测量水电工程测量中GPS高程测量技术运用

摘要：随着社会的发展，人们对水电工程测量的精确度要求越来越高，但是在目前的水电工程测量工作由于受到技术、材料、工艺等多方面的限制，导致水电工程测量的精确度不能得到实质性的提高。因此我们要通过GPS高程测量技术的引入，帮助水电工程测量解决精确不足的问题。本文就结合在水电工程测量中使用GPS高程测量技术的实例进行分析，并总结出一些GPS高程测量技术应用在水电工程测量中的重要点，以供同行相互交流学习所用。
关键词：水电工程测量 GPS高程测量技术 应用 实例 策略

一、GPS高程测量技术在水电工程测量的应用

(一)GPS高程测量控制网

水电工程测量中GPS高程测量技术的应用，一般来说，对于在河流以及水电站的库区的水电工程测量，GPS高程测量通常是沿着河带状进行，随着地势的变化加大，GPS高程测量的精度也会随之下降。但通过对GPS高程测量控制网进行合理的设计、测量以及安装，加上数据处理模型的建立，有效提高GPS高程测量的精度，在各方面达到最佳的协调状态下，GPS高程测量得出的拟合高程的精度最高可以达到±0.15m。

1.工程概况

该小型水力发电站的库区处于金城江河段内，周围地势起伏较大，最大高度差有1000m。GPS高程测量控制网的范围是沿河建立的河带状区域，长75km、宽为300km。GPS高程测量控制网中一共有22点，并将其分成11组，每两组之间的距离平均值为9.8km。每一组中的两点平均距离为

1.2km。GPS高程测量控制中的总基线数量为26条，平均长度为5.2km。

2.建立GPS高程拟合模型

一般来说，GPS高程拟合模型采用的是线状拟合模型，线状拟合模型主要包括线性拟合、曲线拟合以及分段折线等，建立GPS高程拟合模型就是为了增加GPS的高程设置精度。而对于高程未知的GPS点，应该结合多种拟合模型使用。在本工程中，经过计算分析后确定使用分段折线拟合模型的效果最佳。根据建立GPS高程拟合模型得知拟合高程的精度为±0.13m，而在建立GPS高程拟合模型前的高程测量精度相比，高程测量精度异常差被减少了90%，拟合效果明显。

3. 高程公共点的分布设计

在本工程中的10个联测水准高程点中，将所有点分成两组公共点，一组为6个，另一组为4个，然后对公共点使用GPS高程拟合模型进行高程拟合。经过计算和分析得出，以6点为一组的公共点与不分公共点时的高程拟合状况基本相同，相对的，以4点为一组的公共点与不分公共点时的高程拟合状况则相差比较大。

4.GPS高程支线

在本工程中存在不少高程测量难度高的区域，但是在缺少国家水准点的情况下，使用GPS高程支线测量是一个不错的办法。通过在本工程使用GPS高程支线测量，结果所得地势比较高的区域GPS高程支线约为20km，而地势比较平缓的区域GPS高程支线约为8km，前者的测量值与真实值相差为±2～5m，而后者的测量值与真实值相差为±0.5m。GPS高程支线可以适用于极大部分的水电工程测量，但由于其测量精确度不能满足要求，因此只允许的一些测量难度高区域的高程测量中使用。

(二)GPS高程测量施工控制网

目前，在很多水电工程测量工作中使用GPS高程测量时，GPS平面施工控制网越来越受到人们的广泛使用。其中对长隧洞引水式电站来说尤其如此，由于在使用GPS高程测量时要保证长隧洞的畅通以及测量基准的统一，需要用到GPS联测方式，因此选用GPS高程测量施工控制网是最佳的选择。因为GPS高程测量施工控制网是以精密水准测量技术或者辅以光电测距三角高程测量方式来建立的，所以具有比较高的高程测量精准度。
在GPS高程测量施工控制网的设计时，应该更多地对测量区域的环境条件、地势条件、网型结构选择以及观察和测量方式的选择等问题进行考虑，以确保GPS高程测量的精确度能够控制在合理的范围中。但目前的GPS高程测量技术的精确度还不至于能够代替精密的水准测量方式，因此在水电工程测量中，GPS高程测量技术应该作为预测和提供参考所用，水准高程的最终数据结果还是应该由精密的水准测量方式得出。

(三)地形测绘

1. GPS RTK地形测绘技术

随着GSP的高速发展，GPS RTK地形测绘方式也开始得到广泛使用，GPS RTK地形测绘技术主要运用于比例尺较大的水电工程地形测绘工作中，包括进行测图控制以及地形碎部的测量等。除此之外，GPS RTK地形测绘技术还能适用于水下水电工程的地形测绘、河流断面情况测量以及水电工程库区的调查测量等工作中。但如果遇上地势条件异常苛刻以及地面被植被覆盖的情况，GPS RTK地形测绘技术的精确度就难以得到保证，因此在这种情形下不建议使用。

2. 像片控制点联测技术

对于比例尺较小的水电工程地形测绘，应该选用像片控制点联测技术。在过往的像片控制点测量技术中，由于相片控制一般分布在河流或库区的两侧，也就是地形图以外，因此难以对其进行观测和通视。但将GPS测量方法融入得到像片控制点联测技术后，像片控制点的高程可以交给GPS技术进行测量。这大大提高了像片控制点联测技术的精确度。
在地形测绘方式的选取中，测量人员应该根据地形图的大小要求、地形特点以及控制点的分布进行综合考虑，选取出最为合适的地形测绘方式。

(四)GPS高程测量的安全监测作用

由于水电工程的结构安全关乎周边居民以及范围地区内用电用户的人身和财产安全，因此对水电工程的建设过程进行监测是十分重要的。对于一般的水电工程结构，我们可以通过GPS高程测量技术进行监测，而精确度比较高的

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水电工程结构则需要用精密水准测量技术。
参考文献：
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