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GPS技术在水利工程测量中的应用

2018-04-17鞠海明陈启涛

电子测试 2018年19期
关键词:滑坡体渠道水利工程

鞠海明,陈启涛

(吉林省水利水电勘测设计研究院,吉林长春,130000)

1 GPS 技术在测量工作中的应用原理及特征

1.1 技术原理

随着科学技术的发展GPS在很多领域都得到了广泛应用,合适精确度极高的定位技术,其实其在实施的时候,原理就是借助发射的三颗或以上的卫星,根据接收机发射给出的指令需求,针对某时某地给出的导航讯息加以分析,然后建设起相对应的数学模型,在精密的核算后,把接收机在的地方加以设定,并实现获取精准定位资讯的效果。

1.2 特点

(1)GPS这项技术的应用,让原本彼此需要通视的测量站,不再要求通视,这极大的精简了测量操作的流程。在以往的测量作业中,是不能实现的。正是因为这项技术的运用,测量站就算是不进行彼此通视也可以实现对位置的准备选定,让测量作业变得更简洁;(2)整体的定位系统精确程度相较于之前更高。借助双频GPS 接收机所测得的结果,其精确程度和红外仪测量得出的精确程度差不多,不过红外线测量仪在进行对距离测量的时候精确度就不够理想了,这种情况下,使用GPS技术就不会有这种问题。

2 GPS 在水利工程基础测量工作中的运用

在水利工程中,针对地基的基础测量十分关键,这是确保水利工程能够顺利实施,且精确程度较高的基础,要想进一步提升地基测量的精确度水平,就可以选择使用GPS这项技术。该技术的应用,避免了地基测量不精准的问题,为整个水利工程的顺利实施提供了保障。在水利工程的地基测量环节,一定要先对地基测量的方案做好筛选。因为水利工程本身的特殊性,其所在的地势条件都不佳,如果采取传统的测量方法就很难完成,就算完成了,精确度也达不到要,再加上现实生活中,水利工程中需要测量的跨度都比较宽广,一般会有数千平方米。所以,在真正的测量作业中,要想确保整个测量作业精确程度和功率水平,就可以选择利用GPS这项技术。在真正的实施时候,一般结合GPS这项技术的具体不同分成GPS-RTK 技术与 CORS 两类。以上两种技术类型在水利工程中的应用,差不多就能达到所有的测量要求,但是两者差异明显,各自的优势也不同,所以在实施测量的时候,要结合具体的测量习惯及特点选择最适合的测量技术。

3 GPS-RTK 这项技术运用于渠道测量中的优势与实践操作

3.1 优势

在水利工程中,渠道测量属于十分关键的环节,采取运用GPS-RTK这样技术可以明显提升渠道测量所得结果的精准程度,同时实现测量的高效性,可以在很大程度上弥补运用传统测量手段在测量工作中由于通视环境备受显著的情况。在现实的测量作业开展的时候,采取GPS动态测量手段阻止建设起BM 四等水准点顺着渠道加以管控,同时在所有的水准点设计一致的平面坐标,借助这一手段实现渠道中多个要素的测量工作,逼格最终实现对渠道导线图的设计工作,并进一步绘制获取精准程度较高的总平面图。

3.2 实践操作

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。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。

3.2.2 RTK 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。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各地形进行测量,使得渠道断面与建筑物测量能够同时进行,避免了需要增加测量工作点而导致测量成本增加的问题。

4 GPS 在水利工程滑坡体测量作业中的实际运用

4.1 测量内容

在针对工程滑坡体进行测量的时候,最关键的环节便是针对滑坡体以及地表水位移、被测量的区间内建筑的沉降情况加以监测,获取地面表层的垂直位移及多项数据信息结果。在对建筑沉降进行测量的时候,要先用水准测量仪器加以监测,同时结合布网的实际需求,根据滑坡所在区域具体的地质环境,采取实施最合理的控制网布网形式。当获取到监测数据后,所有的数据信息都一定要通过自由网加以平差处理,同时针对它和基准点加以实时位移情况对比,观察监测它是不是在测量精准度区间范围中。获取的所有计算结论都一定要达到点位误差设计的精确程度需求标准,这样就能够得到精准的滑坡体和地面表层多项GPS 测量点的具体位移信息。

4.2 测量方案

在水利工程中,针对滑坡体开展的测量,困难的其中一个原因是由于土体容易发生滑动及塌陷,这就造成很多测量点所在的地方被损坏。所以,在运用GPS这项技术开展测量工作的时候,就能够采取双基点测量的方法,也就是在左坝头的滑坡体进行测量的过程中,运用同个工作基点去开展监测,针对滑坡体开展全面分析及数据整理。借助双基点测量手段,可以获取有保障性的测量数据。

4.3 数据处理

当获取测量结果后,一定要借助专门的GPS来针对基线开展核算,要想确保数据整理的负荷需求,就一定要注意下面几个问题 :(1)可以在WGS-84系统内开展计算作业,针对那些不符合标准的基线开展优化处理,让同步环、异步环符合标准后再采取标准模型加以计算;(2)在开展计算的时候要用广播星历及时开展对数据信息的整理;(3)在同一个时间段范围内通过测量获取的数据信息,整体剔除率要把握在10%以下。

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