现代水利工程测绘领域中GNSS 技术的应用初探

【摘要】使用GNSS 技术进行现代水利工程的测绘，可以有效改善测绘质量并提升测绘效率，但是随着人们对水利工程测绘要求的不断提高，水利工程测绘需要对GNSS 技术的应用模式加以升级以满足测绘工作需要。由于我国水利工程测绘中GNSS 技术的应用模式还不成熟，不能充分发挥GNSS 技术的优势，影响了最终的测绘效果，故需要对GNSS 技术在水利工程测绘领域应用进行分析探讨。

【关键词】现代水利工程； 测绘领域；GNSS 技术； 应用；探讨

21 世纪是信息技术飞速发展的时代，水利工程建设过程中，也发现了运用测量技术的优势，这就无疑促进了测量技术的发展，并在水利工程建设环节，数字化测绘技术的应用越发广泛，尤其是信息技术和信息通讯相结合的GNSS 技术，它的应用已经趋于普遍，以GNSS 技术为典型的信息测绘技术，使得越来越多的技术人员，发现测绘技术可间接的推动我国水利事业的进步，并为地域性的水利工程检测、调度以及滑坡预防等提供便捷，提高工作效率，还能保证水利工程的运行稳定性，最大程度的确保人们的生产生活质量。

1 GNSS 技术简介

GNSS 技术是现有卫星导航定位技术的总称，美国的GPS、中国的北斗卫星导航系统都属于GNSS 技术的范畴。GNSS 技术初始的运用主要是通过卫星定位并利用通信设备实现卫星与地面设备的信号传输，准确地完成导航及定位工作。在这一过程中GNSS 技术可以快速地获取准确的三维坐标及其他相关信息。而随着其他技术的不断升级，目前研究人员将传统的GNSS 技术与智能数据处理技术及RTK 技术有机结合，不仅实现了GNSS 技术在动态领域的应用还大大提升了位置信息精度，有效扩大了GNSS 技术的拥有范围。现阶段，GNSS 技术的使用过程主要通过地面控制系统、用户设备及卫星系统协同完成。其中，地面控制系统是确保GNSS 技术精度的基础。地面控制系统首先通过监测站监控每一个卫星的运行状态并对卫星运行参数进行记录，同时还会储存卫星的星历信息。为了提升监测站监测数据的精度，目前在监测站内部大多配有铯钟，这样可以确保监测数据能真实反映卫星的运动状态及位置的参数。监测站在获取卫星参数的同时还可以获取电离层数据、气象数据等外部信息数据，随后这些数据经过初步整理后被传输至主控站。主控站通过对这些数据的计算分析获得卫星的轨道及时钟参数信息，并经由相应的地面控制站最终传输至用户设备处。目前用户设备主要指GNSS 信号接收装置，用户在接收到地面控制站传来的卫星轨道及时钟参数信息后，可以通过解析获取所处位置的基线及坐标信息，这样便可以将借助换算获取测量天线与卫星间的距离及距离变化率进而得到准确的空间位置信息。近年来随着GNSS 技术的不断进步，GNSS信号接收机的体积也愈发小巧，为在野外使用GNSS 技术进行测绘工作打下了基础。地面控制系统、用户设备的运作都依赖于卫星传递信号的准确性，目前各国的GNSS 技术都对卫星的轨道布置进行了优化，均匀分布的卫星可以实现对地球的全面覆盖，因此需要掌握GNSS 技术的空间星座并合理进行基线换算。

2 GNSS 在现代水利工程测绘中的具体应用分析

目前，大多数的水利工程都是位于地形复杂的偏远的沟壑或者深山，由于植被众多，所以难以观测和通视，这样，将阻碍水利工程的建设。GNSS 技术的应用不仅很好的解决了这一大难题，而且还提高了工程测绘工作的效率。GNSS 技术的主要流程有数据采集、数据传输、预处理、基线解算以及GPS 网平差，具体如图。GNSS 技术主要有以下三种应用：GNSS 外业测绘、GNSS 技术的布网测量、实时动态测绘技术。

2.1 GNSS 技术外业测绘

应用GNSS 技术进行测绘准备工作对于整个测绘工作的质量和开展都具有重要的意义，如果准备工作不充足，那么在GNSS技术应用过程中则会出现诸多漏洞和问题。因此，通过GNSS 技术进行水利工程测绘工作时要做好准备工作，技术人员要对相关测绘工作的要点有充分的了解和把握，并根据测绘工作的要求，综合多方面因素对当前客观外部环境进行系统全面的分析，这样才能促进测绘工作顺利开展。另外，在测绘工作过程中，如下图水利工程现场测绘，技术人员要准确的计算出测绘点，并做好当地的地形、气候、环境等基本信息收集，通过对基本信息的研究和分析，最终确定正确的测绘地点。

2.2 GNSS 技术布网测量的应用

水利工程测绘工作中，布网测量工作是指对带状工程以及工程线路进行测量，在布网测量工作中通过应用GNSS 技术，可以有效提高布网测量数据的精准度、可靠性以及真实性，进而提高整个工程测绘工作的质量和效率。在GNSS 技术应用过程中，对于引水工程进行测量可以通过边连式、网连式的方法进行测量工作，这样可以更好的提高测量的准确度。比如技术人员可以通过网连式的方式对工程枢纽进行布网，通过布网进而形成施工控制网和变形监测网，这样可以促进测绘工作更加科学、规范、细致。

而采用边连式的方法进行布网可以有效提高几何强度，进而保证测绘数据的精准度，提高测绘工作质量。

2.3 实时动态测绘

实时动态测绘技术是指以某一个已知点为基础，建立一个基准站，通过安装的GNSS 接收机可以现场全面观测可见卫星的运行状况。通过无线电传输设备传送所收集的信息和数据，在数据链的帮助下分别送到各自对应的流动站。流动站分析所观测的数据之间存在的关系和两个观测点之间的位置，存储数据，输出流动站的三维坐标。目前，主要的城市GNSS 应用的发展热点是CORS（即连续运行的卫星定位服务综合系统），它主要是利用多基站网站RTK 技术。

2.4 注意事项

在GNSS 技术应用过程中，技术人员要注重人为因素和客观因素对测绘工作的影响，针对人为因素，应该切实提高技术人员的专业水平和综合素质，针对客观因素，测绘工作开展之前应该做好充分的准备工作。这样才可以更好的促进GNSS 在现代水利工程测绘中得到有效的应用，进而有效的提高工程测绘工作质量。

3 结语

在水利工程测绘中，使用GNSS 技术可以有效提升测绘工作的精度及效率。目前实际测绘过程中存在问题众多，主要有测量人员操作不当、高压线等影响卫星信号的传输和未能及时对GNSS 测量数据进行调整等，对此测绘人员应结合水利工程设计及周边地理环境条件合理选择监测点并优化GNSS 控制网结构。

测绘人员还需要提升自身专业水平以避免错误操作导致的误差并优化日常测绘操作。同时GNSS 技术还可以运用于水利工程形变监测系统之中，让测绘工作更好地为水利工程施工服务，确保水利工程施工质量。

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