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水利工程测量技术范文1
【关键词】 GPS技术；水利工程测量
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：
引言
为了促进国民经济单位迅速发展，水利工程成为国家重点投资建设的项目之一。由于水利工程的特殊性，大多数水利工程位于地形复杂的偏远地区，使得高等级的测量控制点少之又少，严重影响了水利工程的测量工作。近年来，GPS技术在社会生产和生活中得到了非常广泛的应用，同样，GPS技术在水利工程测量中具有高效率、低成本、高精度和不需通视等特点，极大的提升了测量工作的效率和质量，可以说GPS技术应用于水利工程测量是水利工程测量外业勘探的一项重大的技术革命，具有广阔的应用和开发前景。
一、GPS技术在水利工程测量中的应用优势
1.1数据可靠、无误差累计
GPS技术不受天气状况的影响，因此可以提供实时、连续的精密时间、三维速度及三维位置。在作业范围和作业半径一定的条件下，将GPS技术应用到水利工程测量工作中，除了可以完成一般测量内容，还可以精确测量测点的三维坐标，而且，GPS技术的高程测量可以精确到厘米，精度高，数据可靠，甚至不存在误差积累问题，大大提高了测量工作的质量。
1.2测量速度快
在水利工程测量中应用GPS技术时，在四等水准精度点上架设测量基站，使流动站附于测量人员身上，测量速度快，往往只需要几秒钟就可以获取测点定位，最多需要十分钟就可以完成测量，在极大程度上提高了水利工程测量的效率。
1.3降低工作强度
普通水准测量时受到地形、地物等环境影响大，在这种情况下为了获取最为准确的测量数据，测量人员的劳动强度就很大，而相比传统的测量技术，GPS技术不受地形条件限制，也不受气候条件、空气能见度的限制，优势非常明显，因此可以实现对大面积和复杂区域的测量，满足不同类型水利工程测量的要求，因此，GPS技术就可以在很大程度上降低测量人员的工作强度。
1.4节约测量成本
GPS技术科精确定位三维坐标，将河道断面资料可视化、数字化，并将其显示在GIS电子地图上，实现编辑操作。由此可见，一次测量就可获取多方面的资料信息，为工程规划、建设与管理、防洪等一系列工作提供所需的资料信息，极大的降低测量成本。
二、GPS技术在水利工程测量工作中的应用
2.1GPS外业测量
2.1.1选点
在GPS外业测量中要注意选点问题，虽然GPS测量观测站之间对相互通视的要求不高，不一定要求相互之间的通视，因此相比常规测量的选点，GPS测量的选点工作更加方便，但选点是测量结果准确性的重要保证。所以在测量前要做好收集和了解有观测区的地理位置、标架、标型等准备工作，已决定适合的点位。
2.1.2无线安装
无线安置时，在正常点位上要卡中心的上方直接对中，天线基座上的圆水准气泡必须整平；在有风天气中，应将无线进行三方向固定，雷雨天气时则注意天线底盘的接地，避免雷击天线；特殊点位时，在将天线安置在三角点标的观测台或回光台上前，先拆除标顶部，避免遮挡GPS信号。
2.1.3开机观测
开机观测的目的是捕捉、跟踪、处理和量测GPS卫星信号，从而获取需要的定位信息和观测数据。在进行开机观测前，要将GOS接收机安装在离天线适当位置的地面上，接通GPS接收机和电源、天线及控制器的联接电缆，预热和静置后，启动使用，进行观测。
2.2GPS布网工作
对像引水工程一样的线路和带状工程测量，常利用点连式或边连式的方法来组成连续发展的三角锁同步图形，在工程枢纽地区布网时要采用边连式或网连式，增强网形的几何强度，从而提高GPS控制网的精度和可靠性。
2.3GPS数据处理
在获得外业测量数据后，将数据拷贝到计算机上进行基线解算，得出观测点间的空间基线向量，并对其进行质量检核。实际测量工作中采用的是人机交互方式来进行同步环和复测基线的检核工作，由于异步环过多，因此一般对边数较多的异步环加强检核。在检核时，要注意剔除不合格的基线，并及时分析原因，采取有效的解决措施。
2.4实时动态测量
实时动态测量是一种新的常用的GPS测量方法、可精确到厘米。实时动态测量的基本工作方式如下：在一个已知的点上设立基准站，同时安装一台GPS接收机，现场测量所有可见卫星，将观测到的数据和测站信息通过数据量和无线电传输设备传送到流动站，流动站同时接受基准站传输的数据和GPS卫星信号，基准站和流动站将接收到的数据和本身观测到的数据进行差分解算，以此解算出流动站的位置的三维坐标，并进行实时传输和输出。
2.5数字化地形图测量
实时动态测量可以及时获取坐标和迅速定位，因此在地形测量中可以运用这项技术，在测量地行时，借助数据采集功能来进行地形点的测量，然后将所采集的地形点进行图像处理，最后将数字化管道地形图的形式呈现给工作人员。运用GPS技术在对地形点进行采集时可单人完成，从而节省人力资源和物力资源。
三、GPS技术在各种水利工程测量中的应用简述
3.1在水力发电机组安装测量中的应用
水力发电机组各部分之间的相对位置精度要求很高，需要建立高精度的施工控制网。GPS技术在建立控制网方面具有明显的优势，自动化程度高、无需通视、布点灵活、可连续和全天候观测、进行三维坐标测量，极大的提高测量工作的精度和效率。在水力发电机组安装测量中，利用GPS技术建立施工控制网，再网放出建筑物主轴线和辅助轴线及各机组中线，再由中心线放出各机组位置。
3.2在堤防工程施工测量中的应用
在水利水电工程测量中，若按照常规方法进行堤坝工程高程测量控制，其平面和高程需要分开分级布设，平面控制点之间要求通视，分层竞速不均，误差积累大，而且由于观测的测回数多，观测精度要求高和观测环境的影响，高程测量时费时费力，有时要求返工。但若是利用实时动态测量，各平面控制点之间没有积累传递，误差传播途径也可以减少，从而提高控制点的精度。
3.3在大型水工建筑物变形观测中的应用
利用GPS技术，变形观测能够实时进行，变形观测点只要能放置仪器就可以直接测定变形体上的目标点的相对位置变化，不需要设基准点，若变形观测点由于种种原因不易设置仪器时，GPS测量可以快速便捷的校核观测基准点的稳定性，这样一来就不需要设置复杂的参考网，节省时间和精力，提高工作效率。
3.4在水工隧洞的贯通中的应用
若在落差大、流量小的山区河流区域建造引水式电站，要利用施工控制网保证引水隧洞的正确贯通，从而将水库中的水通过引水隧洞引到发电站厂房。利用GPS技术建立施工控制网可以大大简化测量工作，利用GPS测量测定洞口点的相对位置，不需要像常规方法所建立的施工控制网那样还要测量过渡点，直接测定洞口点的相对位置即可，这样可以节省大量工作，测量工作简单有效，测量精度也大大提高。
四、GPS技术在水利工程测量工作中的应用前景
随着我国国民经济的快速发展，水利工程师事业也得到了长远的发展，我国的水利工程建设将面临着前所未有的发展机遇，这就对水利工程测量工作提出了高标准和严要求。除了要求优良的硬件设施，还要求与测量作业相关的软件的改进和发展，要求软件能够实现设计、施工前、测量等所有过程管理一体化的数据链等功能，目前，我国水利工程测量工作中，已引进了电子全站仪和电子水准仪等先进仪器设备，提高了硬件设施的水平，但这是远远不够的，GPS技术是目前应用于水利工程测量工作中最适合的技术，利用GPS技术实现实时动态测量，绘制地图，在水利工程施工阶段为闸门、渠道、堤坝建立施工控制网等一系列工作，而这只是GPS技术在水利工程测量中的的初级应用，由此可见，GPS技术在水利工程测量中的前景十分广泛。
五、结语
GPS技术在水利工程测量中的前景十分广泛的，因此，为促进GPS技术在这一领域的发展，相关工作人员应当积极钻研，研究GPS技术在水利工程测量中的应用，以扩大其应用范围。
参考文献
水利工程测量技术范文2
关键词：3S测量技术；水利工程；测量；河道；冲淤
1 3S技术的概念与特征
1.1 3S技术的概念
3S技术指的是遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）的一种综合性技术，是在集成多学科的基础上，与空间信息有关的一种现代信息技术，包括对其采集、处理、表达、传播等，还可以发挥空间实体定位的功能，不仅能够宏观地获得所需要的任何空间信息，还可以对于特定位置空间信息进行分析与处理。
1.2 3S技术的特征
1.2.1 遥感技术（RS）
遥感技术具体指的是卫星遥感技术，不必直接接触到目标就可以对与其相关的空间信息进行搜集，按照资料信息进行识别与分类。也就是可以实现在地球各个高度平台上仅仅是对传感器的应用，即可对地形物反射的电磁波信息进行收集，遥感技术就是针对这些电磁波进行处理、判读，以此发挥识别数据的作用，可以更好地用于各种科研工作。
1.2.2 地理信息系统（GIS）
地理信息系统是针对空间信息数据，在地理图形的前提下，运用计算机对空间信息数据进行处理、存储、分析的一种综合性技术系统。
1.2.3 全球定位系统（GPS）
全球定位系统是一种定位方法，不仅功能丰富、效率高，而且精度比较高，可以在地球上任意地点、任意客户提供测速、定位等相关服务，从而对常规定位技术而言是一个比较大的技术飞跃，逐渐替代了普通光学、电子仪器。
2 河道水文测量传统方法的不足之处
河道水文测量主要是为河道治理、水量调度等应用提供技术支持，其中包括对水下泥表面及附近周边地带的物理特性进行测量和描述的一种技术。以往对于河道水文进行测量只能选择六分仪、水准仪等仪器设备测量，常规的测量方法一方面测量周期比较长，精度不高；另一方面就是需要耗费较大的劳动强度，测量标志的耗费也超乎想象，随着技术的发展，这种测量方法已经被淘汰，无法满足河道治理以及动态监测的最新需求。对河道水下地形进行测量，对冲淤量进行计算，都属于水文测量的重要内容，我们需要及时准确地掌握河道的最新变化，从而为水资源进行科学合理的调度，以及泥沙管控、防洪减灾等工作提供正确的技术支持。河道主流改变与河势改变有直接关系，一般包括河道平面形态改变、纵剖面改变等。河道冲淤分析是针对河道演变分析的一个重要内容，工程中较多地使用断面法，也就是通过对河道槽蓄量的改变对河道冲淤进行判断，这个方法必须以断面间距可以准确测量为基础，断面间水底地形与河床的变化不好判断，没有支流。实际地形变化比较繁琐，河床参差不齐，因此这种方法也没有办法准确地反映河道冲淤变化。
3 3S测量技术的运用
3.1 通过遥感图像得到河道水文数据信息
遥感技术得到的河道信息利用信息提取的方式，从而获得所需专题图像，利用计算机对图像进行校正、增强以及分类变化等，把遥感数据信息提供给GIS，在遥感图像判断与分析之前，先对遥感图像进行处理，包括投影变化以及几何纠正等，为确保遥感图形和地形图在地理几何位置上确保一致，要对遥感图像进行投影变换的处理，把图像处理结果转换成任何GIS可以接受的数据格式皆可。通过图形资料的利用，特别是电子地图等图像资料，促进高程数据提取的便利性，建立与完善数字高程模型，对遥感图像进行校正。数字高程模型建立之后，通过GIS软件的分析功能进行各种计算，包括高线计算、体积计算、冲淤量计算等。
3.2 遥感动态监测
遥感动态监测实际上是针对同个地区采用不同时相的遥感图像，从而得到该地区改变的遥感图像。动态变化监测目前已经成为一个主要技术，多时相、多类型的传感器，持续不断地对统一区域进行资源与环境方面的调查，可以及时、准确地获取各种情况。并且，以多时相遥感影像技术为基础，利用重点分析最佳组合波段等技术，结合水体信息特点得出的图像处理办法，统统为遥感技术在水环境相关研究的开展提供技术支持。除此之外，通过数字遥感器完成了在时间维度的水域动态监测，从而为防洪减灾、河道规划与治理提供技术支持。
3.3 水深遥感冲淤变化
水深遥感是通过可见光在水体内的穿透性，利用飞机、卫星等遥感技术平台，通过辐射计、摄影机等装置，把水下一定深度的立体单元信息根据一定的采集规则，利用信息处理软件对可见光透的水体厚度信息进行分离，从而获取水深。通过入睡辐射强度和水深、水体浑浊度之间的关系，对辐射强度进行测定与处理，得到水深数据。遥感技术获取数据信息更加方便，水深遥感的相关研究已经开始投入应用，所以如果真有实测数据缺失，可以通过历史阶段遥感资料对水深进行推测，从而完成冲淤分析的作用。除此之外，还考虑某一时相遥感资料精度不准的问题，实测地形和遥感获得的数值存在较大差别，因此可以采用两个时相的遥感水深对河床冲淤情况进行计算，可以达到要求精度。
具体原因是因为遥感水深存在比较大的误差，然而断面图分析发现，遥感水深误差大的影响因素比较多，两个时相的遥感水深误差的表现形式大体一致，因此，差值降低了系统误差。这个方法获得的结果和实测地形资料得出的结果保持一致，可以达到河床演变分析与冲淤量计算的要求。因此，水深遥感方法能够在地形资料确实的前提下对长时间河床演变分析。如果把GIS和水深遥感技术进行结合，能够完成水下地形图数字化，也能更加便捷地对所测水域不同时间段与不同冲刷深度的冲淤分布进行探测。
4 GIS技术用于河道测量
GIS是水文资料管理的一个重要手段，GIS中能够发挥距离计算、曲率、周长等方法，如有需要可以随时使用，通过DEM模型能够便捷地获取某点的高程。河道演变分析针对的是冲淤分析。GIS通过DEM模型数据能够及时准确地获取两冲淤检测断面之间产生的冲淤量，而且测量精度也有所提升。
河道断面图进行绘制、某地冲淤过程的相关类型图等，也能直接在图上提取数据信息，并且自动绘制成图。这些GIS功能针对河道演变的原因进行分析，而且可以得出该河道演变的规律，这些才是GIS技术的重要表现。GIS技术在水下地形、冲淤变化分析方面和常规技术相比，更加科学合理，而且准确度也更高。
5 RTK技术的运用
GPS技术逐渐向更深层次发展的同时，应用范围也更为广泛，一方面克服了普通测量要求点间通视、耗费工时、精度低、外业无法实时测量等缺点；另一方面，防止因为GPS静态定位和快速静态相对定位产生的后处理，而导致精度不合规造成返工等情况，RTK实时三维精度能够达到厘米级，在一定程度上减少测量作业的劳动强度，大大提升了作业效率。为水下地形测量和GIS数据的获取提供技术支持。
6 结束语
综上所述，3S技术的应用使得河道、水库检测管理、水文测量勘察等变得更加简便、精度高的同时，所需劳动强度大大降低，为河道水文动态监测与管理打开一扇崭新的大门。
参考文献
[1]王君勤.星站差分GPS在水利工程测量中的应用探讨[J].四川水利，2009（3）.
[2]石雪冬.浅谈我院水利工程测量课程的特色[J].科技创新导报，2012（31）.
水利工程测量技术范文3
一、GPS技术概述
GPS技术可以在全天的气候环境中开展各项工作，同时还能为用户提供对应三维位置与时间信息，将传统定位系统中的不足进行完善。
GPS技术在水利工程测量中的应用可以获取更加精准的空间位置坐标，并利用对应的软件系统对空间数据信息进行全方面分析，得出对应的空间位置坐标[1]。
GPS技术在水利工程测量工作中的应用可以有效的开展沿线总体的控制测量工作，并对水利工程的闸门、渠道等水利工程进行控制，只有这样才能保证水利工程的测量工作可以顺利进行下去。
二、GPS技术在水利工程测量中的优点
（一）测量速度快
GPS技术在水利工程测量中的应用可以有效的提高测量工作的速度，并做好水利工程测量的定位工作。比如说，在开展传统的水利工程测量工作时主要通过全站仪、水准仪进行操作，这些操作方式会增加工作人员的工作压力，降低测量工作质量，测量数据的准确性很难得到保障。而采用GPS技术可以有效的对水利工程迅速定位，找出所监测位置，提升工作人员的工作质量与效率[2]。
（二）精确度高
现阶段，GPS技术在使用期间主要通过码定位与载波定位的形式进行操作，这两种定位方式可以有效的提升定位的准确性，保证测量工作可以顺利进行下去。一般来说，水利工程在开展测量定位时主要使用GPSRTK技术，点位精度能达到厘米级别。另外，GPS技术在水利工程测量工作中的应用不仅可以为工作人员提供测量数据还能做好三维坐标的测量工作。
（三）降低测量成本
水利工程的测量工作采用GPS技术实施，可以减轻了工作人员的工作压力，减少对人工测量投资的成本，提高测量工作质量与效率，减少水利工程测量周期与成本[3]。
三、GPS技术在水利工程测量中的应用
随着社会不断的发展，我国科学技术水平逐渐提高，GPS技术在各个领域中得到了广泛的应用，比如说常见的水利工程测量中的应用，主要包括了GPS以下几点：
（一）GPS在外业测量中的应用
GPS技术在外业测量中的应用可以有效的保证水利工程的测量工作可以顺利进行下去。GPS技术应用于水利工程的测量工作可以有效的对水利工程进行定位，并对水利工程相关水利工程数据信息进行全方面分析，得出正确的水利工程测量地理位置、标架，并将在水利工程的测量工作中进行广泛应用。
（二）GPS在布网工作中的应用
GPS技术在水利工程测量中的应用主要通过点连的进行操作，并形成一个连续发展性三角锁同步图形。对于水利工程枢纽地区来说，要想做好测量工作，就应该布设好水利工程施工测量控制网，对变形监测网进行监测，找出其中存在的不足，并为其制定有效的解决对策。另外，在开展水利工程布网工作时还应该采用边连网络的形式进行布设，只有这样才能增强网络系统中的几何强度与密度，保证GPS技术在对网络布设控制时所得数据具有较高的准确性。
（三）对实时动态数据的测量
在开展水利工程测量工作时，要保证所开展的测量工作具有较高的准确性就应该通过GPS技术进行操作。而GPS技术在水利工程的测量主要体现在实时动态数据测量工作上。在开展测量时，应在已知点上设置对应的GPS接收机作为参考站，保证所得到的数据信息具有较高的准确性，为接下来的动态数据的测量打下良好的基础。
在开展水利工程时还可以在一定程度上增加土地对自然生态环境的调节，并对现有的土地进行调整，提高水利工程周边土地在使用时的多样性，并为接下来的水利工程测量工作提供良好的基础保障。
另外，在对水利工程周边的土地调整时，要根据水利工程施工现状制定出全新的调整方案，只有这样才能保证水利工程周边土地可以被合理利用，保证所得出的测量数据信息具有较高的准确性，从而提高测量工作质量与效率。
四、总结
随着社会不断的发展，水利工程对于我国各个领域的发展起到了非常重要的作用，同时还能起到保护自然生态环境的作用。GPS技术在水利工程测量工作应用可以有效的提高测量数据的准确性，降低测量工作难度，提高社会经济效益。
本文对GPS技术在水利工程测量中的应用进行了简单的分析，文中还存在着一定的不足，希望我国专业技术人员加强对其的研究。
参考文献：
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[2]任建江，李冬梅，严新军.GPS测量技术在水利工程高精度变形监测网中的应用[J].水利水电技术，2011，02：79-82.
[3]李楠.工程测量中GPS技术的应用及精度分析[J].山东商业职业技术学院报，2015，02：110-112.
作者简介：
倪南钊（1981-），男，广西梧州人，本科，毕业于河南理工大学，中级工程师，研究方向：工程测量。
水利工程测量技术范文4
【关键词】GPS技术；水利工程测量；应用分析
1前言
水利工程是一项巨大而又艰巨的任务，仅靠人为是不可能的。因此，需要借助先进的测量方法来完成。随着社会的发展，科技的进步，人们的生活水平不断提高。GPS也得到了广泛的应用。它具有高精度、低成本、高效率等优点，并被广泛地应用到实际生活中去，方便了人们的生活。而在水利工程方面的用途也是十分广泛。
2 GPS技术的发展现状
GPS全称（Global Positioning System），它以卫星定位为基础，利用无线导航技术实现功能的使用。具有连续性、实效性和定时性等优点，为人们提高全方位、高精度的时间和空间数据。而在水利工程建设方面利用GPS测量技术，可以利用静态或是快速静态方法建立沿线总体控制量；使用RTK技术则可以在闸门、渠道、堤坝施工建设阶段实现控制，及所谓的实时动态定位技术。因此，GPS的优良特性使得他在水利建设的各个方面都有广泛的应用。
3 GPS的工作原理及组成
3.1 GPS技术的工作原理
在运用GPS测量时通常采用两种方法：
（1）地固坐标系统。
（2）空间固定坐标系统。
我们运用时可以根据实际情况加以调整和转换，以达到最佳的效果，使得测量结果更加可靠和直观。
3.2 GPS的组成
GPS由空间卫星群和地面监控系统组成，此外，拥有接收数据的设备也是必不可少的。
（1）空间卫星群。空间卫星群是由几颗在空间轨道上均匀分布的卫星组成，大约与赤道平面成55°夹角。这样就可以保证均匀分布的卫星能够时刻接收地面上发出的信号。
（2）地面控制系统。地面控制系统主要由一个控制站、五个监测站、两个注入站组成。控制站主要用来计算卫星的的各个参数，随时更改错误或过时的数据信息。而其中更改的信息主要就是监测站所提供的。注入站接受所传来的数据，起到更改作用。监测站用来接受卫星信号。三者相互配合，共同完善数据结构的改正。
（3）卫星接收设备。卫星接收设备它主要由接收机、数据处理器、气象一等设备组成。卫星接收设备顾名思义就是接受卫星所发出的信号，并利用分析得到的数据来进行定位。这一设备是用户所需要的。
4 GPS在水利工程测量中的应用
随着我国经济的快速增长，相应的硬件设备应该齐全。尤其在东部经济发展起来的同时要带动西部经济的有效增长，因此，随之而来的是西部大开发。而水利工程建设工程应运而生。由于西部地区的地形复杂，测量不方便，因此测量出的结果精度不高。对此，我们应该更进一步的提高测量标准，提高工程的安全性。
随着科技的发展，水利勘测的相关技术已经发展起来，例如：CAD技术、地面数字化测绘等，从而建立勘测、设计、施工、管理一体化的施工链。这些技术的发展和成熟，使得水利勘测更加便捷、安全，也解决了数据错误和丢失的问题。目前，水利工程建设中常使用电子全站仪和电子水准仪等先进的设备，但由于地形条件的限制使得作业强度非常大，进程也很缓慢，降低了工作效率，从而延长了工作时间。因此，这些设备的使用条件还是相当有限的，这时需要我们引进GPS定位系统。
4.1 GPS外业测量
外业测量中找准测量点是关键所在。点选取的好坏将直接影响测量的准确性。因此，我们在选择点之前要做好充分的准备。搜集相关的资料，包括：地理位置、标架、形状等。其次，利用无线安置和开机观测实施观测工作，要注意对准要卡中心，固定好基座，使其保持整平。在有风向的地方注意方向的固定。
4.2 GPS布网工作
通常对于现状或是工程测量，需要采用点连式或边连式组成的三角锁同步图形。而对于施工网或是变形监测网通常采用边连式或是网连式布置。以增强分布形态。因此，对于不同形态的地形情况需要采取不同的措施，这样才能提高GPS控制网的精确度，并最终提高效率。
4.3实时动态监测
实时动态监测是以固定一点为测量基础，并安置GPS接受仪，利用无线电波传输，将观测到的数据传到流动站，接着无线电接收设备接受传输来的数据，并与观测到的数据相比较，并进行误差分析，确定坐标位置所在。
4.4实时动态定位
实时动态定位分为两种：静态定位和动态定位。将两种定位方式相结合，并灵活地运用到水利工程的建设当中，就能够采集到所需的准确数据。
4.4.1静态定位
静态定位要求在GPS接收机上静止的观察和监测，并在观察和监测的同时计算出未知数及相关的数据。如果测得的结果变化趋于平稳，且符合要求，则此结果是真确无误并可以使用的；若测量结果变化较大时，则会存在较大的误差，需要重新测量。在一般的测量过程中，若采用普通的测量方法就会受到地形或是恶劣天气的影响，使得测量的结果误差较大。而采用静态测量的方法就会使得测量过程简单。且随着科技的不断进步，自动化程度不断加深，定位的精确度将不断提高，获得的数据也会更加准确。
4.4.2动态定位
动态定位就在某一定点观察几分钟后，按照最初的设计，以一定的间隔自动进行观测和采样。按照目前的技术水平，精确度已经达到毫米级别。
动态定位较静态定位灵活，因而，在水利工程的测量中有着更为广泛的应用前景。例如完成：地图测绘、纵断面的测量、横断面的测量等，若是运用一般的仪器是很难测得的，而利用动态定位模式就能很轻松的解决。整个测量过程不需要通视，且其测量精度达到1～2厘米。因此，它具有一般仪器所没有的优点。
5 GPS技术的应用前景
5.1 在堤坝防护中的应用
在水利工程设施建设工程中，通常需要对堤坝进行测量，根据分级情况展开布置。例如在高层测量中，误差相对较大，且测量的次数较多。若是利用动态测量就会大大减少累计传递的现象，使得控制点的精确程度得到提高。
5.2在水工隧洞贯穿中的应用
在落差和流量相对较小的地方来构建引水式电站，就需要充分利用施工控制网，使得施工能够顺畅贯穿。此外，还可以将水库中的水传输到发电站厂房，一举多得。因此，利用GPS技术能够有效地降低测量工作量，提高工作效率，大大缩短了工作周期。
5.3加强灾害预警
水利工程建设有着巨大的工程量，难免会存在或多或少的问题。此时，利用GPS进行监控，采集并传输数据，最后进行分析总结，可以有效地发现工程中存在的问题，避免引发更大的危险。
6总结
总上所述，GPS在各行各业都有着极为广泛的应用，尤其是在水利工程建设方面具有革命性的意义。极大的便利了水利工程的建设，且具有高精度、高效率等一些其他普通设备所没有的优点。但是我国科技发展较晚，很多技术的开发和使用还很不完全。因而GPS在水利工程建设的投入使用中还存在很多问题需要我们去克服。因此，如何有效地利用技术使之更为完善还有待我们进一步的探索。
【参考文献】
[1]张丁.GPS技术在水利工程测量中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（6）：1112-1113.
[2]莫家玉.GPS 技术及其在水利工程测量中的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2014，（35）：688-688.
水利工程测量技术范文5
关键词：虚拟仪器；3S；数字河流；LabVIEW
随着计算机技术、3S（RS，GIS，GPS）技术以及先进测量手段在水利工程中的广泛应用，水利工程测量进入了一个新的发展阶段。作为水利学科主要研究对象的江河湖海等大尺度客体，其影响因素纷繁复杂，内部运行规律难以准确描述。传统的水利测量仪器普遍存在着开发周期较长、功能单一、测量点分散、种类少、可靠性低、实时性和扩展性差等缺点。正在兴起的虚拟仪器技术正好能满足水利测量仪器进一步发展的需求。利用这项新的仪器开发技术还能方便地对现有的测量仪器进行功能扩展，保证获得较高的精度和可靠性，以及较好的实时性。利用这项新的技术设计的测量仪器，还便于组成强大的测量网络，并与计算机技术进行系统集成，实现数据融合，适应水利工程数字化发展的趋势。
一、虚拟仪器技术简介
虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。自问世以来，世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果，有助于在较大范围内提高生产效率。虚拟仪器具有性能高、扩展性强、节约时间、无缝集成的特点，备受使用着青睐。
基于多种总线系统推出和研制的虚拟仪器，大多由三大功能模块组成，即对被测信号的分析与处理、采集与控制、测量结果的输出与表达。传统仪器是有硬件和固化的软件组成，如果计算机能完成对这些功能移植，插上各种控制转换卡以及数据采集卡，在计算机屏幕上利用软件生成所需的仪器面板并进行信号的分析、处理和显示，这样就构成了一台简单的虚拟仪器。
在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出和转换，软件才是整个仪器系统的关键。任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模和进行维护，所以有“软件就是仪器”之说。
NI公司推出的软件包LabVIEW是虚拟仪器系统开发的标准平台。LabVIEW的编程和其他高级语言不同，它是基于一种图形化的语言一一G语言的编程。创建虚拟仪器的过程共分以下三步。
（一）创建虚拟仪器的交互式用户接口（称为前面板），它模仿了实际仪器的面板。通过鼠标和键盘输入数据、控制按钮，可在计算机屏幕上观看结果。在前面板上输入量被称为控制（Controls）、输出量被称为显示以各种图标和显示（Indicators）控制形式出现，如开关、旋钮、图表、按钮、图形等，这就有了直观易懂的前面板。
（二）虚拟仪器从流程图中接收命令（用G语言创建）。流程图是一个编程问题的图形化解决方案，也是虚拟仪器的源代码。每一个程序前面板都对应着一段框图程序。框图程序由端口、节点、图框和连线构成。其中，端口向程序前面板的控制和显示传递数据，用节点实现函数和功能调用，图框被用来实现结构化程序控制命令，而连线代表程序执行过程中的数据流，定义框图内的数据流动方向。
（三）创建虚拟仪器的图标和连接。图标是子程序在其他程序框图中被调用的节点表现形式；而连接器则表示节点数据的输入/输出口，就像函数的参数。用户必须指定连接器端口与前面板的控制和显示一一对应。这样，其他的虚拟仪器才能将数据传输给一个子仪器。图标和连接允许将此仪器作为最高级的程序，也可以作为其他程序或子程序。
LabVIEW自带有许多开发者可能用到的丰富的工具软件包。例如，它整合了GPIB、VXI、RS-232和RS-485以及数据采集卡等硬件通信的全部功能。内置了强大的网络接口和开发模块，甚至支持TCP/IP、FTP等协议。自带的600多个仪器驱动程序可驱动超过50多家厂商所制造的仪器，可以大幅度地减少开发软件所需的时间。
功能超强且庞大的分析函数库，足以与专业数学分析套装软件相匹敌，这些函数库包括统计、回归分析、线性代数、数字信号处理、时域、频域分析、数字滤波器以及三维图形处理等。
二、虚拟仪器技术在水利测控系统中的应用
应用方案1
利用虚拟仪器技术可方便地对常规的水利测量仪器进行改造，从而设计出功能强大的用于水利测量的系统。
常规的水利测量仪器如水位仪，旋桨，热丝流速仪以及电磁流量计等，都可以方便地通过接口转换卡转换成符合虚拟仪器总线标准的设备，从而集成到虚拟测控系统中，完全依靠一台计算机就可控制多台测量仪器。当然还可以通过在计算机上插上合适的板卡对一些对象进行动态监控，如控制闻门的步进电机就是常常需要监控的对象，从而组成一个独立的测控系统。根据实践，利用LabVIEW开发出的虚拟仪器测控系统，做出的控制界面内容丰富、漂亮，控制方便可靠，实时性好，编程容易。另外，现在发展的一些比较先进的流场流速测量技术，如激光多普勒测速仪（PDA）、三维热丝风速仪、粒子图像测速仪（PIV）等在开发过程中需要对多台测量装置进行实时同步控制，如PIV还需要对所得的图像进行匹配和数据处理，如果使用传统的思路和语言如VB、VC++等开发，工作量很大，利用LabVIEW来进行开发，则会大大降低开发的周期和难度。得到的大量数据还可很方便地进行各种处理，进行图形化显示和互相交换，甚至与其他软件平台进行数据交换。总之，利用虚拟仪器的设计方法，可以设计出许多性能优异的服务于水利测量的仪器。
应用方案2
利用LabVIEW强大的网络功能可以进行远程现场在线测控，在室内就可以对水域现场进行准确的测量，便于无人值守的水文观测站的建立。LabVIEW还封装了TCP类库，其中的Internet工具箱还为应用系统增加了E -mail、FTP和Web能力，可以很方便地开发出网络应用程序，应用于远程在线自动测控系统。这些功能在水利测量中有着广泛的应用前景。利用它可以把水情、雨情等固定的观测站很方便地组成网络，并把测得的各种数据送到流域信息中心，为科学研究、水文预报、水利调度和决策提供科学依据。它的这些强大功能很适合构成3S系统的底层平台，共同组成无缝连接的立体信息系统。GPS系统对大面积环境进行动态监测，以及对遥感图片进行定量的描述都需要地面观测仪器进行快速准确的数据采集，这正是虚拟仪器的特长；反过来借助GPS和RS技术能优化地面观测站点的动态分布，减少测点，进而缩短传输路线和减少传输量。如果把这些技术很好地互相结合就可以形成空间、地面及水下的三维立体信息网，能更好地为水利学科的研究和有关决策提供丰富准确的数据。
应用方案3
利用LabVIEW对漏孔漏率的测量原理为：首先待参考室和变容室内的压力达到动态平衡后，将差压阀门关闭，得其内压力为P用绝压规测测量，然后关闭隔离阀门，打开差压阀门，此时变容室和漏孔处于连通状态，这时不断流入变容室的被测漏孔流出的气体，变容室中的压力开始增大，当达到设定值（比如+2 Pa）参考室与变容室之间的压力差（用差压规测量）时，以便增大变容室的体积活塞被驱动退出变容室使变容室中的压力下降，当压力差于变参考室与变容室之间为设定值（比如-2 Pa）时，活塞停止运动，这时压力又开始增大在变容室中。
总之，在信息化技术发展飞速的今天，只有不断的将新的高科技技术运用到生活生产中去，才能实现技术发展的价值。虚拟仪器技术在水利测量中的成功应用，对水利建设的发展起到积极的推动作用，无论是测量，调度还是监控都能取得非常良好的效果。
参考文献：
[1] 司环宇，文恒，苗恒录，贺元甲.LabVIEW虚拟仪器技术在水利测量中的应用研究[J].内蒙古水利，2010，03：69-71。
[2] 陈瑞，王兴奎.虚拟仪器技术在水利测量中的应用研究[J].水利水电技术，2004，04：96-97。
[3] 邹勇军.水环境监测自动化系统的应用探讨[J].北京水利2002，（2）：33-34。
水利工程测量技术范文6
关键词:GPS 工程测量 数据传输
1.关于RTK的概述
RTK(Real Time Kinematic)技术是GPS测量技术与数据传输相结合而构成的实时定位技术,主要由两部分组成:基准站和流动站。基准站连续把观测到的卫星数据发射出去,流动站实时差分处理基准站和流动站的载波相位观测值,获取所在点的坐标、高程和精度指标,并随时将实测精度和预设精度指标进行比较,一旦实测精度达到预设精度指标,手簿将提示测量人员是否接受该成果,接受后手簿将测得的坐标、高程及精度同时记录进手簿。相对于传统GPS静态定位,其测量定位效率大大提高,并能满足一般水利工程测量的要求。
2.工程测量中的作业流程
2.1 基准站的确定
基准站可架设在有精确坐标的已知点上,也可架设在未知点上或任意地方。基准站安置应选择地势较高、视野开阔、电台有良好覆盖区域的地方。为防止数据链的丢失,基准站200m范围内应无高压电线、电视台、大面积水域和高功率无线发射塔。
2.2 求定测区转换参数
若已知坐标转换参数,则输入手薄;若无坐标转换参数,则整理测区的已知控制点资料,控制点尽可能均匀分布在测区,使其测点在已知点之内,尽可能避免从一端无限制的外推。由于RTK作业要求实时给出坐标,这使得坐标转换工作非常重要。根据实际情况,可分为两种情况求定转换参数。
2.2.1 内业求解
如果一个测区前期已经做过静态GPS网测量,经过平差后获得了各点的WGS-84坐标或地方坐标系下的坐标,就可以在测区内选3个以上均匀分布在测区的控制点,利用同一控制点的两种坐标在RTK手薄中求出转换参数。在工程应用中,每个点都可安置基准站。
2.2.2 外业求解
若测区未做过静态GPS网,也可临时求得转换参数,但不能在另一个工程中应用。首先在已知点上或任意地方架设基准站并采集单点定位WGS-84坐标,然后流动站联测3个以上的高等级GPS点或地方坐标系下的控制点,利用同一控制点的两种坐标在RTK手薄中求出转换参数。
3.RTK在水利工程中的应用
3.1加密控制点
水利工程经常要对堤防和河道进行带状地形图和断面测量,传统测量方法用导线测量和水准测量进行控制点加密,易受很多条件制约,在精度满足设计要求的情况下用RTK代替传统测量方法可大大提高工作效率。
3.2 工程放样
工程放样是测量一个应用分支,它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地标定出来,过去采用常规的放样方法很多,一般要放样出一个设计点位时,往往需要来回移动目标,而且要2～3人操作,同时在放样过程中还要求点间通视情况良好,在生产应用上效率不是很高,有时放样中遇到困难情况需借助很多方法才能解决。如果采用RTK技术放样,仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中,然后仪器会提示走到要放样点的位置,既迅速又方便。由于GPS是通过坐标来直接放样的,而且精度很高、也很均匀,因而在外业放样中效率会大大提高,且只需1个人操作。
3.3 RTK水域断面测量
首先利用手上现有地形图对水域或河道进行断面位置的初步设计,然后到实地踏勘选定断面基点,完成基点的平面坐标以及高程的测量。将每个断面基点的三维坐标输入计算机,在专业软件的帮助下完成断面航线的定向工作,每个断面布一条航线。在外业采集数据时尽量要保证流动站和数字测深仪在同一平面位置,同时对于采样间隔也一定要保持同步。采集的过程中要进行实时抽样校验,以保证数据的准确性。最后将最终采集的数据输入计算机进行数据处理,处理时要充分考虑水深、流速以及水中悬浮物等客观不可避免的因素。
3.4 地形图测量
利用RTK快速定位和实时得到坐标结果的特点,可以进行地形图测量。过去测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点,然后在图根控制点上架设全站仪或经纬仪配合小平板测图,现在发展到外业用全站仪和电子手簿配合地物编码,利用大比例尺测图软件来进行测图,甚至于发展到最近的外业电子平板测图等,都要求在测站四周采集地形地貌等碎部点,这些碎部点都必须与测站通视,而且一般要求至少2―3人操作。现在采用RTK,仅需1人背着仪器在要测的地形地貌碎部点上停顿一二秒钟,并同时输入特征编码,即可实地编绘地形图。把一个区域测完后回到室内,由专业的软件接口就可以输出所要求的地形图,不要求点间通视,大大提高了工作效率。
4.RTK缺陷及解决方法
4.1 受卫星状况限制
当卫星系统位置对美国是最佳的时候,有些国家在某一时间段不能很好地被卫星所覆盖,容易产生假值,在高山峡谷深处及密集森林区,城市高楼密布区,卫星信号被遮挡时间较长,使一天中可作业时间受限制。这个问题可以通过星历预报,查出卫星分布图,根据卫星分布选择最佳作业时间来解决。
4.2 数据链传输受干扰
RTK数据链传输易受到障碍物如高大山体、高大建筑物和各种高频信号源的干扰,在传输过程中衰减严重,严重影响外业精度和作业半径。在地形起伏高差较大的山区和城镇密楼区数据链传输信号受到限制。解决这类问题的有效办法是把基准站布设在测区中央的最高点上。
4.3 精度和稳定性问题
RTK测量的精度和稳定性都不及全站仪,特别是稳定性方面,这是由于RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响的缘故。因此要在布设控制点时,多布置一些“多余”控制点,作为RTK测量成果质量控制的检核点。
参考文献:
