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水利水電工程測(cè)量中GPS技術(shù)應(yīng)用分析論文
1GPS技術(shù)在水利水電應(yīng)用特點(diǎn)
水利水電工程在GPS技術(shù)應(yīng)用上，借助于GPS衛(wèi)星定位，能夠?qū)崿F(xiàn)工程的精確定位。GPS系統(tǒng)主要有三個(gè)部分構(gòu)成，分別是空間和用戶、地面設(shè)備方面，其中空間部分主要是距離地面2000千米高度有二十四顆衛(wèi)星在軌道上，實(shí)現(xiàn)全天候的控制和觀測(cè)，隨著大氣摩擦的影響，導(dǎo)航精度上會(huì)有一定的偏差。對(duì)于地面控制系統(tǒng)中，有地面監(jiān)測(cè)中心和主要控制站以及地面天線等，地面控制系統(tǒng)主要是接收衛(wèi)星發(fā)布的信號(hào)，然后測(cè)量衛(wèi)星軌道以及相距距離。還有用戶設(shè)備，主要是GPS信號(hào)接收機(jī)，這種設(shè)備能夠精確獲取衛(wèi)星信號(hào)，同時(shí)經(jīng)過內(nèi)部的處理和計(jì)算機(jī)分析后，能夠有效獲取用戶坐標(biāo)。GPS技術(shù)的適應(yīng)性非常好，且能夠應(yīng)用到許多行業(yè)中，和一般的測(cè)量技術(shù)比較而言，其自身具備更多的高科技優(yōu)點(diǎn)。GPS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高度自動(dòng)化，且操作上比較簡(jiǎn)單、方便，在測(cè)量的過程中，只需一點(diǎn)簡(jiǎn)單動(dòng)作，例如操作連接電纜線工作，放置相關(guān)儀器等，這些工作都是非常簡(jiǎn)單，即可實(shí)現(xiàn)GPS技術(shù)的自動(dòng)化跟蹤。同時(shí)，還可以不間斷的全天候提供導(dǎo)航服務(wù)和各種測(cè)量工作，且觀測(cè)需要的時(shí)間很短，能夠獲得較高精度的測(cè)量數(shù)據(jù)。
2水利水電工程在GPS技術(shù)下的測(cè)量應(yīng)用分析
在水利水電工程測(cè)量中，GPS技術(shù)能夠科學(xué)有效的對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于控制網(wǎng)在設(shè)計(jì)中，可以減少誤差，保證測(cè)量的圖形和施工具有較高的精度。在進(jìn)行測(cè)圖工作中，要遵循先整體后局部的原則，控制網(wǎng)設(shè)計(jì)工作非常重要，其基本圖形的有三角形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)以及星形網(wǎng)等。三角形網(wǎng)的分布比較均勻，有著良好的結(jié)構(gòu)條件，且穩(wěn)定性較高，有很強(qiáng)的自檢能力，在遇到很多測(cè)量缺陷或者測(cè)量錯(cuò)誤時(shí)能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并加以改正，從而使控制網(wǎng)具有更高的可靠性和可行性。但是三角形網(wǎng)也有一些不足，其工作量很大，且需要較多的觀測(cè)時(shí)間，同時(shí)其測(cè)量中接收機(jī)的數(shù)量應(yīng)保持一定條件，否則會(huì)引起測(cè)量時(shí)間的延后。對(duì)于環(huán)形網(wǎng)的結(jié)構(gòu)雖然不如三角形，且其結(jié)構(gòu)主要是很多條的獨(dú)立閉合環(huán)，具有良好的安全性，同時(shí)其測(cè)量工作量較小，自檢能力較強(qiáng)。只是在相鄰點(diǎn)上的基線沒有較高的精確度。對(duì)于星形網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，且觀測(cè)比較方便，測(cè)量的精度以及自檢能力稍低于三角形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)。在工程中的應(yīng)用上，一般要根據(jù)實(shí)際的情況，按水利水電工程的地形條件和工程特點(diǎn)，來選擇相應(yīng)的控制網(wǎng)。要注意到在地勢(shì)開闊且水利水電工程比較重要的情況下，比如一些大型水電水閘、以及樞紐工程，應(yīng)該使用三角網(wǎng)，嚴(yán)格保證工程的精度。而對(duì)于地形非常復(fù)雜、且地形屬于丘陵山區(qū)，一般受制于地形環(huán)境的制約，加上工程進(jìn)度的控制，可采用環(huán)形網(wǎng)，應(yīng)保證一定的精度要求，從而使工程的施工效率提高許多。對(duì)高程系統(tǒng)測(cè)量屬于水電工程的重點(diǎn)，高程控制對(duì)于水利水電工程水位線的測(cè)量和推算有決定性作用，同時(shí)還對(duì)工程量的計(jì)算有著控制作用，對(duì)水利水底的造價(jià)預(yù)算有直接影響，同時(shí)還影響到工程的安全新。一般水利水電都處于高山河谷地帶，且地形非常復(fù)雜，有的山形切割很深，且坡度非常陡，環(huán)境非常惡劣，給高程測(cè)量工作帶來了難度。目前的高程測(cè)量，一般采用的是三角形高程測(cè)量，應(yīng)用較為普遍，不過需要測(cè)量的時(shí)間很長(zhǎng)，且測(cè)量工作量很大。應(yīng)用GPS技術(shù)，進(jìn)行控制網(wǎng)的建設(shè)，對(duì)平面的精度非常高，測(cè)量的精度能夠提升很高。對(duì)于變形監(jiān)測(cè)時(shí)，如果變形程度非常嚴(yán)重，且超出一定的許可值，那么建筑物的穩(wěn)定性就會(huì)受到很多影響。一般情況下，對(duì)于變形監(jiān)測(cè)的精度有很高的要求，且精度要在毫米以內(nèi)。在測(cè)量方法中比較常用的是水準(zhǔn)測(cè)量法，用來測(cè)量建筑物沉降情況。而相對(duì)于地基滑移測(cè)量以及水電工程建筑物的測(cè)量，一般采用的是三角測(cè)量方法，測(cè)量工具是水準(zhǔn)儀和測(cè)距儀以及全站儀。這種方法有很好的適應(yīng)性，但工作量較多，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)于地形條件影響較大，且沒有良好的自動(dòng)化水平。很多水利水電工程，有一部分是在居民區(qū)的上游部位，或者是在居民區(qū)附近，一些大型的水庫，水閘等有的是在居民區(qū)附近。如果出現(xiàn)質(zhì)量問題，后果不堪設(shè)想，直接造成大量人員的傷亡。因此，對(duì)于變形監(jiān)測(cè)工作十分重要，運(yùn)用GPS技術(shù)可以將接收機(jī)安裝到固定點(diǎn)上，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，然后在進(jìn)行變形分析自動(dòng)化，其得出的效果非常好，有很高的精度。建筑物形變有動(dòng)態(tài)性，這一特點(diǎn)應(yīng)引起相關(guān)工作人員的注意，要先獲取相關(guān)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，然后再做出預(yù)測(cè)，這寫監(jiān)測(cè)的內(nèi)容較多，在實(shí)際工作中，應(yīng)仔細(xì)對(duì)待。
3具體案例分析和應(yīng)用
某市大河流向甲處，大河水量豐富，省政府決定主要用來發(fā)電。根據(jù)甲處作為引水河流，建立兩個(gè)跨河水電站，分別是A座和B座。工程開工于2014年，投資10億，A座水電站的裝機(jī)容量設(shè)置為10萬kW，取水口的高度為675m，且引水隧洞的長(zhǎng)度為5.65m。水電工程建筑物主要有廠房和大壩，同時(shí)有壓水管道和引水隧洞，溢洪道等。B座水電站的裝機(jī)容量為5.5萬kW，且取水口在460m，引水隧洞有2.0m長(zhǎng)，廠房高程有410m左右。高程控制點(diǎn)與平面控制點(diǎn)是共用標(biāo)。工程采用GPS技術(shù)進(jìn)行精度測(cè)量，主要用了7臺(tái)GPS接收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè)，每條基線都有兩個(gè)觀測(cè)時(shí)段，且保證了每個(gè)時(shí)段至少喲100分鐘的觀測(cè)時(shí)間，觀測(cè)基數(shù)在200條，檢測(cè)失敗有10條，有8條觀測(cè)結(jié)果有較大差異。因此，現(xiàn)在182條基線作為獨(dú)立觀測(cè)量。通過觀測(cè)結(jié)果來看，GPS短基線的精確度有一定的差別，高程測(cè)量的精度和幾何水平相當(dāng)，由于水準(zhǔn)連測(cè)點(diǎn)的問題，在精度測(cè)量上達(dá)到要求。
4結(jié)語
GPS測(cè)量技術(shù)在水利水電的應(yīng)用中有著重要作用，其測(cè)量的高精度、觀測(cè)時(shí)間較短的特點(diǎn)，加上自動(dòng)化處理技術(shù)，為工程帶來了更多方便。隨著測(cè)量難度的降低，GPS技術(shù)測(cè)量也不斷的加以改進(jìn)，我國(guó)已經(jīng)研發(fā)出先進(jìn)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，為水利水電工程的測(cè)量帶來新的發(fā)展機(jī)遇。
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