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水利工程类论文范文检索,与GPS在水利工程测量中的应用相关毕业论文开题报告
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【摘 要】GPS测量目前已经被运用于水利工程的测量中,其因高精度等优越性,已逐渐取代了传统的三角测量和导线测量建立控制网的方法.本文主要分析了GPS在水利工程测量中的应用优势,并探讨了GPS定位、布设等具体应用.
【关 键 词】GPS；水利；测量
全球定位系统（即GPS）,主要包括三大组成部分：GPS空间卫星部分、地面监控部分和用户端设备部分.最初,GPS是用在军事上,近些年,GPS技术已经被广泛的运用在了基础研究与新的应用领域中.当前,GPS精密定位技术已经被应用于水利工程的测量中了.虽说国内的GPS应用发展还不是很成熟,但是发展速度很快,GPS技术在水利工程中的应用形势看好.
1.GPS在水利工程测量中的应用优势
1.1可以实时动态更新测量数据
因为GPS具有较高的链接性能,能实现测量数据的即时传送,借助无线电把数据传给测量基站的计算机.由计算机实时检测和处理数据,进而最大限度的避免无效测量,提高工作效率,是现阶段GPS技术在水利测量中十分重要的一个应用.
1.2对通视条件要求不高
传统的测量技术要求有很好的通视条件,而通视就是指观测点与测量目标点之间的视线通透性,即是否存在阻挡物.但是水利工程,因为处于山地之间,往往没有很好的通视条件,这就需要设置转点,增加水利工程的测量工作量和难度.因为GPS受地形通视条件影响比较小,被广泛运用在野外测量工作之中.因为GPS可以在卫星信息的传递下获取合适的测量信息,在很大程度上提高了测量的效率和应用范围.
1.3实用于变形测量和自动测量
GPS测量可以用于监测大坝等重要建筑的变形情况.一般先前的测量手段需要安排专人在每期都要定时定点重复的测量,工作会比较枯燥,而且如果出现较小的变化也不易察觉,存在较多人为影响的不确定因素.而GPS测量在这个领域则发挥了相当重要的作用,以水利工程中的大坝测量为例,我们可以利用GPS系统建立自动化的实时监控测量系统,同时可以完成数据的采集与自动整理,给高精细的测量工作带来了巨大的便利.
2.GPS定位的误差来源与消除方法
在GPS测量技术中,主要有四个方面的因素会导致测量精度出现误差：第一是与GPS卫星有关的误差,主要包括卫星钟的误差和卫星的轨道误道.第二是与信号传播有关的误差：主要包括大气折射误差和多路径效应.第三时与接收设备有关的误差,主要包括观测误差,接收机钟差,天线中心误差和载相位观测的整周不定性影响.第四是地球自转的影响和地球潮汐的影响等其它误差.
要有效消灭误差,应该结合误差出现的根本原因进行分析后,再找出有效的处理对策,主要应该包括：一,引入相应的未知参数,在数据处理中联同其它未知参数一并解算.二,建立系统误差模型,对观测量加以修正.三,在不同观测站对相同卫星的同步观测值求差,以最大限度的减弱系统误差的影响.四,简单地忽略某些系统误差的影响.
3.GPS控制网布设与施测
3.1布网
3.1.1GPS测量的几种布网方式
一般而言,水利枢纽工程布置控制网和监测网常常会使用边连式或网连式,因为这种布网方式能增强网形的几何强度,并可确保控制网和观察网的可靠性,增加数据的精确度.但是,并非一切的水利工程都可以使用这种适布网方式,而线路和带状工程测量,比较适合使用点连式和边连式,如引水、提防工程.点连式和边连式,是指每隔一段距离布置一组GPS点对,然后将其连接成连续的三角锁同步图形,不仅利于保证数据的精确性,也利于消除由于水利工程中的各分项工程过于分散导致控制点疏密布置不当的问题,有着显而易见的优势.
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3.1.2控制网的作业方法
控制网的具体作业方法,就是把将大于等于两台的GPS接收机分别布置在一条基线或数条基线的两端,让全部接收机同步接受到卫星传递的数据,然后再处理静态数据.
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3.1.3静态数据的处理方式
获取大量外业观测数据后,需要立即进行GPS网的基线向量解算,并通过同步环、异步环及复测基线的闭合差精度控制外业观测的质量.解算工作结束后则需要分析整个网形的精度,避免出现控制点位置偏差影响到观测结果的精度,之后进行二维约束平差计算,得到最终坐标.
3.2GPS网的基本精度要求
GPS作业方式采用静态相对定位模式.GPS观测须满足以下有关条件.观测要求：GPS测量作业基本技术要求见表1.
3.3平面控制测量
目前传统的导线测量控制已经逐渐少用了,应该结合工程的实际需要,进行GPS静态定位、快速静态定位和实时动态定位技术（简称RTK）控制网测量和部分碎部测量.这样做具有很高的精度,实践证明,GPS相对定位精度在50km以内可达10～6ppm,在300～1500m工程精密定位中,1h以上观测的解其平面位置误差小于20mm；其次观测时间短.20km以内相对静态定位,仅需15～20min,应用RTK测量时,当每个流动站与基准站相距在15km以内时,流动站观测时间每站观测仅需几秒钟.
3.4放样测量
在水利工程测量过程中,采取RTK点放样和线路放样,进行点放样时,首先将放样点坐标和静态网中的坐标转换参数一起上传到GPS流动站中,然后根据所放点标识进行实地放样,放样精度可以控制在5cm以内：进行线路放样时首先在室内根据线路中心线的弯道元素编制线路中心线文件,将该文件和坐标转换参数上传到CPS流动站接收机,在实地依桩号和所放点与中心线的关系进行现场放样.
3.5航空摄影测量外业像控
在水利工程中,测区通常都是条带狭长型,线路一般
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3.6高程测量
使用GPS测量资料跟水准测量资料相结合,来确定区域性似大地水准面的高程非常有效.此法要求GPS观测点具备齐全的水准测量资料,且密度和分布比较均匀.利用高精度GPS定位技术精密确定观测点的大地高程差,并根据建立的适当似大地水准面数学模型,计算得出目标点的高程异常或异常差,从而得出特定点的正常高.经过实践证明,采用静态定位方法测出的大地高差误差△h/D可达到3-4ppm,当距离小于20km时,可达到厘米级精度；引入高级水准点,进行高程转换后,在平原和丘陵地中误差可达到±5cm,山区也可以达到±15cm,可以代替四等水准.
综上所述,借助着GPS技术的普及应用,结合水利测量的特点,GPS测量技术充分发挥了自身优势,从根本上革新了作业方式,提高测量工作效率及成果质量,GPS测量技术得到了广大水利测绘同行的认可,并迅速推广应用.[科]
【参考文献】
[1]徐绍铨,张华海,杨志强.GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉大学出版社,2001,7.
[2]王洪.动态GPS精度分析理论与应用研究[D].江西理工大学硕士论文,2008.
[3]李益农,许迪,李福祥.GPS在农田土地平整地形测量中应用的初步研究[J].农业工程学报,2005,21（1）：14-l5.
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