规方法不仅费时费力，而且选点困难，砍伐工作量大。结合靠椅山地形特征，采用GPS测量，布设了如图2所示的GPS控制网。

靠椅山隧道控制网由14个点组成，网中最短边长为100.842m，最大边长为3597.4m，平均边长为1104.848m。

采用Wild 200 GPS接收机进行静态观测，观测时间为20～50min，采样率为10s，共观测了29条基线向量。

经过平差处理，网中最弱边相对精度为1/60106，最高相对精度达1/137万；最弱点位中误差为±0.83cm。在贯通面上贯通误差左、右线分别为±0.707cm和±0.693cm。

通过实施GPS测量可看出：GPS测量灵活、方便，能大大节省人力、物力、减少野外砍伐工作量，减少一些不必要的过渡点；具有极高的精度，它完全能达到《公路勘察规程》对隧道测量的要求；较红外仪导线测量，可提高效率4～5倍。

GPS用于特大桥控制测量

鄂黄长江公路大桥是连结长江两岸黄冈市和鄂州市的公路特大桥。为便于大桥设计和施工，采用GPS对首选方案Ⅲ、Ⅳ桥位进行Ⅲ等平面控制测量。布网设计方案为双大地四边形(如图3)。垂直于江面的长边约为1200m，平行于江面的短边约为500m。双大地四边形与两个国家Ⅱ等以上大地点联测。

经过平差处理，控制网精度为：最弱点位中误差1.93cm，最弱边长相对中误差1/113000，满足了Ⅲ等平面控制测量的精度要求。

GPS测量用于导线控制测量京深高速公路河北境高邑至邢台段地处华北平原，地势平坦，最大相对高差约20m，平均海拔约50m，境内村庄较多。植被多为小麦及田间行树。

公路及机耕道密集。

采用三台Wild 200 GPS接收机进行导线测量，作业方式采用点连接方式，三台接收机同时作业。作业完后，向前滚动(如图4)。

?Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示观测的同步环。

在GPS观测之前，已作高精度红外导线测量(EDM)和水准测量。

通过实际测量可以看出：

l GPS观测时间为7.5min，与常规红外仪测量相比，时间缩短了约20min，效率为4倍；与全站仪测量相比，时间缩短约8min，效率为2倍。

l GPS导线测量可靠性好，平面精度和高程精度均能满足高速公路测设的要求。

GPS测量用于摄影测量外业控制点测量

摄影测量一般沿飞行航摄的航线，每隔一定间隔就要在野外实地测量一定数量的平面和高程控制点(如图5)。野外平高控制点的间隔n按地形类别及所测地形图的比例尺而定。如1∶2000地形图，摄影比例尺为1∶10000，间隔n一般为4～6个摄影基线。

常规的野外平高控制点的测量方法是先沿航摄方向布设导线，然后在此基础上采用支导线方法测定航测象控点。这种方法主要是导线方式测量。

由于航摄面积较广，对23cm×23cm象幅，1∶10000摄影比例尺，覆盖范围为2.3km宽，双航线覆盖范围更宽，在这广阔范围内进行导线测量，往往由于实地条件的限制，其作业是相当艰苦的，且工作量大，作业周期长。

在京珠国道主干线粤境高速公路汤塘至广州北二环段这60km路线的航测外业中，利用4台TrimbleSE4000接收机，将一台或两台GPS接收机固定于已知点上，其余GPS接收机游动于像控点进行像控点三维坐标测量。全线航测像控点测量仅用5d作业时间。

经过平差处理，像控点平面点位精度达到了优于0.10m的精度，最弱边相对中误差为1/43734。

由此可见，GPS测量作航测控制，不仅具有高精度，而且具有极大的灵活性。它改变了逐步控制的测量模式，其效率较常规方法提高5倍以上。

GPS测量用于密林、密灌地区路线控制测量

随着经济的发展，高等级公路开始向山区、重丘区岭区拓展。这些地区人烟稀少，植被茂盛。成片的密林、密灌地区，水平方向通视困难，有时实施常规测量方法几乎不可能。

在海南中线新建公路海口至屯昌段测设中，自石山至永发镇约20km，植被覆盖厚，多为有剌密灌、杂草地，人迹罕见，有多个火山口。这种地区红外仪导线测量几乎没有可能。为提高高等级公路测设质量，采用GPS沿路线每隔2km作一对GPS点，这一对GPS点应保证足够的水平通视距离。

利用这2km一对的GPS通视点，就可在此基础上前后各支出不超过1km进行放线测设工作，既保证了测设工作的质量，又大大减少了作业的劳动强度，加快了测设周期。

在海南中线的20km密林密灌测设中，作了11对GPS通视点。采用TrimbleSE4000单频接收机在每个测站上观测30min，数据采样率为15s，作业方法是两台接收机处于固定点上，其余接收机游动于密林密灌区的埋设的通视点上。

经过平差处理，这22个GPS点的最弱点位精度为4.95cm，平均点位精度为2.85cm，平均边长相对中误差为1/486993。

GPS应用展望

从GPS测量中，可以看出GPS具有很大的发展前景：

首先，GPS作业有着极高的精度。它的作业不受距离限制，非常适合于国家大地点破坏严重地区、地形条件困难地区、局部重点工程地区等。

其次，GPS测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。

第三，GPSRTK技术将彻底改变公路测量模式。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。

第四，GPS测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。

GPS在工程测量中的应用 篇7

1 GPS简介

1.1 GPS构成

GPS系统由空间部分、地面监控部分和用户设备部分3部分组成:1) GPS系统的空间部分是指GPS工作卫星星座。其由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星共24颗卫星组成, 均匀分布在6个轨道上。 轨道平面的倾角为55°, 轨道的平均高度为20 200 km, 运行周期为11 h 58 min (恒星时) 。2) GPS系统的地面监控部分目前由5个地面站组成, 包括主控站、信息注入站和监测站。3) GPS系统的用户设备由GPS接收机硬件和相应的数据处理软件以及微机处理机及其终端设备组成。

1.2 GPS定位原理

GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据, 采用空间距离后方交会的方法, 确定待测点的位置。如图1所示, 在待测点Q设置GPS接收机, 在某一时刻t同时接收到3颗 (或3颗以上) 卫星S1, S2, S3所发出的信号。通过数据处理和计算, 可求得该时刻接收机天线中心 (测站点) 至卫星的距离P1, P2, P3。根据卫星星历可查到该时刻3颗卫星的三维地心坐标 (Xi, Yi, ij) , ij=1, 2, 3, 从而由下式解算出Q点的三维地心坐标 (X, Y, Z) :

P${}_1^2$= (X-X1) 2+ (Y-Y1) 2+ (Z-Z1) 2。

P${}_2^2$= (X-X2) 2+ (Y-Y2) 2+ (Z-Z2) 2。

P${}_3^2$= (X-X3) 2+ (Y-Y3) 2+ (Z-Z3) 2。

1.3 GPS测量的特点

相对于常规测量, GPS测量主要有以下特点:

1) 测量精度高。

2) 测站间无需通视。

3) 观测时间短。

4) 仪器操作简便。

5) 全天候作业。

6) 提供三维坐标。

2 应用实例

2.1 工程概况

桥巩水电站位于广西来宾市迁江镇, 是红水河规划的第九个梯级水电站, 安装有8台单机容量为57 MW, 总容量456 MW的灯泡贯流式水轮发电机组, 是一座以发电为主, 兼有航运、灌溉等综合利用效益的水利水电枢纽。

桥巩水电站所处的红水河为南北走向, 河道右岸为旱地, 地势起伏不大, 但植被茂盛, 通视和交通条件较差。工程开工前建设单位已建立二等平面施工控制网, 控制点均埋设对中观测墩, 位于施工区外, 且被甘蔗及玉米等农作物包围, 各控制点间通视条件较差。为工程需要, 决定在原有二等施工控制网的基础上建立GPS加密施工控制网。

2.2 GPS测量的技术设计

1) 设计依据按DL/T 5173-2003水利水电工程施工测量规范和GB/T 18314-2001全球定位系统 (GPS) 测量规范及工程测量合同有关要求制定。

2) 设计精度根据工程需要和测区情况, 以原有的二等施工控制网作为测区首级控制网, 设计精度为三等网精度。按DL/T 5173-2003水利水电工程施工测量规范要求最弱边相对中误差小于1/150 000, 最大点位误差为±7 mm。

3) 设计基准和网形如图2所示, 在红水河两岸共选取5个控制点, 与原首级施工控制网II3, II4, II5三个控制点组成了加密施工控制网。采用4台单频GPS接收机观测, 网形布设成边连式。

4) 观测计划。根据星历预报, 选择最佳观测时段, 并编排作业调度表。

2.3 GPS测量外业的实施

1) 选点:

选点时应注意:a.点位应紧扣测量目的的布设;b.应考虑便于其他测量手段联测和扩展, 通常最好能与相邻1个～2个点通视;c.点应选在交通方便的地方, 便于安置接收设备。视野开阔, 视场内周围障碍物的高度角一般小于15°;d.点位应远离大功率无线电发射源和高压输电线;e.点位附近不应有对电磁波反射强烈的物体;f.点位应选在地面基础坚固的地方, 以便于保存;g.点位选定后, 按要求埋设标石, 并绘制点之记。

2) 观测:

根据GPS作业调度表的安排进行观测, 采取静态相对定位, 每个点观测两个时段, 每个时段不少于120 min, 卫星高度角15°, 采样间隔10 s。在4个点上同时安置4台接收机天线 (对中、整平、定向) , 量取天线高, 测量气象元素, 开机观察, 当各项指标达到要求时, 按接收机的提示输入相关数据, 则接收机自动记录, 观测者填写观测手簿。

2.4 GPS测量的数据处理

用专用结算软件进行GPS观测数据处理是采用网解方式, 为了检核GPS基线闭合环的闭合差精度, 又根据基线两端坐标分别推算了观测基线所组成的同步环、异步环闭合差。经解算其闭合差均满足《规范》要求。

内业的数据处理采用随机配置的GPS后处理软件, 以II4为参考点, 依次进行三维无约束平差、二维约束平差, 均顺利通过。

最后经解算软件采用网基线处理方式, 以II4, II5为已知点, 以II3为校核点, 解算出GPS控制网三维空间坐标成果 (见表1) , 最弱点中误差为±3.8 mm, 精度指标符合技术设计要求。

表1中, 加密控制网高程H为几何水准测量的成果, 精度达到四等水准。

3结语

GPS, 中观测墩, 精度可靠, 能满足工程需要。通过实践表明, 单频GPS也能进行毫米级的施工控制网测量, 充分显示了其在该领域实际测量工作中比常规控制测量具有更大的优越性和适应性。由于进行测量工作时未能找到测区工程异常插值, 故没有开展GPS工程测量工作, 而采用了常规的几何水准测量。随着GPS技术的发展及相关技术的应用, GPS定位技术在实际测量工作中的不足一定会逐步改善, 在工程测量中也将得到更加广泛的应用。

摘要：简述了全球定位系统 (GPS) 的组成和定位原理, 总结了GPS用于工程测量所具有的特点, 介绍了GPS在桥巩水电站工程测量中的应用, 实例证明GPS技术可在测量工程中进一步推广应用。

关键词：GPS,工程测量,水电站

参考文献

[1]张勤, 李家权.GPS测量原理及其数据处理基础[M].西安:西安地图出版社, 2001.

[2]DL/T 5173-2003, 水利水电工程施工测量规范[S].

[3]GB/T 18314-2001, 全球定位系统 (GPS) 测量规范[S].

GPS在水利工程测量中的应用论文 篇8

摘要：水利水电的科学应用，能够为当今社会和人们的生活带来诸多的便利，有着较高的社会价值和经济效益，只有提高其测量水平，才能保证工程质量。本文对GPS测量技术的概念、优点和在水利水电工程中的应用做了详细的分析。

关键词：GPS测量；水利水电工程；应用；特点

在水利水电工程应用中，需要经过科学的测量，然后再进行相应的工程选址和设计，进行工艺对比等一系列工作。在施工过程中，需要对水工建筑进行放样测量，保证工程的质量。如果测量的结果有较大的差距，就会对工程施工方案产生一定的影响，尤其是在后续施工方面，容易返工并造成一定的施工浪费，最终导致工程的进度受到阻碍。因此，要水利水电工程的高精度测量，就要用到GPS 技术进行高精度测量，这种技术目前比较成熟，在水利水电工程的应用上，发挥着很大作用。

1 概述

随着工程建设进程的不断深入，测量技术也受到了越来越高的技术要求。传统的测量方法由于受到通视及作业环境及条件的限制与影响，工作效率不是很高。而GPS技术能实时定位工程项目中的观测点，具有作业量小、测量精度及工作效率高等显著优势，已被广泛应用在各项工程建设中。

GPS（Global Positioning System）又称为全球定位系统，是于1994 年美国发明并建成的。它是一种定位的导航系统，这种系统能够定时和测距，同时向全世界的用户提供实时、连续、高精度的时间信息、三维位置以及三维速度。GPS 系统由地面控制部分、空间部分和用户设备三大部分组成。由于GPS 有着高精度、高效率、全天候、多功能、操作简单等优点，在水利水电工程中广泛应用，促进了水利工程测量的发展。

2 GPS 定位系统的构成

2.1 空间卫星群（即空间部分）

GPS 的空间卫星群十分庞大，由24 颗GPS 卫星群组成，每颗卫星大约有20 万公里的高度，这庞大的卫星群均匀分布在6个轨道面上，并且各平面之间的交角为60 度，这样可以保证地球地平面以上可以随时随地接收4～11 颗卫星发出的信号。

2.2 GPS 的地面控制系统（即地面控制部分）

GPS 的地面控制系统由1 个主控站、3 个注入站和5 个监控站组成。其作用是：监控站对卫星的工作状态进行观测，同时接收卫星信号，主控站则根据这些观测数据对卫星的星历和卫星钟的改正参数进行计算。

2.3 GPS 用户设备（即用户部分）

GPS 的用户设备的组成部分有：GPS 接收机、数据处理软件以及相应的用户设备。用户设备的作用是接收卫星发出的信号，并利用信号进行导航定位。随着科技的迅速发展，GPS 定位系统也变得重量越来越轻，体积越来越小，具有便于携带、高精度的优点，给水利工程测量带来了方便。

3 GPS 技术在水利水电应用特点

水利水电工程在GPS 技术应用上，借助于GPS 卫星定位，能够实现工程的精确定位。GPS 系统主要有三个部分构成，分别是空间和用户、地面设备方面，其中空間部分主要是距离地面2000 千米高度有二十四颗卫星在轨道上，实现全天候的控制和观测，随着大气摩擦的影响，导航精度上会有一定的偏差。对于地面控制系统中，有地面监测中心和主要控制站以及地面天线等，地面控制系统主要是接收卫星发布的信号，然后测量卫星轨道以及相距距离。还有用户设备，主要是GPS信号接收机，这种设备能够精确获取卫星信号，同时经过内部的处理和计算机分析后，能够有效获取用户坐标。

GPS 技术的适应性非常好，且能够应用到许多行业中，和一般的测量技术比较而言，其自身具备更多的高科技优点。GPS 技术能够实现高度自动化，且操作上比较简单、方便，在测量的过程中，只需一点简单动作，例如操作连接电缆线工作，放置相关仪器等，这些工作都是非常简单，即可实现GPS 技术的自动化跟踪。同时，还可以不间断的全天候提供导航服务和各种测量工作，且观测需要的时间很短，能够获得较高精度的测量数据。

GPS技术应用的优势概括而言，主要表现在四个方面：

（1）测量效率非常高

测量效率高是GPS 测量技术的一大优点，使用GPS 测量时，仅用几秒就可以获得准确的三维定位，在卫星信号不稳定的情况下，其也可以在几分钟内完成测量，可见速度之快，效率之高。使用了GPS 测量技术，每天可以提高70%以上的效率。

（2）测量精度非常高

GPS 测量技术能为用户提供高精度的三维定位，并且在不受任何天气状况的影响。利用GPS 静态定位技术测量时，测量误差仅仅3～4 毫克/ 升，而在不超过20 公里的距离测量时，测量误差也仅为几厘米。

（3）工作强度非常小

传统的测量设备在进行工作时，受外界的影响很大，特别是受地貌、地形、地物的影响，这都增加了测量人员的劳动强度。然而GPS 测量技术就没有这个缺陷，它不受天气、地形的影响，可以在短时间内对大面积不规则的复杂区域进行测量。

（4）无需通视

GPS 测量技术不需要互相通视，弥补了传统测量的缺陷。只要测量地点地形平坦开阔，卫星信号不受干扰，就能灵活方便地进行测量。

4 GPS 测量技术在水利工程测量中的应用

4.1 控制网设计

测量工作要遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则，这是为了减小和限制误差的出现和积累，从而保证施工和测量的精度和速度。控制网设计是最重要的一部分，是首级控制的主要内容。对于地势平坦开阔的大型工程，要采用三角网。对于地形复杂崎岖的中小型工程时，要采用环形网。

4.2 高程系统测量

高程系统测量也是水利水电工程中的一项很重要的部分。高程系统控制决定水利水电工程的推算和工程量的计算，对工程的安全问题以及造价预算有着直接决定性的影响。

4.3 变形监测

变形监测能在观测时及时发现观测点的变形信息，通过观测，如果发现变形程度严重，超出了规定的允许数值，那么建筑物的稳定性就得不到保障。

4.4 数据分析处理

数据分析处理能力也是很重要的一部分，严重影响着测量结果。数据分析处理的过程：首先要获取相关的信息数据，然后要“预处理”，就是根据实际的需要对数据进行筛选，并按照标准分类，择其有用的信息，接着是“平差计算”，务必要保证计算的准确性，要不然会使数据失真，最后是坐标系统和GPS 网的转换，经过这一系列的处理和分析之后就可以获得数据。

5 结束语

GPS 测量技术在水利水电工程中发挥着重要的作用，由于其具有高精度、高准度、全天候、时间短、多功能、操作简单、自动化程度高等优点，为水利水电工程的测量带来了极大的便利，提高了水利水电工程的测量效率。随着科技的发展，GPS 测量技术也会不断得到提高和改进，使其会越来越多、越来越广地运用到水利水电工程建设中去，从而促进我国水利水电工程建设的发展和完善。

参考文献：

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[2]王月恒，黄江.水利测绘中GPS高程拟合的应用[J].资源环境与工程.2015（05）

[3]王斐，赵晓微，周璐.GPS测量技术在水利水电工程中的应用[J].吉林农业.2015（21）

[4]叶毕升.浅谈GPS 测量在水利水电工程中的应用[J].科技创新导报，2008（15）：67.

[5]李冬韩.GPS 测量在水利水电工程测量中的应用探析[J].河南水利与南水北调，2015（02）：37-38.

[6]陈立威.探析水利水电建设工程的质量检测管理[J].住宅与房地产.2015（19）

GPS在水利工程测量中的应用论文 篇9

摘要：GPS技术是当今信息社会发展最快的技术之一，己渗透到土地测绘中并得到广泛的应用，且GPS与GIS、RS的结合对地籍信息系统的建立将起到推动作用。

关键词：GPS地籍测量土地动态监测地籍信息系统 中图分类号：P271文献标识码：B l.概述

GPS是由美国研制，以空中卫星为基础的无线电导航系统，该系统能为全球提供全天侯、连续、实时、高精度的三维位置，可满足多方面的需求，目前GPS技术己广泛应用于地籍测绘、城镇规划、地球资源调查与管理等多领域井发挥巨大作用。

2.GPS在地籍测绘中的应用 2.1 GPS在地籍控制测量中的应用

位于太原市汾河西岸的西干渠上兰排洪沟段，全长约14km，为进行地籍调查，我们经实地踏勘，决定布设D级GPS控制网。2·1·1点位布设

控制网点由7个点组成，7个点全部位于视野开阔，有利于其它测量手段扩展和联测的地方，其中有3个点为1954年太原坐标系中的三等点，同时也作为本控制网的起算数据，7个控制点间最小间距 24km，最大间距 6．4km，具体点位如图一所示：

注： kz1 kz2 kz3为三等点

2·1·2观测方案

按GPSD级网的要求，对整个网进行了组织，观测之前做了星历预报，结合实际情况，选择合适观测时间以保证精度。观测主要技术要求

观测时间≥60分钟

卫星高度角≥15度 观测卫星≥4颗

观测时段数≥2 pdop≤10

2·l·3观测成果及精度分析

GPS基线解算和平差计算均在随机软件GpsurveyZ．35中进行，在基线全部合格后，分别在WGS84和北京54坐标系中进行平差计算，计算成果符合规范精度要求后，按数字模型转换为太原54坐标控制网，点位中误差最小为1．ZCM，最大为3CM，可达到四等网的精度要求。2·2把 GPS技术引入界址测定中

地籍测量的目的是测定每宗地的权属、界址、点、线、位置、形状、数量等基本情况，它的精度如何，直接影响地籍管理的准确性和权威性。所以山西省地籍调查实施细则》要求界址点对邻近图根点点位中误差为5—7．SCM，如此高的儿何精度，必须用高精度的仪器现场施测才能达到。利用GPS的RTK技术也能满足上述精度要求。RTK是载波相位实时动态差分定位，实时处理能达到厘米级精度，譬如Trimble4800的实时测量水平精度为±（13）cm＋2ppm。3.GPS技术在勘测定界和土地动态监测中的应用

建设用地勘测定界是确定建设用地的位置、面积等方面的测绘，它为政府部门审批用地提供基础数据。利用GPS的RTK技术迸行勘测定界，完全能满足建设用地勘测界址点坐标对邻近图根点点位中误差及界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差不超过10cm的精度要求，且效率高，受条件限制小，特别是对铁路、公路、河流等线状用地效果更为明显。

土地利用动态监测是对土地利用的变化状况迸行及时准确的调查，为合理利用土地资源，为政府和各级土地管理部门制定各项政策，落实各种管理措施提供依据。传统的野外测量受限于条件、地形等多方面因素的制约，并且不能及时反映土地利用的动态变化。使用手持式差分型GPS接收机，能快速和方便地测量点、线和面，井记录其所规定的属性信息。手持式差分型GPS接收机适用于各种情况的土地监测，差分改正后精度可以达到l——5m，加分米级处理器定位精度大于0.5m，其精度完全满足土地利用现状调查及土地动态监测的精度要求。有传统测量无法比拟的速度快、效率高的特点。4.GPS技术在建立地籍信息系统中的应用

地籍信息系统主要包括行政界线、宗地界线和宗地属性及地表覆盖物的几何位置、形状及倩况。地籍信息系统的精度受控制网精度的影响。地籍信息的时效性，决定了地籍信息必须具有动态更新功能。利用GPS定位技术来完成信息系统数据的采集。记录，建立控制网络数据库，将为信息系统向现代化、自动化、网络化发展奠定坚实的基础。使用最新的GPS PruXR和ProXRS系统，用户可以在短时间内采集到高精度的数据，可以构成成图及GIS应用的强大工具。5.结束语

GPS在水利工程测量中的应用论文 篇10

结合平度市地籍测量,简单介绍GPS-RTK技术的的测量方法,对GPS-RTK技术的可靠性、稳定性及定位精度进行分析,认为只要采取合适的.观测方法,GPS-RTK技术完全可以应用于地籍测量.

作 者：梁会议 刘士宁 LIANG Huiyi LIU Shining 作者单位：梁会议,LIANG Huiyi(平度市国土资源储备中心,山东平度,266700)

刘士宁,LIU Shining(中国海洋大学,山东青岛,266002;青岛市国土资源和房屋管理局,山东,青岛,266002)

GPS在道路工程测量中的应用 篇11

摘要：本文简要地概括了GPS系统的组成、技术原理以及特点，主要阐述了GPS在道路工程测量中的应用以及具体的操作步骤。GPS测量技术在道路工程测量中的应用显著地缩短了道路工程前期勘测的时间，有效地提高了测量的精度和效率。

关键词：GPS；道路工程；测量；应用

随着我国城市建设的快速发展，城市交通路网也在不断地完善，因此道路工程在勘测以及施工阶段的测量工作也变得越来越复杂，显著地增加了工作量。在我国的城市建设中，房屋建筑对通视有一程度的影响，传统的道路工程测量方式已经无法满足当今快节奏的测量需求，而GPS技术的出现却解决了这一难题。

一、GPS技术的概述

（一）GPS系统

GPS系统主要由三部分组成，包括空间部分、控制部分以及用户部分。其中空间部分的卫星距离地面约12000米，卫星主要配备了时钟以及无线电设备，卫星主要的任务是播发数据信息，包括时间、星历以及频率的改正等。控制部分则分布在地球的地面，主要的功能是监控卫星并向卫星上传数据，保证卫星能正常地发送数据。而用户部分的组成部分包括GPS接收机、数据处理软件以及用户设备，与之相关的用户设备包括计算机、气象仪器等。用户部分的主要作用是接受GPS卫星发出的信号，然后利用接收到的信号进行导航定位等工作。

（二）GPS技术原理及特点

GPS全球定位系统能实时提供全球任意位置，其原理是对四颗卫星发出的伪距信号，采用GPS接收机对信号进行解码，然后计算出地球上的绝对位置，从而获得定位信息。GPS定位技术的基本原理是根据卫星瞬间位置作为起算数据，然后确定待测点的位置。GPS测量技术的优势包括：①测站之间不需要通视；②厘米级的精度，定位精度高；③观测的时间短；④提供三维坐标；⑤操作方便，不受天气影响，可进行全天候作业等。GPS在道路工程测量中的应用如图1所示：

图1 GPS在道路工程测量中的应用

二、GPS在道路工程测量中的应用

（一）前期工作

GPS在道路工程测量中的前期工作包括：GPS+设置以及已知点数据的输入等。具体的操作步骤为：首先手簿开机，输入新建作业的名称、生成者以及注释等信息；然后选择GPS测量的参数集。需要注意的是工作人员在测量之前，必须确保选择正确的参数集，由于每个GPS+设置都是一个工作条件的参数集，这些参数与道路工程测量中使用的仪器有一定的联系。因此设置GPS测量的参数集可以根据使用的仪器型号进行选择，那么在今后的道路工程测量作业中只需要选择已经设置好的参数集即可。除此之外，其他的设置包括：坐标系统、单位、显示格式以及仪器报警设置等。最后是在GPS系统中输入已知数据，比如在编辑作业的界面下，将坐标类型设置为“地面”，然后依次输入已知点名以及相应的坐标。若将增加的点作为控制点，只需要在“控制点”的框内打勾即可。但如果已知点具有较为精确的WGS84坐标，那么则需要将坐标类型设置为“WGS84”，最后再输入已知点名及其相应的地方坐标。

（二）外业测量

在道路工程测量中采用GPS测量前假设测区内有C01、CO2以及CO3这三点具有地方坐标，但不具备WGS84坐标，本文探讨的GPS在道路工程测量中的应用以基准站架设在未知点为例。具体的操作步骤为：首先工作人员在测区的中央选择一个未知点，而这个未知点需要满足的条件为具有一定的高度且视野较为开阔，然后将基站接收机架设在未知点上，对中整平，量取天线高。其次将接收机以及手簿均开机，将手簿与基准站接收机进行连接，新建作业，工作人员要确保选择正确的RTK参数集。再次进入设置GPS或者坐标系统的菜单项，依次输入点名、天线高度以及测量方式后查看卫星的数量，若卫星的数量在4颗以上，则需要点击自动定位。此时WGS84框内将会显示基准站与点的WGS84大地经纬度与大地高，且数据处在不断地变化中，于此同时工作人员将自动定位的按钮变为停止。工作人员在确保观测的时间在60s上后，再点击停止，如此便成功地将基准站设置成功。最后工作人员将流动站的接收机安装到高度为2m的对中杆上，并将其架设在CO1上。接收机开机后将手簿与流动站进行接通，然后进入已经建好的作业中。输入点名和天线高，需要注意的是测高的方式选择为“垂高”。当解的类型显示为“Fixed”时，并且指示位置的精度符合相关测量要求，工作人员则点击采用，那么点测量工作完成点，采集得到CO1-84。同理可以采集得到C02—84、C03—84。

当选择的三个控制点均作为转换点增加完成后，便可以开始进行参数的转换。在转换参数的过程中要注意是，一般情况下高程与平面的残差距离不应超过2cm。当坐标转换工作完成后，坐标系统在投影一栏，将显示为坐标转换。

（三）点测量以及点放样

1、点测量

将流动站的接收机安装到高度为2 m的对中杆上，并将其架设在待测点上。工作人员在接收机开机后将手簿与流动站进行连接，然后进入已经建好的作业中，进入点测量。工作人员在电测量的界面中输入点名和天线高，并将测量方式选择胃垂高。需要注意的是，当解的类型显示为“Fixed”，且指示位置的精度符合相关的要求时，则可以点击采用，完成点测量。

2、点放样

工作人员在进行点放样时，首先需要在点放样的界面中点击点列表的图标，调入准备放样的设计点，然后输入正确的天线高度以及测量方式，当解的类型显示为“Fixed”，且指示位置精度符合测量的相关要求时，则可以点击储存，保存放样点。

3、道路放样

GPS在道路工程测量中的应用中，可以将道路放样看作无数个点放样。工作人员在道路放样前需要对道路的相关数据进行编辑，并输入道路起点坐标、终点坐标以及转折点等。

（四）方案选择

采用GPS在道路工程测量中的测量方法有两种方案：其一是将基准站架设在未知点进行测量；其二是将基准站架设在已知点，然后利用流动站分别在其他的控制点上进行测量。本文中采用的是第一种方案，此种方案中的基准站可以架设在测区中央点位上，只需要满足具有一定高度且视野开阔的位置即可。并且基站架设的越高，电台信号的传输距离也将会越远，那么信号质量也就越好。视野开阔的位置能确保接收到更多且信号更好的卫星，且在测区中央架设基准站能更好地全面覆盖在整个测区，避免频繁地对基站进行架设。

结论：

综上所述， GPS测量技术在道路工程测量中的应用，显著地缩短了道路测量的时间，提高了测量精度和测量效率。

参考文献：

[1]罗元培.浅谈GPS在道路工程测量中的应用[J].科技创业家，2011，16（12）：228-229.