关于GPS在水利工程平面控制测量中边长改正问题的探讨

2022-09-11

正文:

1 GPS技术在水利工程中的特点分析

GPS测量技术的特点主要体现在以下几个方面, 其测量精度非常的高并且测量的时间也很短, 在这当中也能够确保三维坐标的提供, 在操作中非常的人性化, 另外, 用户在实际的应用以及分析当中非常的便捷, 有着非常好的续航能力, 能够实现不阶段作业。正是因为其有着很多优点使得更好的应用和发展, 使得确保了在水利工程测量当中的主要位置。GPS技术精度能够确保在其误差能够保证在1mm以内。除此之外, 测量站的产生也强化了各个测点之间有效的联系, 确保了信号在实际的处理当中进行数据的接收所受到的干扰很少。再次, GPS技术也能够呈现出其自身的功能性, 这主要表现在测量速度以及测量时间两个方面当中, 其具有的主要特点就是其他测量技术所不具备的, 具有非常高的自动化程度, 正是因为具有这种自动化的程度, 在一定意义上也强化GPS技术在实际的测量当中有着非常高的便捷性。同时也因为其自身的很多特点, 使得其在实际的应用和发展中具有一定的地位。

2 坐标系与其它坐标系之间的转换关系

进行水利工程的测量控制工作主要就是为了能够有效的满足设计以及施工的需求, 需要确保计算成果当中的边长以及实际的边长能够相符合, 即GPS测量网点之间的边长在计算中可以将其归类为对平面高程的计算或者对于任务书当中要求的高程进行计算, 对于其高程和高斯正形所投影的距离的总长度有效的控制在一定的范围内, 并且对于其所产生的影响可以忽略。

但是在这当中对于另外一些工程方案在制定中以及对可行性研究在进行设计当中主要需要确保在1/5万、1/1的地形图当中实施。在这个阶段当中所有的测量结果基本上都需要进行归类为国家坐标系统当中, 然而, 若是项目在进行设计以及施工图当中就可以采用国家坐标系统实施测量的工作, 在这个过程中, 控制点之间的投影变形就很难有效的满足相关规范的需求。

3 GPS在水利工程平面控制测量中边长改正问题探讨

3.1 工程概述

某企业在某地区进行承建一项具有供水以及发电等功能的总和项目。该工程属于半山区地形, 高差呈70m。山坡当中的植被很茂密, 同时地形地貌也很复杂, 其通视性非常的不好, 在该测区附近中的国家测量点有着很大的破坏。

该测区由于有之前所做的可行性研究阶段所进行的1/500坝址地形图以及四等水准线路和5级五等导线点。但是就是因为之前所研究的成果相隔的时间段比较长, 同时对于测量点的破坏程度也很高, 因此就需要在这个基础上能够将控制的两个四等水准点 (Ⅳ4、Ⅳ5) 和一个五等导线点Ⅳ4进行应用。

3.2 GPS测量的技术要求

1) 设计依据:对于《工程测量规范》来讲, 其主要应用在在一些大中型工业项目的测量当中, 在这个规范当中对于GPS的测量精度主要分为五个等级, 通常, 在一些中小型工程测量或者GPS测量当中一般采用的是四级或者四级以下。在《水利水电工程测量规范》当中其主要就是对于水利水电工程实施测量, 能够实现大中型水利工程的测量需求, 由于这个规范的时效性非常的好, 并且其也是降低精度分为五个等级, 在进行测量点的布设当中两个测量点之间的最小距离不能小于平均点间距的30%, 同时最大的距离不能大于平均点间距的3倍。对于该规范主要应用在水利水电工程实际的施工当中GPS的测量, 根据相邻点之间的距离以及精度可以将其分为三个等级。

2) 设计精度:按照实际的测区情况以及对于控制网的实际需求, 通常需要选择C级GPS网将其作为首要控制网, 需要确保控制网当中的最弱边的误差能够小于1/80000。

3.3 GPS测量的数据处理

1) 1954年北京坐标系数据的获取GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段, 采用随机软件完成。经基线解算, 质量检核和网平差后的到GPS控制点的1954年北京坐标系坐标, 其各项精度指标满足C级网精度要求。

2) GPS网投影到测区平均高程面1050m上。 (1) 因为对于以上所计算到的各个网点对于1954年北京坐标系, 然而其所投影的高度通常在高斯平面当中, 也就是边长在投影当中只是对高斯正形投影变形所产生影响进行了处理, 但是对于高程投影所产生的影响没有有效的解决, 因此就需按照相关规范要求, 对于GPS控制网实施高程投影。因为对于IV4可以能够为可行性在实际的研究阶段进行五等导线点的参考, 为了能够使得设计成果实现统一性, 这就需要对IV4点坐标当做投影的基准, 然而采用上述已经所取得的IV4点北京坐标系坐标和两国家已知点成果, 对边长以及方位角进行计算, 同时对于其边长实施改正处理。 (2) 应用这个水平距离以及方位角, 来进行Ⅳ4点坐标的计算, 并且降计算的数据当做坐标正算, 以此来实现对于高程面当中的坐标进行计算。 (3) 对于所投影之后的两个三角点的坐标可以将其作为坐标数据, 由于其是一致的数据, 因此对GPS控制网可能够在重新约束平差处理, 这样就能够得到GPS网点在测区平均高程面上的坐标。

结束语

在这个实际的测量当中, 按照相关规范要求以及实际的工作需求, 在同一个工程当中由于设计以及施工的不同, 坐标系统需要确保一致。并且每一个水利工程项目当中在实现规划设计阶段测绘当中还需要加强对于后续测量工作投影面的选择问题的思考。在应用GPS技术实现控制测量当中特别是需要加强对于投影方式以及高度选择的重视程度, 只有确保正确的方法以及对投影高度的选择合理才能够得到精度较高的成果数据。

摘要：在当前的工程测量当中, 由于GPS具有精度高以及高效率、多功能、操作简便等特点被广泛的应用在很多测量工程当中, 同时逐步的取代了采用传统测距以及测角的手段。在一定程度上能够形成较为理想的GPS网形。但是, GPS测量在解算之后的网点间的边长不是工作面当中的线长, 因此在实际的工程测量当中存在的投影长度变形值大于设计以及施工放样当中对于精度的要求。所以, 本文主要就对GPS在水利工程平面控制测量中边长改正问题进行分析和探讨。

关键词：GPS,水利工程,平面控制测量,边长改正问题