摘要：本文從GPS技術概述及其在水利工程測量中發展現狀，分析討論了GPS工作原理、組成及其特點，并著重講解了GPS技術在水利工程測量中的應用，主要包括GPS外業測量，GPS布網工作和實時動態測量方法應用。最后得出：在以后的水利工程測量中，GPS測量技術將不斷提高了我們測繪成果的質量，為我們贏得了良好的社會和經濟效益。

關鍵詞：GPS技術；水利工程測量；布網。實時動態測量

一、GPS技術概述及其在水利工程測量中發展現狀

現如今水利工程測量已經受到越來越多的重視，尋求好的測量方法和測量技術也成為人們重點關注的對象。隨著社會的發展，各種測量方法和測量設備也不斷的被發現，GPS技術也就是在不斷的發展中出現的。GPS技術在水利工程測量中，以其高效率，低成本，高精度，不需要通視等特點受到人們的歡迎。在水利工程測量中得到不斷的應用。

GPS其中文全稱為全球衛星定位系統（Global Positioning System），它是無線式導航系統，其系統基礎為已經發射的地球衛星。我國測量采用的是美國發射的24顆導航衛星。通過測量地面三維坐標來實現導航或者定位。

隨著經濟的發展，我國水利工程測量面臨前所未有的機遇和挑戰，而GPS測量技術又具有很多優點，所以，GPS測量技術在水利工程測量中得到了越來越多的應用。GPS技術在水利工程中的初級應用是：用GPS靜態或者快速靜態方法建立沿線總體控制測量；同時，在水利工程施工階段為閘門、渠道、堤壩建立施工控制。而更高一級的應用是在水利工程測量中采用RTK技術，即所謂的實時動態定位技術。它將在水利工程測量中具有更加廣闊的應用前景。

二、GPS工作原理、組成及其特點

1、GPS技術工作原理

GPS系統是衛星導航地位系統，采用的方法為距離交會法，該方法的原理是：將GPS接收機設置在要求的某一位置點，GPS衛星發出的導航電文中，在某時刻接受三顆（a,b,c）或者三顆以上的GPS衛星發出的導航電文。接下來，通過各種復雜的數學計算和數據處理方式，將計算出這某一時刻時，GPS接收機到達GPS衛星的距離為：，，。在求得兩者之間的距離的同時，通過接收衛星星歷可以獲得這一時刻這些衛星在空間的位置，也就是三維坐標。

在使用的坐標系統中，GPS測量通常采用其中的兩種：第一種是地固坐標系統，第二種是空間固定坐標系統。同時根據需要可以進行坐標系的轉換，通過轉換可以有效表達控制點位置，可以促進觀測效果。

2、GPS組成

空間衛星群和地面監控系統是GPS系統的兩大組成部分，此外，用戶還應該具有衛星接收設備。現在就這三部分進行一下具體的說明：

（1）空間衛星群

空間衛星群是由均勻分布在6個軌道面上，之間夾角為60⁰的24顆大約高為20萬千米的GPS衛星群組成。其軌道和地球赤道的傾角約為55⁰，通過這樣的分布群可以保證接收4-11顆GPS衛星發送出的信號。

（2）地面控制系統

其組成是主控站1個，監測站5個，注入站2個。這三個部分都有其不同的作用，主控站用來計算衛星的星歷以及衛星鐘的修改參數等等，其依據是各個監測站的觀測數據。注入站計算出來的修改參數送入注入站，注入站起到接收的作用。監控站是用來接收衛星信號的。這三者是相互聯系，相互補充的。

（3）衛星接收設備

主要有接收機，數據處理軟件，氣象儀等等組成，接收信號，并利用信號進行導航定位。

3、GPS技術的特點

GPS測量技術主要由七大特點，包括：定位精度高，觀測時間短，測站之間無需通視，可提供三維坐標，操作簡便，全天候作業以及功能多用途廣等特點。這些優點保證了GPS測量技術的領先地位。其定位精度高體現在：在300米到1500米之間工程精密定位中，1小時以上觀測的解算，其平面位置誤差小于1毫米；而測站之間無需通視這一特點一具解決了測量學中的難題，使接收的信號不受干擾；其用途廣體現在不但可以進行測量也可以用于測速和測時；GPS系統的自動化程度非常高，便體現了其操作方便的特點。

由此可見，GPS測量技術技術先進，優點明顯，將在以后的應用中不斷的體現出來，我們也將更加不斷的開發GPS技術的更多特點，為水利工程測量水平的提高不斷努力。

三、GPS技術在水利工程測量中的應用

GPS技術已經廣泛的應用于各個領域，水利工程測量中，GPS技術也得到了廣泛的應用。比如：三峽水利樞紐，小浪底工程等水利工程測量中都用到了GPS技術。下面著重講解GPS技術在水利工程測量中的應用。GPS技術在水利測量中的應用主要包括以下部分：GPS的外業測量，GPS的布網以及實時動態測量技術的應用等等。

1、GPS外業測量

GPS外業測量中，選點是關鍵。點的定位對于保證測量結果的正確性具有非常重要的意義，因此要在選點前做好充分的準備工作，包括收集和了解有關測區的地理位置，標架，標型的完好狀況等等。這都是做好選點的關鍵。

GPS的觀測工作主要體現在無線安置和開機觀測，這與常規測量有很大的不同。無線安置工作中，要做到在正常點位，天線應架設在三腳架上，并安置在標忐中心的上方直接對中，天線基座上的圓水準氣泡必須整平；在有風天氣中，應將無線進行三方向固定。

2、GPS布網工作

關于GPS布網工作如下：對于線路及帶狀工程測量，例如引水工程等，通常都采用點連式或邊連式組成連續發展的三角鎖同步圖形，而對于工程樞紐地區的施工控制網和變形監測網，通常則采用邊連式或網連式布設，以增強網形的幾何強度，提高GPS控制網的可靠性和數據精度。

3、實時動態測量方法

RTK工作基本方式可以表述為：在某一已知點上設立基準站并安置一臺GPS接收機，對所有的可見衛星進行現場測，采用無線電傳送設備，將觀測到的數據和測站信息通過數據鏈傳送到流動站。流動站在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電接收設備接收基準站傳輸的數據，依據相對定位的基本原理，基準站及流動站將該數據與本身觀測到的數據進行差分解算，從而得到兩觀測站之間的相對位置，解算出流動站所在位置的三維坐標并實時存儲和輸出。

四、總結

綜上所述，GPS測量技術優點明顯，應用顯著。通過GPS測量技術在水利工程測量中的應用，充分掌握了GPS測量技術的應用過程和方法，為以后GPS的更廣泛應用奠定了基礎。這需要強調的一點是，在利用GPS技術進行水利工程測量的時候，要特別注意測量結果的精確度和實用性，這是采用GPS技術測量的關鍵所在。

在以后GPS技術發展應用中，將向著功能更加完善，性能更加先進發展，針對不同的水利測量實例，因地制宜，合理利用，GPS技術將為水利工程測量帶來更加顯著的發展。

參考文獻：

[1]鐘飛. GPS在水利工程測量中的應用[J]. 科技資訊，2009, (12)

[2]葉畢升. 淺談GPS測量在水利水電工程中的應用[J]. 科技創新導報，2008， (15)

[3]王力賡. RTK技術在水利工程測量中的應用與研究[J]. 治淮，2009，(07)

[4]洪海. GPS在水利工程中的應用綜述[J]. 水利科技與經濟，2009，(02)

[5]李光宇,黎光明,翟黎明. GPS RTK技術的城市工程測量應用研究[J]. 科技創新導報，2009，(25)

[6]李震章,代洪君. 工程測量中GPS測量技術的優、缺點[J]. 中國新技術新產品，2010，(01)