GPS跨河水准测量技术的应用
浅谈GPS技术在水利测量工程中的应用

浅谈GPS技术在水利测量工程中的应用
GPS(全球定位系统)技术是一种全球性的卫星导航和定位系统,现在已被广泛应用于水利测量工程中。
GPS技术可以实现测量、数据传输、定位和导航等功能,使得水利测量工程得到了快速、准确、高效的测量和数据处理方法。
在水利测量领域,GPS技术主要用于以下几个方面。
1. 水库、混凝土坝、地下水位测量
GPS技术可以快速、高精度地测量水库、混凝土坝、地下水位的高程和坐标位置。
通过GPS技术测量水位高程,可以判断水库的蓄水量、洪峰流量等水文信息。
同时,通过GPS技术测量混凝土坝的变形情况,可以了解坝体的变形和结构稳定情况。
GPS技术还可以应用于地下水位测量,快速、准确地定位地下水位。
2. 河流测量
3. 遗址勘探
GPS技术可以用于文化遗址、水利工程遗址等的勘探。
通过GPS技术测量遗址的坐标位置和高程信息,可以提供更加准确、高效的遗址勘探方法。
同时,通过GPS技术收集的数据也可以为后续的遗址保护和修复提供更加科学、精确的数据支持。
4. 水资源管理
GPS技术可以用于水资源管理。
通过GPS技术测量河流、湖泊等水体的位置和高程,可以了解水体的容积、水面面积、蓄水量等信息。
同时,GPS技术也可以完善水资源管理系统,提高水资源管理的科学化和精确度。
综上所述,GPS技术在水利测量工程中的应用非常广泛,可以提供快速、准确、高效的测量和数据处理方法,为水利测量工程的实施和后续的管理提供了可靠的支持。
随着科技的不断发展,GPS技术在水利测量领域的应用将不断得到完善和扩展。
水利测绘工程中GPS高程测量的应用

水利测绘工程中GPS高程测量的应用
GPS高程测量技术是水利测绘工程中常用的一种技术,它通过对卫星信号的接收和计算,能够精确地测量出目标点的高程。
其在水利测绘工程中的应用广泛,主要包括以下方面:
一、水文测站高程的测定
水文测站作为水文学研究的基础,其高程的精确测定对于水文数据的收集和分析至关
重要。
利用GPS高程测量技术,可以实现对水文测站高程的快速、准确测量,避免了传统
测量方式中遇到的地形复杂、路途遥远等问题,提高了数据的可靠性和测量效率。
二、河道纵断面的建立
测算河道纵断面是水利工程建设中重要的工作,其精确性对于防洪排涝、航道规划等
方面有非常大的影响。
利用GPS高程测量技术,可以对河道两岸的地形高程进行快速的测量,通过处理数据可以自动生成河道纵断图。
这种方式不仅可以提高测量精度,还可以减
少测量的人力物力投入。
三、水库水位监测
水库水位的测量对于水利工程的管理和运行非常重要,传统的水位测量方法较为繁琐,且在山区和地形险峻的地区无法实现。
利用GPS技术可以在不受地形高低影响的情况下进
行水库水位的监测和测量,极大地提高了水位监测的效率和精度。
四、排涝工程的设计
排涝工程设计需要考虑周围地形高程的影响,而地形复杂的环境下要求的精度更高。
利用GPS高程测量技术可以快速测量出施工区域的地形高程,在提高设计精度的同时也减
少了施工期间的繁琐工作。
总之,GPS高程测量技术在水利测绘工程中的应用是广泛的,并且在测量效率和精度
方面都有很大的提升,为水利工程的设施和运行提供了可靠的数据支持。
三角高程_GPS在跨河水准测量的应用

从表中数据可知 : 同岸 α最大互差 = 3107 mm / km < 13 mm / km; 不同岸 α最大互差 = 4113 mm / km < 18 mm / km[3] ,α平 = 0103065 mm / km。 从 C1 - S3 桩跨河 : GPS法正常高高差 △HC1 - S3 =
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
3 C3 - C1 2. 079 67 1. 041 9 1. 104 1 0. 062 2 0. 029 91
4 C4 - C1 2. 046 99 1. 032 1 1. 099 6 0. 067 5 0. 032 98
5 C1 - S3 2. 105 09
2. 329 8 平均 : 0. 030 65
跨河三角高程采用两岸对向同时观测测点斜距及 竖直角方式进行 。对向同时观测可以极大地提高精度 ,
消除或减弱仪器高误差 、大气垂直折射差、地球曲率误 差等多项误差 [2 ] 。观测斜距时分别读取仪站与镜站的
3 收稿日期 : 2008—11—24 作者简介 :欧阳平 (1978—) ,男 ,工程师 ,主要从事测绘生产科研工作 。
1 前 言
当水准路线需要跨越大的水面或宽的峡谷时 ,由 于视线超出常规水准测量的长度 ,就必须采用跨河水 准测量的方法 ,以指定的精度等级将本岸的高程传递 到对岸 [ 1 ] 。三角高程测量以其快速 、简便且能保证一 定精度而应用于跨河水准测量 ; GPS测量观测周期短 、 布网迅速 、精度高 、自动化程度高 ,平面精度已经得到 广泛认可和应用 ,高程精度的提高也为 GPS替代水准 测量成为可能 , GPS测量不受通视条件限制的优点更 适用于跨河高程测量 。单独的三角高程测量只能通过 闭合差来检验其内符合精度 ,在本例跨河水准测量中 , 用光电测距三角高程法进行施测 ,通过相关精度分析 , 在本例中三角高程测量能达到国家三等水准测量的要 求 ,并用 GPS高程测量进行外符合精度检核 。
GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用

GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用
GPS-RTK测量技术是一种基于全球定位系统(GPS)原理的精密测量技术,其应用广泛,包括在水利工程测绘中。
在水利工程测绘中,GPS-RTK测量技术可用于测量地形、水位、河道变形、水库变形
等方面。
其主要应用包括以下几个方面:
1. 水位测量:GPS-RTK测量技术可以实时获取水位数据,无需人工巡视,大大提高了测量效率和准确性。
通过多个GPS接收器的同时观测,可以实现对水位的连续监测和记录,以及对水位变化的分析,为水库调度和洪水预警提供可靠的数据支持。
2. 河道变形测量:GPS-RTK测量技术可用于监测河道的变形和河床演变情况。
通过设置多个GPS接收器,可实时监测并记录河道的三维形状,包括河道宽度、深度、河底高程
等参数,为河道治理和水工结构设计提供可靠的数据依据。
GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的应用十分广泛,可以实时监测并记录各类水利
工程中的重要参数和变形情况,为工程设计、维护和管理提供可靠的数据支持,提高了工
程的准确性和安全性。
GPS在跨河水准测量中的可行性应用

+ 2 一 3
一 3
- 4 — 2
+ 2
— 3 + 2
+ 3
+ 2 + 4
- 3
- 3 + 1
一 l
D市大 桥
+ l
+ 3
— 2
— 3
一 l
参考椭球面
图 1大地高、 正常高、 高程异常的关系示意图 图1 为大地、 高和正常高之间的关系。 其中, 为高程异常。 H 一 为G P S 测得 的大地高 , H 为正常高 , 即H 产H 一 ∈根据 以上 公式和 高程异常 的特 点, 可 以考 虑 将 G P S高 程 应 用 于 跨 河 水 准 测量 中 。 2 . 3 G P S大地高高差代替跨河水准测量高差的方法 2 - 3 . 1由 GP S相对 定位得到 的基 线 向量 , 通过 G P S网平 差 , 可 以得到 高精度 的 WS G 一 8 4 大地坐标系 中的大地高高差。 2 . 3 _ 2 由公式 H H w 一 ∈ 可知,地面上两点之 间的正常高高差 h , 大 地 高高差 Hw —w以及高程异常之差的关系为: h I = H 。 一 △ ∈ 。 2 . 3 - 3在 大江 、 大河 、 湖泊、 海 湾两 岸地 形起 伏不 大 ( < 5 O m) 的平 坦地
科 学 发 展
G P S在跨河水准测量 中的可行性应用
张 扬
( 黑龙江省航道局)
摘 要: 本文 阐述 了 G P S跨河水准 测量的概念 、 方法 , 并 以实例验证 了跨河水准测量方法的可行性。 关键词: G P S ; 跨河水准测量: 高程异常
1 前 言
测 回, 半测回观测读 数为 8组 , 外业观 测历时 2 0天 , 达到二等跨 河水准测 量精度要求。
基于GPS的跨河水准测量技术研究

所 测 的相 对于 似 大地 水准 面 正常 高 , 及通 以 过 重 力 测 量等 手 段 所 得 到 的 地 球 重 力场 模 型。 所以 考虑GP 水 准 的误差 源 , 得分 别考 S 就 虑影 响大地 高 、 正常高 、 地球 重 力场 模 型精度 的 因素 以 及它 们 的综 合作 用 。
工 程 技 术
SIC C NE&TCNLG E EH00Y
盛圆
基于 GPS的跨 河水 准测 量技 术研 究
林 康力 李 贤忠 ( 连市 勘察测 绘研 究院有 限公 司 辽 宁大连 大 1 02 ) 6 1 1 摘 要: 本文基 于笔者 多年从 事跨 河水 准测量的 相馆工作 经验 , 以基 于G S ̄术 的跨河水 准测量 为研 究对 象, PJ . 分析 由G S P 测量所得大地 高 求 解正 常 高 的 误 差 能 够提 高 求 解 的精 度 , 以使 G S 河 高程 传 递 能 够 满足 跨 河 水 准 测量 的 精 度 要 求 , 而 达 到取 而 代 之 的 作 用 。 文 是 笔 P跨 进 全 者 长期 工作 实践基 础上的理论 升 华, 信对从 事相关 工作 的 同行有 着重要的参 考价 值和借 鉴意义 。 相 关 键 词 : P 跨 河 水 准 误 差 分 析 GS 中 图分 类 号 : B 2 T 2 文献 标 识 码 : A 文 章 编号 : 6 2 3 ( 0 10 ( ) 0 5 - 2 l - 7 1 2 1 )4 b- 0 5 0 7 9
2 GS P 跨河高程测量误重要 因素可 以 S 分为 三类 : S 历误 差 ( GP 星 轨道 误差 )对 流 层 、 对GP S信 号的折 射影 响 、 他影 响 因 素。 其 卫 星 星 历 误 差是 指 卫 星星 历给 出 的 卫 星 空 间 位 置 与 卫星 实 际 位 置 间的 偏 差 。 它 是 一 种 起 始 数 据 误 差 , 大 小 取 决 于 卫 星 其 跟 踪 站 的 数 量 及 空 间分 布 、 测 值 的 数 量 观 1 G S 程拟 合原理 P高 GP 水 准 有 两个 作 用 : ・ 可精 确 求 定 及 精 度 、 道 计 算 时 所 用 的 轨 道 模 型及 定 S 是 轨 GPS 点的 正 常高 ; 二是 求 定 高精 度 的似 大 轨 软件 的 完善 程 度等 。 历误差 是 影 响GPS 星 地水准面 。 高程 测 量精 度的 主要 因 素 , 主要 源 于GPS 其 在 一 个GPS网中 , 过对 此 网进 行GPS 经 卫 星 轨 道 摄 动 的复 杂性 和 不稳 定 性 。 平 差 后 , 以 得 到 网 中 各 点 的 大 地 高 , 可 对 流 层 折 射 影 响 是 指 GP 信 号 通 过 对 流 s 利 用既 有GPS 地 高H又有 正 常高 h的多 个 层和平 流层 交界时 , 传播速 度将 发生 变化 , 大 其 已知点 ( 简称 公 共 点 ) 求 出这 些公 共 点 的 , 传播的 路径将 发生 弯 曲, 因而 产生测 量偏 差 。 值 。 后 由公 共 点 的平 面坐 标 和 值 , 然 采用 其 它影 响 因素 的 影 响 主 要包 括 垂 直 精 度 因 数 学 拟 合 的 方 法 , 合 出 测 区 内的 似 大 地 子、 线 长 度 、 拟 基 多路 径 、 天线 高 的 量 取 等 。 另 水准 面 。 由其 它GP 再 S点( 求点 ) 待 的平 面 坐 外 , 考虑  ̄ G S 程转换 常用到 三个 量为G S IP 高 J P 标 ( , ) 合( x y拟 内插 ) 出该 点 的 高程 异 常 X , 所 测的 相 对 于参 考椭球 的大 地高 、 何水 准 值 几
浅谈GPS技术在水利测量工程中的应用

浅谈GPS技术在水利测量工程中的应用随着科技的不断发展,全球定位系统(GPS)技术在水利测量工程中的应用越来越广泛。
GPS技术能够准确测量和定位地理空间信息,为水利测量工程提供了强大的支持。
本文将就GPS技术在水利测量工程中的应用进行浅谈。
1. 高精度定位能力GPS技术可以实现全球范围内的高精度地理定位,其精度可达到几米到几厘米不等。
在水利测量工程中,这种高精度的定位能力可以帮助测量人员准确地测绘河流、水库、水渠等地理空间信息,为水利工程的规划、设计和建设提供了精准的数据支持。
2. 高效快速测量能力传统的水利测量工程需要耗费大量的人力物力和时间成本,而GPS技术可以实现高效快速的测量。
测量人员可以通过GPS设备迅速获取地理空间信息,大大提高了测量工作的效率和质量。
3. 全天候定位能力GPS技术可以在任何天气条件下都可以实现定位测量,不受天气条件的限制。
这使得在复杂的水利环境下,如严重的洪灾、恶劣的气候条件下依然可以进行精准的测量工作,保障了水利测量工程的进行。
1. 水资源调查GPS技术可以提供水资源的精确位置和分布信息,可以帮助水利部门进行水资源的调查和评估。
通过GPS技术,可以准确测绘分布在地理空间中的水资源,为水资源的合理开发和利用提供了数据支持。
2. 水文测量水文测量是水利测量工程中的重要环节,包括水位、流速、水质等参数的测量。
GPS技术可以实现对水文测量点的精确位置定位,帮助水利部门进行水文测量工作,并获取准确的水文数据,为水利工程的规划和管理提供重要的依据。
3. 移动测量在水利工程中,经常需要对大范围的地理空间进行测绘和监测。
GPS技术可以实现移动式测量,测量人员可以通过携带GPS设备在大范围的地理空间中进行测量和监测工作,帮助水利部门进行水资源的管理和保护工作。
4. 工程建设在水利工程的规划、设计和建设过程中,需要准确的地理空间数据来支持工程的施工和监控。
GPS技术可以实现工程建设现场的精确定位和监测,为水利工程的建设提供了重要的技术支持。
GPS高程测量及在水利测绘工程中的应用

GPS高程测量及在水利测绘工程中的应用GPS (全球定位系统)高程测量在水利测绘工程中被广泛应用。
本文将探讨GPS高程测量技术的原理、优势以及在水利测绘工程中的应用,以及存在的问题和挑战。
GPS高程测量使用卫星导航系统来确定测量点的高程,其主要依赖于在观测阵地上接收到的卫星信号。
通过测量接收到的卫星信号的时间和位置信息,可以计算出测量点的三维坐标,包括高程。
GPS高程测量具有以下优势:1. 高精度:GPS高程测量具有很高的精度,通常可以达到几厘米的水平。
这使得在水利测绘工程中可以得到准确的高程测量数据,用于工程设计和施工。
2. 高效:GPS高程测量可以快速完成,大大提高了测量工作的效率。
与传统的水准测量相比,GPS高程测量的速度更快且更灵活,减少了测量时间和劳动力成本。
3. 全天候:GPS高程测量不受天气条件的限制,可以在任何时间和任何天气条件下进行测量。
这对于水利工程来说非常重要,因为它们通常需要在各种天气条件下进行测量。
1. 水文测量:水文测量是水利工程中最常见的应用之一。
通过使用GPS高程测量技术,可以准确测量河流、水库、堤坝等水利设施的高程,用于水位和流量的监测和预测。
2. 水土保持:水土保持工程需要考虑地形的变化和高程的分布,以便设计和建设相应的控制措施。
使用GPS高程测量技术可以获取土地表面的准确高程数据,帮助确定合适的水土保持措施。
3. 水源利用:水源利用是水利工程的重要组成部分。
通过使用GPS高程测量技术,可以测量水源的高程、供水设施的高程,以及水源的分布和变化情况,从而确定最佳的水资源利用方案。
4. 种植规划:在水利农业中,GPS高程测量可以用于土地和植物生长环境的调查和分析。
通过获取准确的土地高程数据,可以确定最佳的农田利用方式,提高农作物的产量和质量。
GPS高程测量在水利测绘工程中还存在一些问题和挑战。
GPS高程测量受到建筑物、树木和地形等因素的影响,可能导致信号的遮挡和干扰。
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GPS跨河水准测量技术的应用
摘要:在江河湖海、峡谷上建立的跨江、跨海的桥梁、隧道越来越多,而传统的高精度跨河水准测量手段,存在精度较低、效率不高等缺点,因此,在现有技术条件下,寻求一种精度优良、效率更高、不受环境影响而又易于推广的跨河水准测量方法,以取代传统高程传递手段势在必行。
根据gps水准测量原理,研究gps跨河水准的高程拟合方法,采用二次曲线拟合模型对汕头苏某跨河水准gps测量的观测数据进行分析,提出几点对实际应用有意义的建议。
关键词:gps;跨河水准;应用
中图分类号:p228.4文献标识码:a文章编号:
引言:传统的跨河水准测量方法有光学测微法、倾斜螺旋法、经纬仪倾角法以及测距三角高程法等,这些方法受交通、气象等条件制约,工作效率较低。
随着我国经济建设的迅猛发展,许多在建和拟建的特大桥梁所跨越的水面越来越宽,传统的测量方法显得越来越困难,所需费用也越来越高。
gps技术所具有的三维定位功能,以其快速、全天候测量的优点,为跨河高程测量提供了一种新的方法。
利用gps技术进行跨河高程测量,必须将gps所测的大地高高差δh转换为工程使用的正常高高差δh,本文基于全球重力场模型(egm96),计算跨河点的高程异常
差δξ, 从而实现δh到δh的转换。
1、计算方法
gps高程测量得到的是gps 点间的大地高差,而水准测量得到的是水准点间的正常高差,如果在河流(或其他障碍物)两边分别施测gps 水准点a 、b 和c、d(图1) ,根据大地高和正常高之间的关系做相应的变形计算有:
δξab= (ξb-ξa) = (hb-ha) - (hγb-hγa) (1)
δξcd= (ξd-ξc) = (hd-hc) - ( hγd-hγc) (2)
其中, ha、hb、hc、hd为各点大地高,(hb-ha)、(hd-hc) 为gps 水准点之间的大地高高差,可通过gps测量得到; hγa、hγb、hγ、hγd为各点正常高,(hγb-hγa)、(hγd- hγc)为gps 水准点之间的正常高高差,可通过水准测量得到;ξa、ξb、ξc、ξd为各点高程异常值,δξab、δξcd为gps水准点之间高程异常差值。
由于跨河距离范围一般不大(数百米至数千米),可以认为局部
区域高程异常差值为0。
据此可以通过河流(障碍物)两边已知gps 水准点间的高程异常变化, 采用简单模型对区域大地水准面变化
情况进行拟合,从而求得跨越河流的gps 水准点(上例中的bc 两点)之间的高程异常差值及正常高高差。
2、影响gps测高精度的因素及消减措施
(1)相位整周模糊度可靠性
相位整周模糊度解算是否可靠直接影响基线向量精度,要准确
得到相位整周数需要最好的算法。
不同的gps后处理商业软件都有一定的局限性,我们使用的是gam it软件,同时有重复基线进行检
核。
(2)星历和参考坐标误差
虽然广播星历和参考点坐标(绝对定位获取)对短边的影响很小,但采用gps精密星历及理想的wgs-84参考位置可提高基线解算精度。
(3)多路径效应
多路径效应严重影响gps测量精度,严重时还将引起信号的失锁。
它的影响既不能采用求差法来解决,也无法建立改正模型,削弱它的有效方法除选用较好的抑径天线、合理选择测站、远离反射物和干扰源外,观测时应有足够的时间(建议观测时间长度>3h) ,卫星几何位置的变化将能通过平均将其影响减小。
(4)电离层及对流层延迟
电离层延迟可通过模型改正、差分等方法来削弱,如采用双频观测量可消去大部分的电离层的影响。
对流层延迟即使对于短基线,也将产生较大的影响。
大多数软件可通过建模来计算折射数的干分量,但很难对多变的折射数的湿分量来进行建模。
鉴于它的影响随着卫星高度角的减少而增大,建议对于短基线(特别是倾斜度大的
基线)作长时间观测外,在数据处理时将高度角小于20°的卫星删去。
(5)潮汐现象
潮汐现象包括陆地潮汐和海洋潮汐,它们对gps测高产生影响,
基线超过100km时影响能达到厘米级,一些软件能通过建模来消除这些影响。
(6)天线高
天线高是一个明显的误差来源,采取有效的天线高测量手段可使其精确到0.11mm。
(7)天线相位中心如混合使用不同类型天线,其相位中心在高度上相差几厘米。
当使用同一厂家的天线并检测其相位中心偏移量时,这个问题就变得很小。
(8)卫星及接收机钟钟差
卫星钟钟差在gps双差过程中已经被削除。
接收机钟钟差在求差中被大大削弱,对于同一厂家生产的接收机,它的影响很小,可忽略不计。
(9)卫星质量和卫星图形的影响
由于这些影响大多不受操作者控制,所以观测时最好能进行卫星预报,选择最佳时段进行观测。
3、实验数据分析
汕头某项目穿越汕头海海域,若从已建好的礐石大桥或海湾大桥进行ⅱ等水准测量,一方面过桥精度无法保证,另一方面工作量巨大,因此必须采用跨河水准测量。
跨河水准测量观测方法可根据障碍物的宽度和仪器设备情况,采用不同的观测方法,一般跨河水准测量方法有倾斜螺旋法、gps测量法、光学测微法及电磁波测距三角高程法等。
倾斜螺旋法、电磁波测距三角高程法可适用于各种
视线长度,光学测微法适用于500m以下的视线长度。
本项目选定跨河水准位置位于汕头国际集装箱码头,此处海面宽约3100米,所以拟采用gps测量法。
跨河水准采用现场gps控制点布置,现场观测3小时,跨河水准布置如图所示:
采用gam it软件、精密星历对该gps网进行数据处理详细情况见下表:
从上表中可知,,在对gps网三维无约束平差后得到gs01至sa08高差δhgs01、sa08 =-0.1558m, 二等水准实测高差δhgs01、sa08 =-0.1509m,2种跨河水准测量方法(光学测微法、gps)所得的跨河点(gs01、sa08)高差只相差4.9 mm,符合《国家ⅰ、ⅱ等水准测量规范》要求。
4、结语
通过本次试验研究,对于gps跨河水准测量,我们有如下几点体会:
(1)采用gps技术进行跨河水准测量是一种新的尝试,本次试验结果达到了国家ⅱ等水准测量的精度指标,其作业与数据处理方法可提高工作效率并获得良好的经济效益,有一定的参考价值。
(2)在平坦地区,似大地水准面较为光滑,短距离跨河水准测量
可不考虑地面重力异常的中波分量及地形改正,但对于长距离或地形起伏较大的跨河水准测量在时就不应忽略。
(3) gps网应按国家c级以上gps作业的技术要求观测,跨江(河)段尽可能安排在不同时段重复测量,有条件时可分别在白天和晚上进行。
(4) gps测量时应尽可能提高gps网基线解算的起算点坐标的精度,尽可能采用精密星历,选用双频gps接收机。
观测时应选择最佳的卫星分布,重复设站数不小于2,每一时段观测时间不小于3 h, gps天线高应尽可能准确量取,同时推荐使用gamit软件进行数据处理。
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