GPS技术在水利工程勘察中的作用

1GPS技术概述

1.1GPS定位系统

GPS定位系统，即全球定位系统，属于一种能够借助定时以及测距以准确确定空间交会定点的现代导航系统，能够提供高质量的三维坐标等信息，表现出了良好的连续性、实时性以及准确性。

1.2GPS定位技术

GPS定位技术主要包括：（1）GPS静态定位。所谓GPS静态定位指的是，按照观测方案，把GPS接收机布设在待定点以实现对卫星信号的接收。在定位过程中，接收机位置一直保持静止状态；（2）实时动态定位（即PTK技术），是以载波相位观测值为基础的一种实时差分技术。对于RTK技术，其主要思想是于基准站布设一台GPS接收机，予以不间断观测，同时将全部观测数据以实时在线的方式传输到用户观测站，用户站不仅能够接收相应的卫星信号，与此同时，还能够获得基准站提供的观测数据。最终基于相对定位这一原理，准确计算出用户站所对应的三维坐标与精度。

2GPS技术在水利工程勘察中的应用

2.1变形监测

变形监测通常用来监测水利工程构筑物情况，包括有无地基沉降、有无位移、有无整体倾斜等。以大坝形变监测工作为例，可在远离大坝的某个理想位置，确定一些基准点，与此同时，在形变区确定一些监测点。在上述两点分别布设GPS接收机，予以不间断自动观测，并以实时在线方式将数据提供给数据处理中心，接受后续的分析以及处理。

2.2截流施工

截流工程大多工期紧张，另外，围堰进占施工时将会面对水深、落差大以及水流急等诸多负面问题。通过传统测量方法进行测量，工作繁重，进展慢，且容易出错。如果在水下地形勘察工作中使用GPS技术，则能够快速且准确地获取施工需要的各项地形参数，绘制精确的水下地形图[5]。2.3滑坡监测在滑坡监测工作中，需要计算出目标监测点所对应的相对位移量，而这一数据能够通过测量监测点所对应的大地高的具体变化来获取。GPS能够高精度地测量出目标监测点在WGS-84坐标系中的大地高，然后比较和分析其和正常高之间的关系，便可以求取工程实际需要的正常高的值，如此一来，便可实现对滑坡的有效监测。

3工程应用实例———以GPS在滑坡体勘察中的应用为例

在仕阳水库水电站改造的施工中，勘察发现左坝轴线属于古河槽，其左岸的一些表面岩层能够观察到明显的拉裂、倾倒以及松土现象，使岩层以一个极缓慢的速度发生蠕变变形，进而诱导岩层发生各向分离现象，最终形成规格不一的若干个滑坡体。如果滑坡体出现坍塌事故，将会给工程施工和后期使用带来严重威胁。所以，在该工程施工中，基于这些滑坡体进行勘察具有相当积极的现实意义。

3.1要求

首先，明确勘察内容，并完成布网。对滑坡体进行勘察时，主要涉及下述内容：（1）滑坡体、地表各自的水平位移；（2）测量区域内各构造物的沉降数据；（3）地表垂直位移等。基于布网的具体需求，选择和使用科学的布网方式。其次，选用适宜的测量装置。在勘察工作中，通常而言应使用四台甚至更多的性能优异的GPS信号接收机予以同步观测，操作时应尽可能地确保卫星拥有较理想的状态。在数据分析方面，可使用中海达HGO数据处理软件包这一工具以实现对基线向量的有效解算。

3.2GPS测量数据的处理

首先，应以WGS-84系统为工具进行计算，对不良基线进行调整以确保同、异步环能够合格通过，同时还需要通过标准模型予以计算。其次，计算时可有机运用广播星历予以相关处理。再次，对于同时段中的各测量数据，应将剔除率控制在10%以内。在若干次测量之后，最弱点点位所对应的误差均应控制在3mm以内。相较传统测量法所能够获取的位移量而言，通过GPS所能够获取的这一数值，其中有87%左右的位移量的差值能够控制在10mm以内，不仅如此，其位移方向基本一致。除此之外，在高程方面，68%偏移量少于10mm，而89%少于20mm。由上述数据可知，针对水利工程滑坡体进行勘察时，通过GPS所取得的观测数据能够很好地满足精度的实际需求。值得一提的是，GPS在实践环节虽然表现出诸多优点，然而也有个别不足有待解决：首先，在点位确定方面，自由度偏窄。其次，使用成本相对偏高。

4结束语

GPS技术的诞生和应用，给水利工程勘察工作带来了巨大影响，在很大程度上提升了观测精度以及工作效率，在规划环节、施工环节、验收环节、使用环节等发挥着极其重要的监测作用，表现出了相当理想的应用前景。

作者:陈秀霞 单位:莒县仕阳水库管理处