水利水电工程测量大全11篇

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水利水电工程测量是工程测量学科的分支，是一门直接为水利水电工程建设服务的专业性学科。按照工程建设程序，水利水电工程测量分为规划设计阶段的测量、施工兴建阶段的测量和运营管理阶段的测量。按照测量内容，水利水电工程测量分为地形测量、水下测量、变形监测以及地下洞室测量等几部分，通过对大地测量技术、卫星定位技术（GPS）、数字摄影测量与遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS） 技术等技术的不断融合，水利水电工程测量领域，目前已经涵盖了线路测量、地籍与界线测量、施工测量、计量测量等多方面内容，而且还会不断拓宽。

1 地形测量

地形测量指的是测绘地形图的作业，即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行测定，并按一定比例缩小，用符号和注记绘制成地形图。随着全站仪和计算机技术的普及，开发数字成图软件，并采用三维数字地形测绘技术已经成为现代数字地形测绘技术的主要方向。数字化测绘技术的作业模式主要有：电子平板模式、数字测记模式和数字摄影测量模式。

电子平板模式主要采用全站仪、便携机以及地形图绘图软件，作业方式有测站和镜站两种。其特点是模拟传统白纸成图，作业直观，无需编码，测绘不易产生错漏，但便携机电池使用时间短、相对笨重且稳定性差，比较适合平坦地区、城镇地区地形测图，不适合环境条件恶劣的水利水电工程地形图测绘。

数字测记模式主要采用全站仪、草图以及带有地物编码的地形图内业绘图软件等。它适合各类环境数字地形图测绘，但是作业不直观，测量点号与草图点号可能产生不一致，易产生地物错漏，对现场绘制草图人员要求较高。

数字摄影测量模式主要采用全站仪、掌上测图系统以及地形图内业绘图软件。它克服了笔记本电脑电子平板的缺点，发挥笔记本电脑、电子手薄、掌上平板的优点，可视化界面，人性化设计，操作简单，携带方便，环境适应性强，是目前较为理想的野外测绘数据采集及成图工具。

2 变形监测

变形监测又称变形测量，是对变形体进行测量，确定其空间位置及内部形态的变化特征。水利水电工程的变形监测主要包括基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测、监测资料分析等内容，目前常用的变形监测方法主要有大地测量法、基准线测量法以及液体静力水准测量方法等。

2.1 大地测量法

大地测量方法是变形监测的经典方法，可完成变形监测基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测等工作，测量设备主要有电子水准仪、精密全站仪，测量方法包括传统的三角测量、几何水准测量、交会测量和现代的边角测量、三角高程测量等方法。大地测量方法利用常规大地测量仪器，理论方法成熟，数据可靠，观测费用较低，但观测时间长，劳动强度高，精度易受观测条件影响，自动化和智能化程度较低。

2.2 基准线测量法

基准线法是水平位移变形监侧的常用方法，土石坝、重力坝、支墩坝等直线形大坝的坝体、坝基一般采用引张线法、真空激光准直法和垂线法观测，若坝体较短可采用视准线法、大气激光准直法观测；拱坝坝体坝基主要采用垂线法或大地测量法观测；近坝区岩体、高边坡、滑坡体水平位移监测主要采用大地测量法、视准线法和垂线法。

2.3 液体静力水准测量方法

垂直位移监测技术主要有水准测量、三角高程测量、液体静力水准测量技术，目前发展最快的是液体静力水准测量技术。液体静力水准测量系统特别适用于坝体廊道内高程观测及高程传递，它通过各种类型的传感器测量容器的液面高度，可同时获取数十乃至数百个监测点的高程，具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里，可用于跨河与跨海峡的水准测量；通过一种压力传感器，允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。

3 水下测量

传统的水下测量一般以经纬仪、电磁波测距仪及标尺、标杆，采用断面法或极坐标法及交会法定位，并用测深杆和测深锤来采集水深数据，这种方法效率低，误差大，已经很少采用。近年来随着卫星定位技术的发展，DGPS、GPSRTK及CORS 系统配合多波束测深仪得到了广泛的应用。DGPS 是以某已知点作为基准点，基准点的GPS 接收机连续接收卫星信号，并与已知点的位置进行比较，确定当时误差的伪距修正值，将这些修正值通过无线电台接收，用户接收机接收修正值来实时校正GPS 信号。目前GPSRTK及CORS 系统定位已达到厘米级的定位精度，并且能够做到实时无验潮测量，对于大面积的水下地形测量，可以大大缩短工作周期，减轻劳动强度。

4 地下洞室测量

地下洞室测量工作是水利水电工程测量的重要组成部分，主要包括地面控制测量、地下起始数据的传递、地下控制测量、贯通测量、施工测量、变形监测等内容。

地下洞室测量以地下为主、地面为辅，地面部分主要是针对地下工程进行地面控制测量和地面变形监测等。由于作业空间狭窄、空气潮湿、粉（烟） 尘大、光线弱照度差、施工干扰严重等因素，地下洞室测量需借助专用（防震动、防爆炸、防潮湿） 全站仪、无棱镜激光测距仪、陀螺全站仪、激光指向仪、无棱镜激光断面测量系统。

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水利水电工程测量是工程测量学科的分支，是直接为水利水电工程建设服务的专业性学科。按照测量内容，水利水电工程测量分为地形测量、水下测量、变形监测以及地下洞室测量等几部分，通过对大地测量技术、卫星定位技术（GPS）、数字摄影测量与遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）技术等技术的不断融合，水利水电工程测量领域，目前已经涵盖了线路测量、地籍与界线测量、旌工测量、计量测量等多方面内容，而且还会不断拓宽。

1、水利水电工程测量的常用技术

（一）、变形监测

1、变形监测的含义

变形监测又称变形测量，是对变形体进行测量，确定其空间位置及内部形态的变化特征。水利水电工程的变形监测主要包括基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测、监测资料分析等内容，目前常用的变形监测方法主要有大地测量法、基准线测量法以及液体静力水准测量方法等。

2、变形测量常用方法

（1）、大地测量法

大地测量方法是变形监测的经典方法，可完成变形监测基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测等工作，测量设备主要有电子水准仪、精密全站仪，测量方法包括传统的三角测量、几何水准测量、交会测量和现代的边角测量、三角高程测量等方法。大地测量方法利用常规大地测量仪器，理论方法成熟，数据可靠，观测费用较低，但观测时间长，劳动强度高，横度易受观测条件影响，自动化和智能化程度较低。

（2）、基准线测量法

基准线法是水平位移变形监侧的常用方法，土石坝、重力坝、支墩坝等直线形大坝的坝体、坝基一般采用引张线法、真空激光准直法和垂线法观测，若坝体较短可采用视准线法、大气激光准直法观测；拱坝坝体坝基主要采用垂线法或大地测量法观测；近坝区岩体、高边坡、滑坡体水平位移监测主要采用大地测量法、视准线法和垂线法。

①、视准线法的优点是所用设备普通，操作简便，费用少，但受照准精度、大气折光等多种因素影响，操作误差不易控制，精度会受到明显的影响。近年来采用较少。

②、引张线法是一种广泛应用的大坝水平位移监测主要方法，具有设备简单、测量方便、速度快、精度高、成本低等特点。引张线读数仪由早期人工测读引张线仪发展到目前的步进电机光电跟踪式引张线仪、电容感应式引张线仪、CCD式引张线仪以及电磁感应式引张线仪，基本实现了实时自动化观测。对于短距离引张线，取消了系统中的浮托装置，提高引张线的综合精度，简化引张线的观测程序，可实现完全自动化观测。

③、垂线包括正垂线和倒垂线两种形式，是水利水电工程水平位移变形监测的主要方法。正垂线般采用“线多站式”，可用于水工建筑物各高程面处的水平位移监测、挠度观测和倾斜测量等；倒垂线般要求深入稳定的基岩内，大多用于岩层错动监测、挠度监测，或用作水平位移的基准点监测。垂线监测由传

（3）、液体静力水准测量方法

液体静力水准测量系统特别适用于坝体廊道内高程观测及高程传递，它通过各种类型的传感器测量容器的液面高度，可同时获取数十乃至数百个监测点的高程，具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里，如用于跨河与跨海峡的水准测量；通过一种压力传感器，允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。

（二）、水下地形测量技术

近年来随着卫星定位技术的发展，DGPS、GPS RTK及CORS系统配合多波束测深仪进行水下地形测量得到了广泛的应用。DGPS（差分全球定位系统）是以某已知点作为基准点，基准点的GPS接收机连续接收卫星信号，并与已知点的位置进行比较，确定当时误差的伪距修正值，将这些修正值通过无线电台接收，用户接收机接收修正值来实时校正GPS信号，它具有全天侯、实时连续、高精度等特点。目前GPS RTK及CORS系统定位已达到厘米级的定位精度，并且能够做到实时无验潮测量。以上几种定位技术进行水下地形测量与岸上基准点交会法、极坐标法等定位技术相比。具有极大的优势，特别是较大面积的水下地形测量，可以大大缩短工作周期，减轻劳动强度。

（三）、数字地形测绘技术

随着全站仪和计算机技术的普及应用，形成了多种大比例尺地形图的数字测绘方法，开发出具有自主知识版权的优秀数字成图软件，采用三维测绘技术，不仅可满足地形图和专业图测绘成图，还可进行GIS前端数据采集与更新。数字化测绘技术作业模式主要采用电子平板模式、数字测记模式和数字摄影测量模式（含数字近景摄影测量模式）。

二、几种新技术在水利水电测量上的应用

（一）、CAD技术在水利水电勘测设计中的应用

近年来，随着国家经济实力的增强，开始逐步加大对大江大河的整治力度。对水库和堤防除险加固工程投资巨大。与之相应的勘测设计工作量也急剧增大。传统的手工绘图、计算不能满足其任务要求，利用CAD技术，则极大地改善了勘测设计条件。在水利水电勘测设计行业实现了计算绘图与测量的一体化，从数据录入到输出都是在自动化软件的管理下进行，在计算机之间或计算机与设备之间以数据流的形式交流，实现了无纸化办公，自动化计算，不但极大地提高了效率，还避免了人为的错误。可能以前手工计算要三个工日的工作量，不到一分钟就计算完成了。

（二）、遥感技术在水利水电勘测中的应用

根据遥感的平台分类，可以将遥感技术分为航天遥感、航空遥感和地面遥感共三大类。遥感技术由于视域广阔、信息丰富、具立体感、卫星影像成周期性重现以及获取资料快速等特点，被广泛应用于水利水电勘测设计工程中有关地质问题及相关的环境等问题的调查与研究。

1、遥感技术在区域构造稳定性研究

遥感图像能提供大量宏观的线性构造信息，较为全面的反映区域地质特征、水系分布特征和地貌形态，所以遥感图像成为研究区域构造格架，确定断裂体系及活动性以及评价工程及其周缘地区的构造稳定性所必不可缺的参考资料。

2、遥感技术对于危险地带的监视

在大型水利水电工程库区岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆积体等易出现问题的地带进行监测与调查中，有一些工程应用遥感技术利用航卫片或彩红外片进行地质解译，结合野外的现场观察，可以方便快捷的判定该地区的地质活动强度与稳定性。

3、遥感技术对于非地表资料的判读

利用遥感影像，特别是彩红外影像进行岩溶及岩溶水文地质调查有其特殊的优势，像片解译不仅能很好地判读各种岩溶地貌现象，而且还可以充分利用和其它介质红外光谱的差异，判断地下水的分布和泉水分布等。

4、代替人工进行中小比例尺地质测绘填图

在保持必须的野外考察和成图现场校核工作的前提下，中小比例尺地质图可以用遥感成图取代常规地质测绘。建筑物及其它重要地区大比例尺工程地质图优先考虑遥感成图。这样可以节约测绘时间，提升工作效率。

三、结语

随着计算机技术的进―步发展，以及GPS、Rs、GIS、3S集成技术等测绘新技术以及数字化测绘、地面测量等先进技术设备的应用，水利水电工程测量方法和手段必将不断更新换代，服务领域也将不断拓宽。未来的水利水电工程测量技术定会向着，测嚣数据采集和处理的自动化、实时化、数字化：测量数据管理的科学化、标准化、规格化：测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化的方向发展。

参考文献：

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中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：

0.引言：科学技术的新成就，电子计算机技术等新技术的发展与应用，以及测绘技术和科技的不断发展，工程测量技术近年来发生了很大的变化；水利水电工程施工测量技术的面貌日新月异。

1．全站仪测量放样技术

全站仪替代光学经纬仪和电磁波测距仪的应用．足地面测量技术进步的重要标志之一。全站仪具有测量精度高，仪器的集成化、自动化和智能化程度高等优点，为施工测量提供了极大的方便。已大量应用于各类工程的施工测量中。电子全站仪自动改正仪器轴系统差、自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差，自动记录存储、实时测量三维坐标、与双向数据通讯功能，为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。目前全能型和智能化方向发展的电脑型全站仪都带有丰富的软件，可以直接进行坐标放样、导线测量、程序测量、悬高测量、道路放样、对边测量、面积测量、高程传递、参考线放样，故能提供高速高精度的观测成果，又能高效地完成多种测量作业。带马达驱动和程序控制的全站仪可以结合激光、通讯及CCD技术，能实现测量的完全自动化，被称作自动化测量器械。为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件。

2．数据库技术与GIS技术

测量工作者如何更好更好地为工程建设服务，其最有效的方法是利用数据库技术或GIS技术建立数据库或信息系统。其同的是把大量的测量数据或信息进行科学的存储．建立三维数字地形模型，提高测量数据利用率，减少重复劳动，以便于检索、分析、分发和利用。实现管理和服务的科学化、现代化。将GIS应用于水利水电工程建设，虚拟显示施工总布置三维全景，直观反映各组成部分空间上和时间上的相互关系并实现各种信息可视化查询、分析、统计计算，实现建筑物施工全过程动态仿真演示。以信息的数字化、直观化、可视化为出发点，直观清晰地描述复杂工程建设的施工动态过程，为全面、准确．快速地分析掌握工程施工全过程提供有力的分析工具，实现工程信息的高效应用与科学管理。

3．GPS定位技术

随着GPS的出现和不断发展完善，测绘定位技术发生了革命性的变革。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术，正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度、大范围的GPS技术所代替，同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间；定位方法已从静态扩展到动态；定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起，称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的三维极坐标测量技术完美结合，可实现无控制网的各种工程测量。水电工程施工区域大，控制点传算工作量大，精度衰减快；高山峡谷之中，山脉蜿蜒曲折，造成上点和通视困难；河流阻隔，致使交通不便，前后视须迂同前进。利用GPSRTK技术进行碎部点测绘与放样不需要与基站保持通视，也无需进行后视作业，误差不累加，精度分布均匀，精度衰减每公里只有lmm。10--15km的作业半径不需要设置过渡控制点，更长距离的测绘可通过设置中继电台转发电测波解决。大幅度地提高工作效率。

4．程序型计算器辅助计算技术

程序型计算器（如CASIO fx-4800P/fx-4500PA）以其功能强大、经济实惠、方便携带的特性受到了各行各业工程技术人员的欢迎，尤其是测绘方面的技术人员进行工程放样计算的有力工具。水利水电工程庞大而复杂。工程细部的放样往往牵涉到几十个公式的数学计算，尤其是在施工现场，严寒、酷暑、噪音、灰尘很难让人时刻保持清醒的头脑，计算的速度和结果的正确性大打折扣，严重影响放样的质量和效率。利用编程计算器事先编制好所需放样部位的计算程序，在施工现场最多只需输入测点三维坐标X，Y，Z的数据即可迅速计算出所需要的放样数据，结果准确率大大提高。全站仪实现了测点坐标的随测随得，编程计算器实现了放样数据的即输即得，大大加快了工程放样的速度。

5．数字化测绘技术

大比例尺地形图和工程图的测绘，是工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作，同时还有大量的室内数据处理和绘图工作，成图周期长，产品单一．难以适应飞速发展的现代化工程建设的需要。把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来，形成―个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。实现大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供图纸，也可提供电子数据，为专业设计自动化建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。数字化成图技术住现代工程中的应用不仅提高了工作效率，并保质保量提交成果。仅内业制图部分可节约经费50%，节约时间60％。

6． AtuoCAD辅助设计技术

计算机辅助没计(Computer Aid Design简写CAD)足20世纪80年代初发展起来的一门新兴技术型应用软件。如今在各个领域均得到了普遍的应用。它大大提高了工程技术人员的工作效率。利用AutoCAD配合AutoLisp语言，可以编制一些常用的计算程序，得到定制的计算结果。在水利水电工程上有许多体形复杂的计算，尤其是各种不同体形衔接处的相交线，需要用空间解析几何的方法解算。单靠计算器手工计算，非常繁琐，工作量大，准确性也不好保证，用AutoCAD建立数字化模型，执行点坐标查询功能就可以了。也可以对所编写的程序的计算结果进行正确性验证。AutoCAD的特性提供了测量内业资料计算的另外一种全新直观明了的图形计算方法。另一方面是各种工程横断面、纵断面网的绘制，以及断面面积的计算和其它一些需要的图纸的绘制。从而大大减轻我们内业的工作强度和工作量。．

7．数字摄影测量技术

摄影测量技术由于可以提供实时的三维空间信息，无需接触被测物体，以及野外工作量少、效率高和成果品种多等优点，具有广泛的应用前景。随着全数字摄影测量系统的应用，摄影测量的产品将从影像图、线划图向数字化系列产品――4D产品转化。产品应用与服务领域更广，并为建立各类专业信息系统和基础地理信息系统提供可靠的数据保障。在水利水电工程。利用数字摄影测量技术可以迅速获取制作大比例尺影像图、地形图、立面图、等值线图和断面图图库，建立DTM(数字地面模型)和DEM(数字高程模型)模型数据库，建立并永久保存高分辨率建基面三维影像数字地面模型数据库。检查陡坡地段的开挖质量和工程竣工部位的形体资料，记录工程在施工过程中各个项目地理地貌信息，形成各种数字信息产品，并可通过网络方便快捷、及时地提供给各个部门使用。

8．工程测量数据处理技术

随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化，工程测量领域技术的发展趋势和方向是：测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中，并发挥其主导作用。

9．结束语

科学技术的新成就，电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用，以及测绘科技本身的进步，为工程测量技术进步提供了新的方法和手段；水利水电工程施工测量技术的面貌也发生了深刻的变化。施工测量的速度与准确度得到了空前的提高。

参考文献

1. 陈向平 浅议水利工程施工的几种施工测量技术[期刊论文]-轻工设计2011(3)

2. 王立业 浅谈水利水电工程中的测量技术[期刊论文]-中华民居2011(10)

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中图分类号:TB22 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0060-01

随着社会的进步、测量仪器的发展、各项测绘新技术的研究与应用,水利水电工程测量技术也得到了快速发展。同时,GPS卫星定位技术、数字摄影测量与遥感技术、地理信息系统技术、常规大地测量技术及多种专业工程测量技术不断融合,进一步革新了测量方法,拓宽了水利水电工程测绘市场和服务领域。下面将具体介绍目前水利水电工程测量技术的发展现状和发展趋势。

1 平面控制测量技术

在水利水电工程中,传统的平面控制网主要采用三角网及电磁波测距导线建立。近年来GPS卫星定位技术在水利水电工程中得到了广泛应用,其充分弥补了常规控制测量的局限性,并体现出了极大的优越性。目前,已形成了以GPS卫星定位技术为主、传统控制测量方法为辅的GPS网、边角网、导线网等混合网的灵活多样的现代控制测量技术。在实际工作中,施工测量控制网主要采用边角网,或采用由GPS布设首级网的混合网。大范围测图控制网基本采用GPS控制网作为首级控制,并根据需要加密混合网等。图跟控制已从传统的电磁波测距导线发展为目前的GPS RTK测量技术。由于RTK技术具有作业效率高、定位精度高、无须通视、操作简便等优点,能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果,并在一定范围内达到厘米级精度,被广泛应用于图根控制测量,地籍测绘、数字化测图及施工放样等各种工作中。

未来应充分利用GPS RTK技术的优越性,并积极引进连续运行卫星定位服务系统(简称CORS系统)在水利水电工程控制中的应用。CORS系统是利用多基站网络RTK 技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统,是现代GPS发展的必然趋势。CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成。向不同类型、不同层次、不同需求的用户提供不同类型的GPS观测值、各种差分改正信息、以及其它相关的GPS服务。与传统的GPS作业相比连续运行参考站具有作用范围广、24小时不间断运行、精度更高、野外单机作业等众多优点,能够极大地提高作业效率,减少测量成本。

2 高程控制测量技术

水利水电工程高程控制的发展主要体现在两个方面。首先,使用的测量仪器从以前的光学水准仪发展到数字水准仪,从人工读数发展到仪器自动读数、自动记录。数字水准仪具有操作简便、测量速度快、精度高、可实现内外业一体化等优点,是观测方法的一次革命。其次,高程控制改变了单一依靠几何水准测量的局面,目前可以综合采用几何水准、测距三角高程、GPS拟合水准等多种测量技术。

目前,高差不大的平原、丘陵地区GPS拟合高程可达到四等水准测量的精度。高程控制的研究主要在大地水准面的精化方面。随着GPS定位技术的发展和普及,结合水准测量、重力测量、地形测绘资料精密确定大地水准面模型后,GPS高程可达到更高的精度,并逐步取代传统水准测量,真正实现GPS三维测量,更好地为水电工程服务。

3 地形测绘技术

在水利水电工程中,有些地区已有其现势性、精度、比例尺均能满足要求的纸质地图,一般直接对原图进行数字化处理,再辅以修测、补测等方法,实测一部分地物点的精确坐标,再用这些点的坐标代替原来的坐标,可在一定程度上提高原图的精度,获得所需的数字化地形图。对于没有符合要求的纸质地图的地区一般采用全站仪数字测图或数字摄影测量进行施测。GPS辅助空中三角测量,是公认的我国西部困难地区测图最经济、最成熟的方法。

目前,大比例尺数字化成图技术主要为全站仪(或GPS RTK)+电子平板(或草图)+地形成图软件和近景摄影测量两种模式。GPS RTK技术已广泛应用于水利水电工程大比例尺(1∶500～1∶2000)地形测绘,其平面、高程精度满足规范要求,大大提高了测图效率。但受地形、植被等条件的制约,有些地区必须与全站仪配合使用。

未来应大力研究并推广新一代航空航天数字测图方法,如GPS辅助空中三角测量、遥感技术、三维激光扫描技术、移动测量技术(MMS)、无人机等在水利水电工程中的应用。最新应用的三维激光扫描技术能大面积、高密度地快速采集空间三维数据。可应用于地面形体测量与建模、三维可视化模型的建立、带状地形图测量和库区调查、变形监测等领域。必将在水利水电工程规划、设计、施工、竣工各个阶段中广泛应用,成为“数字水电”建设强有力的工具。

总之,我国水利水电工程测量技术的发展已经取得了显著成绩,今后将继续大力促进水利水电工程测量仪器和方法的更新换代,积极推广测绘新技术的应用,推动水利水电工程测量快速发展。

参考文献

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一、引言

随着测绘新技术发展和测绘新设备应用，水利水电工程测量技术得到了日新月异的发展。水利水电工程测量技术发展趋势和方向是：测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。水利水电工程测量一般包括控制测量、地形测量、施工测量、水下测量、竣工测量和变形监测等几部分内容，由于大量采用新仪器、新方法，对经典大地测量技术、卫星定位技术(GPS)、数字摄影测量与遥感技术(RS)、GIS技术、地籍与界线测量及多种专业工程测量技术的不断融合，涵盖了线路测量、地籍与界线测量、施工测量、计量测量等方面内容，水利水电工程测量服务领域得到了不断拓宽。下面分几个方面介绍水利水电工程测量技术近几年的应用现状和发展趋势。

二、控制测量技术

控制测量则是一切水利水电工程测量工作的基础。随着科学技术的发展，水利水电控制测量由传统控制测量过渡到现代控制测量模式，即以GPS等空间定位技术为主、传统测绘方法为辅，快速高效、高精度确定空间点位的三维坐标。

水利水电工程控制测量按水利水电工程阶段和服务内容划分为测图控制网和专用控制网两种类型，包含平面控制和高程控制两方面测量技术。水利水电工程平面控制网测量技术由传统的三角(锁)网发展为三边网、边角网、导线网、GPS网、混合网等现代控制网测量技术，近年来GPS卫星定位技术得到广泛应用：大区域测图控制网基本采用GPS控制网技术，中小区域测图平面控制网采用GPS控制网作为首级网或采用多种设备观测的混合网；专用平面控制网主要采用边角同测网，部分工程采用GPS布设首级网或直接布设为GPS混合网。水利水电工程高程控制网测量仪器从光学水准仪发展到自动安平水准仪再到数字水准仪、液体静力水准系统。观测方法从人工读数发展到自动读数纪录、自动观测，作业方式从单一的几何水准发展到测距三角高程、静力水准、GPS拟合水准等多元作业方式。数字水准仪具有测量速度快、精度高、使用方便、劳动强度轻、可实现内外业一体化等优点得到了广泛应用。布置了数量足够分布均匀的高程控制点的小型GPS网，GPS高程可达到四等水准侧量的精度；高差不大的平原、丘陵地区可采用GPS高程开展三、四跨河水准测量；若测区建立了高精度的精化大地水准面，长距离的GPS高程可达到二等水准测量的精度。

测图控制网技术已从以前的前方交会、后方交会等传统技术发展到电磁波测距导线再发展到目前的RTK技术和CORs技术。RTK技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。使用RTK技术作业能大大提高作业效率，得到一组图根点的三维坐标仅需要几秒钟的时间。由于RTK技术具有作业效率高、定位精度高，数据安全可靠、作业条件要求低，无须通视、操作简便，容易使用等优点，目前已被大量使用。CORS系统是利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统(ContinuousOperational Reference System，缩写为CORS)。CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成。基准站网负责采集GPS卫星观测数据并输送至数据处理中心，数据处理中心接收各基准站数据，进行数据处理，形成多基准站差分定位用户数据，组成一定格式的数据文件，通过移动网络、UHF电台、Internet等形式向用户播发定位导航数据。用户使用的GPS流动站设备只要具备网络RTK模块功能，就可以接收系统提供的RTCM2．3、RTCM3．0或CMR+格式的差分数据。用户仅需要一台流动站即可进行全天24小时RTK测量，获得的坐标为WGS84坐标系统，再转换成适合当地的地方坐标系统。由于该系统具备无需架设基站、作用距离远、24小时不间断运行等优点，能够极大地提高作业效率，减少测量成本。目前我国已有许多大中型城市建立了CORS系统，应用于城市周边的测绘、国土、交通、林业、农业、水利、等领域。RTK技术和CORS技术不仅能在测图控制方应用，还能充分应用于地形测量、断面测量、水下地形测量等各方面。

三、数字地形测绘技术

随着全站仪和计算机技术的普及应用，形成了多种大比例尺地形图的数字测绘方法，开发出具有自主知识版权的优秀数字成图软件，采用三维测绘技术，不仅可满足地形图和专业图测绘成图，还可进行GIS前端数据采集与更新。数字化测绘技术作业模式主要采用电子平板模式、数字测记模式和数字摄影测量模式(含数字近景摄影测量模式)。

1.电子平板数字测图系统：

全站仪+便携机(即电子平板)+地形图绘图软件，包括测站和镜站两种作业方式，其特点是模拟传统白纸成图，作业直观，无需编码，测绘不易产生错漏，但便携机电池使用时间短(通常为3h左右)、相对笨重且稳定性差，比较适合平坦地区、城镇地区地形测图，不适合环境条件恶劣的水利水电工程地形图测绘。

2.测记法数字测图系统：

全站仪／GPSRTK+(电子手薄+)草图+带有地物编码的地形图内业绘图软件。缺点是作业不直观，测量点号与草图点号可能产生不一致，易产生地物错漏，对现场绘制草图人员要求较高，但适合各类环境数字地形图测绘。

3.掌上数字测图系统：

全站仪+掌上测图系统(即掌上电脑)+地形图内业绘图软件。掌上数字测图系统克服了笔记本电脑电子平板的缺点，发挥笔记本电脑、电子手薄、掌上平板的优点，可视化界面，人性化设计，操作简单，携带方便，环境适应性强，是目前较为理想的野外测绘数据采集及成图工具。

四、变形监测技术

变形监测又称变形测量或变形观测，是对被监测对象或物体(简称变形体)进行测量，确定其空间位置及内部形态的变化特征。变形监测按其变形监测部位分为外部变形监测(外观)和内部变形监测(内观)两部分，涉及测量学范畴的工作主要为外部变形监测。外部变形监测按变形方向可分为水平位移监测和垂直位移监测。水利水电工程外部变形监测包括变形监测基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测、监测资料分析等内容，常用水利水电工程外部变形监测方法主要有以下几种：

1.大地测量法

大地测量方法是变形监测的经典方法，可完成变形监测基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测等工作，测量设备采用电子水准仪、精密全站仪，测量方法包括传统的三角测量、几何水准测量、交会测量和现代的边角测量、三角高程测量等方法。大地测量方法主要特征：利用常规大地测量仪器，理论和方法成熟，测量数据可靠，观测费用相对较低，但观测时间长，劳动强度高，精度受到观测条件影响较大，观测和数据处理的自动化和智能化程度较低。

2.基准线测量法

基准线法是水平位移变形监侧的常用方法，土石坝、重力坝、支墩坝等直线形大坝的坝体、坝基一般采用引张线法、真空激光准直法和垂线法观测，若坝体较短可采用视准线法、大气激光准直法观测；拱坝坝体坝基主要采用垂线法或大地测量法观测；近坝区岩体、高边坡、滑坡体水平位移监测主要采用大地测量法、视准线法和垂线法。

(1)视准线法的优点所用设备普通，操作简便，费用少，但受照准精度、大气折光等多种因素影响，操作误差不易控制，精度会受到明显的影响。近年来采用较少。

(2)引张线法是一种广泛应用的大坝水平位移监测主要方法，具有设备简单、测量方便、速度快、精度高、成本低等特点。引张线读数仪由早期人工测读引张线仪发展到目前的步进电机光电跟踪式引张线仪、电容感应式引张线仪、CCD式引张线仪以及电磁感应式引张线仪，基本实现了实时自动化观测。对于短距离引张线，取消了系统中的浮托装置，提高引张线的综合精度，简化引张线的观测程序，可实现完全自动化观测。

(3)垂线包括正垂线和倒垂线两种形式，是水利水电工程水平位移变形监测的主要方法。正垂线―般采用”―线多站式”，可用于水工建筑物各高程面处的水平位移监测、挠度观测和倾斜测量等；倒垂线―般要求深人稳定的基岩内，大多用于岩层错动监测、挠度监测，或用作水平位移的基准点监测。垂线监测由传统人工读数的垂线坐标仪发展到自动化观测的遥测垂线坐标仪。

3.液体静力水准测量方法

垂直位移监测技术主要有水准测量、三角高程测量、液体静力水准测量技术，目前发展最快的是液体静力水准测量技术。液体静力水准测量系统特别适用于坝体廊道内高程观测及高程传递，它通过各种类型的传感器测量容器的液面高度，可同时获取数十乃至数百个监测点的高程，具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里，如用于跨河与跨海峡的水准测量；通过一种压力传感器，允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。

五、水下地形测量技术

传统的水下地形测量采用一般多以经纬仪、电磁波测距仪及标尺、标杆为主要工具，用断面法或极坐标法及交会法定位，用测深杆和测深锤来采集水深数据，这种方法存在作业效率低，误差大等诸多缺点，近来已经很少被采用。近年来随着卫星定位技术的发展，DGPS、GPS盯K及CORS系统配合多波束测深仪进行水下地形测量得到了广泛的应用。DGPS(差分全球定位系统)是以某已知点作为基准点，基准点的GPS接收机连续接收卫星信号，并与已知点的位置进行比较，确定当时误差的伪距修正值，将这些修正值通过无线电台接收，用户接收机接收修正值来实时校正GPS信号，它具有全天侯、实时连续、高精度等特点。目前GPS RTK及CORS系统定位已达到厘米级的定位精度，并且能够做到实时无验潮测量。以上几种定位技术进行水下地形测量与岸上基准点交会法、极坐标法等定位技术相比，具有极大的优势，特别是较大面积的水下地形测量，可以大大缩短工作周期，减轻劳动强度。

六、结束语

近年来，我国水利水电工程测量研究投入增多，发展很快，进步很大，取得了显著成绩；但东西部单位间发展不平衡，不能满足水利水电工程建设的需要。我们大力促进水利水电工程测量技术方法与手段的更新换代，积极推动测绘新技术的应用，加快“3S”集成技术研究，推动传统手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展；同时相关行业、相关学科的学习，拓展新的测绘市场和技术服务新领域，增加测绘附加值，使水利水电测绘由纯技术型向技术服务型转化，推动水利水电工程测量又好又快发展。

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1水利水电工程测量的误差影响因素

1.1测量因素

在水利水电工程测量时，需要确保测量数据的精准。因此，需要根据工程的实际情况，选择适当的测量技术。不同的测量方法及取值标准不同，也会导致测量结果出现明显的差异性。在实际测量中，测量人员需要明确出现测量误差不可避免，无论采用何种测量方式，均会出现一定程度的误差，因此，在实际测量中，必须结合项目的要求，精准的选择测量方法，估算测量误差［1－5］。在测量时，根据其测量设备(如全站仪或经纬仪)，在测量时获得精准的测量数据，分析目前出现的测量误差，得知其测量精度。根据测量标准的不同，如果出现明显差异，便需要针对同一项目进行重复测量，根据最精准的数据进行拟定，所选择的设备值若出现明显变化，就需要在后续测量中根据实际情况进行调整，降低出现误差的几率［6－7］。

1.2人为因素

在通常情况下，测量精度与测量人员的技术水准以及测量经验具有明显关联性。测量人员的技术越高，其测量产生误差越低，其测量准确性越高［8－9］。

1.3自然因素

与常规施工地区相比，水利水电工程环境较为恶劣，且多数地区处于山区，对测量工作会产生较大影响，且均为不利影响。例如，会导致测量难度加大、测量精准度降低。在实际测量中，山区将会对测量视线造成阻碍。温度以及空气内部水分含量也会对测量工作产生干扰。例如，在测量时，如该地区水分较多，空气湿冷，其空气中含有较多水分，测量仪器会受潮。在测量时，光线产生的折射现象对于测量误差具有明显关联，很有可能导致测量结果出现严重误差，干扰测量的最终准确性［10］。

2水利水电工程测量误差预防办法

2.1合理使用相关的机械设备

在水利水电工程测量误差预防中，规范机器设备的使用非常重要。例如，在测量设备中，水准仪是目前常用的设备之一，其在水利水电工程测量中发挥着重要作用，该仪器在使用过程中非常需要注重规范性操作。此外，该仪器较为精密，如出现操作不慎，将会导致该仪器测量结果精准性下降。在水准仪的使用过程中，首先使用水准望远镜配合水准仪调节预防出现不平衡现象，降低出现误差。在实际操作中，需要预先对水准仪进行校准，使水准仪处于水平位置，确保其整体不会出现意外倾斜等情况。且为了获得极佳的测量结果，在使用水准仪的过程中，可以选择中间法或列举补偿法进行精准操作。在使用中间法进行测量时，立尺具有非常关键的作用［11］。

2.2合理进行有效观测

在测量过程中，必须对水利水电工程的测量误差因素进行调整。通过集中分析出现误差的直接原因，完成数据的精准融合。在分析时，调整观测角度，确保测量结果能够精准，避免出现偏差。例如，在观测过程中，相应的使用仪器，如水准仪、望远镜等出现倾斜时，将会导致偏差结果，出现严重的差异性。这就需要在测量过程中，保持其调频状态，使用水准仪能够完成水利水电工程的精准测量。通过水准仪的应用特性，确保能够根据测量结果完成融合，避免其出现的相关误差，保证误差能够有效控制在合理的数值范围内，如出现数值偏差行为，施工人员必须要考虑其出现偏差的原因以及出现偏差是否由人为因素导致，并进行及时调整。此外，设备的十字丝以及尺象如发生重叠问题，也会导致出现误差。在测量人员进行读数时，需要保证二者之间能够进行重合，以提供精准的数值。在对工程进行精细测量时，需要确保整个测量操作的准确性以及规范性。并在测试前，进行物理对光，以避免视线误差所造成的不良影响，确保数据的精准性。此外，为了确保能够进行合理测量，在进行水利水电工程测量时，使水准尺处于直立状态，避免水准尺出现倾斜，避免测量结果以及数据产生较为严重的偏差影响。在测量过程中，也需要注意测量结果以及实际数据，如二者之间出现较为严重的偏差性失误，其水准面会比正常测量偏差值出现严重失衡。因此，必须结合水准面进行测量，不可使用水平面替代。为保证数字化地形测量成果质量，每个环节都按以下步骤进行严格的两级检查:①小组自检，小组对图进行100%的野外巡视检查，在块图中进行修改，重新进行分幅、打印，合格后提交项目部检查。②项目部对小组提交的各种观测记录、计算资料、成果表及图件，做室内检查、野外巡视检查、图幅野外测点，进行精度统计。除此之外，各级检查员对计算机内的数据文件、图形文件、格式、图层以及点、线、面状要素进行全面的检查。鉴别分幅图与原块图图面是否一致，拼接各图块以检查图块间有无矛盾，检查图块内的点线面地物要素、属性要素按南方仪器公司cass8.0数字化测绘软件数据标准进行组织。通过二级检查，成果资料合格，才可以提交给甲方使用［12］。

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1.引言

通常水利水电工程测量包括水下测量、施工测量、地形测量、控制测量等若干内容，因为大量使用了新方法和新仪器，逐渐融合了卫星定位技术（GPS）、经典大地测量技术等多种专业的工程测量技术，所以涵盖了施工测量、地籍和界线测量、线路测量等多方面内容，同时水利水电工程的测量服务领域也不断的得到了拓宽。在水电工程项目设计中,例如水电站及水库的坝址定线、渠道(排水渠、引水渠)定线等定线测量是常常会遇到的问题,为达到科学设计项目,保证质量优良,使工程最大效益得到发挥，同时满足工程施工和验收方面的需要的目标,最需解决的问题就是定线问题。

2.坝址定线测量

2.1做好前期工作，提高效益

最好先进行详细的实地查勘再选择坝址,其位置要依据已有的实地水文地质资料来确定。坝址的选择很多时候要测定不同的比较线进行优化,还要结合地质勘查结果来选择，并不是一次就可以满足其要求。例如某电站坝址在进行定线测量时,坝址位置的确定前后共进行了3次改线测量。另外，山区的定线涉及到了过河和砍树等问题,每次改线都会给工程物探和地质勘探带来很多消耗和重复工作,也给测量工作带来很多困难。这就要求我们在坝址定线的问题上,降低消耗,使外业工作少走弯路, 多方论证,一定要把前期工作做的细致入微,提高效益。

2.2重复定线，选择坝址

在设计水电站和水库的项目时,坝址定线是关键,整个项目能否成功直接受坝址选定的优劣程度的影响,设计人员要将坝线实地勘查后画在1/5万或1/10万的地形图上,然后由测量人员进行实地定线测量,还要测出坝址区的大比例尺地形图,比例尺视情况而定，一般为1/1 000或1/2 000。坝址一般情况下都是选在便于截流，两岸地势陡峭,河道狭窄的地方。但是，常遇到测量人员发现根据图上确定的坝址做实地测量时所测线路不是最佳方案的情况,例如，坝址的两个端点不是两侧山体的最突出部位,坝址并不是最短的,如果旋转或平移某一角度后能得到更趋于合理的坝址位置,主要原因是使用地形图的比例尺过小,图上一根线的偏差在实地就有几十米,再者等高线在地形图测绘时的勾绘涉及到综合取舍问题,实地的地形情况和图上所绘存在出入,所以就无法避免重复定线。

3.渠道定线测量

下达野外勘测任务书后,要对所接项目的设计阶段进行了解,大致分为可行性研究，初步设计和施工图三个阶段,对项目设计的目的按照设计阶段进行了解,确定实地定线的精度,将所测渠道是排水渠还是引水渠分清,渠道设计走向和长度,测量设计的工作要按照设计人员提供的图纸进行。

3.1渠道定线前要做踏勘工作

渠道定线前必须对渠道沿线所经过地理的具体情况进行了解,要查看图上设计的线路是否在实地会穿越居民地或其它一些建筑物,争取节约土方,包括挖方和填方,降低赔偿，尽量不占或少占耕地和居民地及其它经济作物,这是渠道定线的重要原则。在实际工作中经常会遇到的问题是,因为地形图的更新换代跟不上实地的发展变化,所以实地和图上所划的线路存在误差,通常遇到图上所定的线路占用了草地上而实地却变成了居民地的情况,这就给测量工作带来了很多麻烦干,增加了很多如通讯线、电力线、道路等地物,此外还涉及到了改线的问题,如果线路是从丘陵地带通过,那么改线问题就可能相对较复杂,这时就要了解线路是沿岗上走或是沿岗下走,前进方向是高水位或是低水位,因为通常是左右移动几米就能够给施工时节省掉大量的土方；如果线路是从平原地区经过,应以尽可能少占耕地为原则，在草地和耕地上进行选择。由于如果拐弯的地方过多不仅对测量工作的开展不利,而且对水流的运行不利，所以要尽可能的减少拐弯的次数，同时靠近居民地时应提前改变线路走向,不要拐急弯。

3.2全面考虑，处理改线问题

改线时,要考虑的周到一些,例如，虽然定线时和道路或输电线路等距离较远,但也要对施工开挖时可能给周围地物带来的破坏问题进行考虑。为了避免项目整体设计受局部改动的影响,一定要在改线测量前及时和设计人员沟通,如实反映实地情况,并提出符合实际的方案。最佳的选择是设计人员可以去现场查看并将改线问题实地解决。比如，某水库灌区定线测量进行时,定线测量任务长度为300多km,其中不但有灌水渠还有排水渠,设计人员提供的图纸也不全,所以，工作起来特别困难,因此就只有在当地水利站人员的帮助下才能够进行工作。经常遇到图上所定的线路要穿过树带和道路的情况,白天测得的数据,晚上就必须把成果计算出来,然后具体到图上再和设计线路进行对比,若发现异常就必须向设计人员汇报或者及时改正,为了使设计的线路更为合理，设计人员也不止一次的去实地解决问题。

4.极坐标测量法在定线测量中的应用

随着现代观测工具和计算工具的快速发展,极坐标测量法给测量定线带来了很大的便利。第一，能够对镜测任意点置设立曲线点和直线点,用一个小的FX-4500p计算器程序就能够在野外用测得的坐标便捷的推算出其距离或桩号。这种方法特别是对定线时某一段不通视的问题进行解决时,体现出了很大的优势；第二，进行定线测量使用极坐标测量法时,突破了传统法后视方向的限制，能够靠后视任何已知点的方向来确定定线方向。

仪器和已知点对准作为后视方向,度盘读数和其方位角值对准,当仪器在直线点或转折点上设站时,待仪器旋转到已知的线路方向就能定线加桩测量了,当仪器在线外点设站时(直线点或转折点间不通视),将定线点的坐标求出,实地加桩就可以根据边长和方位角进行了。

5.结束语

综上所述，本文结合实际工作中的一些体会和可能遇到的一些情况对水电工程中的坝址定线渠道定线问题进行了探讨,不但要对实地的特定情况进行考虑，还要对工程的总体布置要求进行考虑；不但要对对施工阶段的具体工作进行考虑,还要对工程地质和测量的专业要求进行考虑,只有综合各方面的因素及多方面条件的制约因素进行考虑，才能够制定一条非常合理的设计线路。测量人员应该和设计人员紧密配合,依据设计优良的原则,对一些相关的专业知识尽量去多学习和运用,此外设计人员还要详细的掌握外业实地情况,测量人员对作业信息要进行及时的沟通和反馈,这样才可让设计方案达到优化,给精品工程的创造奠定良好的基础。

参考文献：

[1] 毛黎虎.水利水电工程测量技术发展探讨[J].中国水运(下半月), 2009,(09).

[2] 孙维成,朱宏军.水利水电工程测量定线实践综述[J].黑龙江水利科技, 2006,(04).

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中图分类号：TV文献标识码： A

1.GPS RTK测量技术原理

GPS技术指的是全球卫星定位技术，此项技术在全球各个领域均得到了非常广泛的应用。而RTK指的是实时动态，此技术在水利水电工程中测量中，发挥着实时提供测量控制点坐标系的三维定位结果的作用，其结果甚至能精确到厘米级的定位。在水利水电工程的测量工作中，RTK的技术基础为GPS技术，二者共同构成了GPS RTK技术体系。

RTK技术是一种在观测载波相位值的基础上进行实时动态定位技术，其有效结合了数据传输技术与GPS测量技术，并能提供处于制定坐标系中的测站点的三维定位结果，其测量精度达到了厘米级别。RTK测量系统一般由基准站接收机、数据链及流动站接收机三部分共同组成。分析GPS RTK技术的工作原理，在采取RTK技术进行测量的过程中，通过应用工程流动站的GPS接收机，从而在观测GPS卫星的基础上，采集并记录相应信息。同时，GPS接收机将基准站发出的信号进行接收，并将基准站测量的数据进行准确的计算处理。然后通过利用整周模糊度的求解技术处理测量的数据，将整周模糊度求解出来，最后便得到了精确度达到了毫米级别的测量数据。

2.GPS RTK在水利水电工程测量中的应用

2.1加密控制点

水利水电工程的控制测量中，因为精度要求较高，施工条件复杂，所以往往耗费大量的人力财力物力。而如果使用了GPS-RTK 辅助加密控制点测量，只需要使用全站仪使用边角法在15km范围内布置大约3~5个控制点就可以完成基础的控制点布置。使用控制点对 GPS-RTK校准后，采用1+2的模式进行测量，2个走点人员每天可以测量40个以上的加密控制点。且其测量精度都可以达到厘米级别。GPS-RTK进行加密控制点测量时，之前的控制点之间无需对望就可以实现最初的校准。

2.2水下测量

采用传统的六分仪测量法以及三杆分度仪测量法，往往精度只能达到分米级别，无法实现精确的工程测量。且传统测量方法人员配置多、工作量大，工作条件需要涉水较为恶劣。而采用GPS-RTK测量法的逐渐普及，采用GPS配合测深仪进行的水下测量就实现了极大的便利。采用徕卡GPS530动态GPS测量仪和中海达单（双）频测深仪，联合手提电脑上安装的专业海洋测量软件，则可以在船上直接读出河床的GPS数据，特别是对于河床高程进行较为详细的记录。而且，自动化的海洋测量软件，可以在测量的同时自动成图，还可以勾画出高接解析度的河床基础模型。海洋测绘软件导出的*.dat文件，可以直接被CASS7.0读取，与地籍管理系统实现对接。以往在地籍管理系统中仅对区域内的水体边缘进行了测量，没有对于水底河床进行测量，在本次地理信息调查中，我们采用的新测量方法，可以更加精确的对于水下地形进行全面详细的管理。

2.3施工放样

GPS-RTK模式下，最大的测量优势在于施工放样的测量上，使用GPS稳站后，可以快速的对于整个区域进行高密度的放样测量，因为RTK每2秒就可以取得一个点的精确三维坐标，所以，施工放样测量的速度仅取决于走点人员的走动速度。在这种模式下，配合山地自行车或者沙滩车等辅助工具，放样走点人员可以快速的对整个区域进行走点放样，实现高速的放样测量。甚至4个测量人员采用 1+2 模式，可以用短短几个小时的时间，对整个水库工地进行放样测量，这种放样测量对于水库水位管理等具有非常现实的意义。

2.4数字化地形图测量

在蓄水工程开始前， 需要对周边很大面积的地形进行控制， 这种控制对于蓄水面积和村庄及其他设施的搬迁规划有着重要的意义。对于因为水库蓄水地区往往是在山区，其地形起伏较大，地形控制点取点较密。而采用全站仪的边角法测量，因为视野不开阔需要频繁移站，可能对一个水库的地形控制点测量需要数个月的时间，消耗大量的人力物力财力。而如今，采用GPS加密控制点测量法，只需要用全站仪在区域内防止几个控制点，然后采用 GPS-RTK，可以在短短数周内完成对整个区域的数字化地形图测量。

2.5地物GIS数据采集

在水利施工过程中，需要对某些地物进行GI数据采集，比如需要沉入水底的就地保护的文物，以及区域内新建或者改建的信号塔及其他公共基础设施。这些地物的采集，因为测量点数少，如果单独使用全站仪从附近的控制点进行测量，可能会带来很低的控制效率。而如果采用GPS进行稳站测量，可以在很短的时间内使用很少的人力对这些地物点进行精确控制。

3.GPS RTK技术测量质量的保障措施

3.1 误差控制措施

随着水利水电工程测量工作对GPS RTK技术愈发广泛的应用，测量误差等问题也逐渐暴露出来。在GPS RTK技术测量出现误差时，通常从GPS技术着手进行误差控制。当卫星出现了一定的错误时，GPS便发生了轨道误差，但此种误差在水利水电工程的测量中，对测量值的影响比较小，因而可以忽略不计。从RTK作业角度分析，当使用的天线发生了相位变化，便会导致测量误差的产生，针对此种误差，只要将天线进行检验校正便可实现误差控制。

此外，信号传播出现的误差同样对水利水电工程的测量结果产生影响。GPS信号传播出现误差主要由自然环境造成。在一天的中午，电离层造成的干扰是最大的，此时共用的卫星数量少，因而导致初始化时间过长而无法进行测量的结果。因此，测量人员需选择适宜的作业时段。然而，对于RTK技术在使用过程中出现的多路径效应误差，以及由于信号干扰导致的误差，通常采用的误差控制措施便是在实际工程测量过程中，加强对周边环境的检测，通过尽量远离无线电、电磁波及雷达站等信号干扰源，实现测量误差的最大化控制。

3.2 提高工程测量质量措施

目前，提高水利水电工程测量质量的方法通常从RTK测量技术方面入手，常见的为已知点检核比较法。此种方法以RTK技术测出的测量点三维坐标为基础，通过比较检核这些坐标点，明确测量过程中误差的所在，并进行有效的解决及控制。此外，重测比较法也常用于提高工程的测量质量。重测比较法指的是对工程测量中确定无误的精度较高的控制点，以及已经经过测量的多个RTK进行重新测量，在将新测得的数据与原始数据进行比较，从而发现问题所在，并采取行之有效的解决措施。此外，在提高水利水电工程的测量质量操作中，还可采用电台的变频实时检测等方法。

结束语

实践证明，由于GPS RTK测量技术具有操作简单、测量精度高，能将地形点和地物点的坐标，以及地图中的图根控制点进行快速测定等优点，因而为充分保障水利水电工程的测量质量，加强对GPS RTK技术的应用具有重要的意义。

参考文献

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一、工程测量的发展

工程测量学包含很多方面，其中就有水利水电工程测量，可以说水利水电工程测量是工程测量学科的一个分支，是一门专业性比较强的学科，是一门专门为水利水电工程建设服务的学科。

二、水利工程测量管理存在的主要问题分析

当前，我国水利工程测量质量持续无法提高的重要原因之一就在于测量管理存在着一定的问题，而所存在的具体问题如下所述。

1.测量人员素质不齐

水利工程中测量人员素质不齐主要是由两个原因造成的，一个原因是当前我国人才体系中水利工程测量专业的高素质人才比较少，本身学习相关专业的学生就少，再加上一般的学习程度并不能达到水利工程测量的需要，因此，导致了水利工程测量队伍中合格的人才比较少，这就给水利工程测量工作的发展带来了一定的问题。另一个原因是在职的水利工程测量工作人员，有很多并非是专业出身，虽然对于基本测量工作有所了解并能够从事简单的操作，但是随着科学技术的发展，水利工程中所应用的测量工具正在不断的更新，客观上对人才素质提出了较高的要求。通过以上分析我们不难发现，在水利工程测量管理中对人才的管理存在着一定的问题，人才素质不齐已然成为了测量质量不高的重要影响因素。

2.测量仪器管理不足

测量仪器管理不足这一问题也是从两个方面表现出来的，第一，先进仪器投入不足。现代企业的发展对高科技的使用程度越来越高，为了提高自身的竞争力，先进仪器的投入是必然的选择，尤其是水利工程测量工作，其需要较高的精准性。但是，在工程施工中有些单位为了节省投资没有积极投入使用先进的仪器设备，再加上测量人员素质有限，就导致了测量数据欠缺准确性，工程施工质量也就无法保证。第二，仪器使用和养护不当。在水利工程中对仪器精准性的要求是比较高的，因此，仪器的操作使用是需要根据仪器使用规范而进行的，这样才能够保证仪器是在正常状态下进行数据的测量，也能够适当的确保数据的准确性，但是在实际操作中有些测量人员总是凭借主观经验进行测量，无视相关规范的存在，导致仪器错误使用，影响测量结果。同时使用后的测量仪器是需要进行精心管理和维护的，只有这样才能够延长仪器使用寿命，确保仪器精准性，但是，有些施工单位对于测量仪器的养护也不到位，使用后仪器得不到有效的整理的储存，影响了测量仪器的准确性。

3.测量质量监管力度不足

水利工程测量质量管理并不是由水利工程施工单位或者建设单位就能够完成的，而是需要国家相关部门和社会力量共同去监督检查的，但是，由于我国水利工程行业发展的程度还比较有限，因此社会监督力度就严重不足，很多人都没有监督意识，这就给水利工程测量质量埋下了隐患。同时相关的职能部门在测量质量监督管理中所表现出来的监管力度也不足，很多情况下监督管理活动都是应付了事，并没有实际对测量质量进行细致的检查，即使有些部门的真正的进行质量检查工作，也多数是对施工质量进行检查，对测量质量的检查仅仅停留在几何尺寸上。

三、改进水利工程测量管理工作的有效建议

水利工程在我国国民经济中占有重要地位，因此，我们要积极改正水利工程中测量管理工作中的薄弱之处，以提高水利工程的施工质量，侧面推动我国国民经济的发展。

1.加强人员素质管理

人员素质管理工作是需要通过很多方面来实现的，首先，严格要求测量人员持证上岗。该工作的执行者应该是我国水利工程相关部门，要在相关规定中明确要求上岗的测量人员一定要具有相关资格证书，并组织培训与考核工作，对于能够完成考核的人员就可以发放资格证书，这样就从源头提高了水利工程测量人员的素质。其次，相关企业要重视对测量人员的培训。对于一个水利工程来说，“人”是一个工程成功最关键也是最基础的因素，因此，企业要对测量人员素质的提高进行投入，可以选用派出学习和集中学习两种方式进行，确保测量人员素质的提高是，这样才能够适应市场经济的要求实现“设备先进的‘硬件’与人才齐备的‘软件’组合”。最后，提高测量人员自我发展意识。测量人员应该根据不断发展的科学技术进行专业知识的学习，要学会操作先进的测量仪器、掌握科学的测量方法、并不断观察分析测量行业的发展，要根据市场需求不断地充实自己，不但要具有专业化、高水平的测量能力而且还要具有水利工程的方面的综合知识，这样能够为自己、为企业的发展提供基础动力。

2.强化对测量仪器的管理

首先，用先进仪器取代落后仪器。社会经济是不断发展的，企业的工作方式也要不断的创新和发展，先进仪器的应用已然成为水利工程行业市场的一种客观要求，也是推动我国科技发展的一种方式，因此，水利工程企业要根据自身的实际需求大胆的引进新仪器，以提高测量质量，实现优质施工。其次，要加大对测量仪器应用的管理。要规范测量人员的测量行为，要保证严格根据测量要求进行测量，同时使用过后的测量仪器要放置到安全位置恢复非工作状态，并定期对其进行检查和养护，以保证测量仪器的精准度。

3.加大测量监督管理力度

测量监督力度的加强也要从几个方面来说，水利工程施工单位自身加强测量质量监督是必不可少的，与此同时，社会监理单位也要做好测量质量的监督工作，用监理单位的技术力量来保证测量质量。相关的水利部门、工程质量管理部门在检查水利工程质量时也要成立一个专业的测量质量检查力度，通过签字确认的方式来切实的保证质量监管工作的实效性，并以检查签字作为竣工验收的资料之一，这样就能够从多个方面保证水利工程测量质量的提高。

四、结语

本文主要提出了三点改进建议，即加强人员素质管理；强化对测量仪器的管理；加大测量监督管理力度。

参考文献：

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2水利水电工程在GPS技术下的测量应用分析

在水利水电工程测量中，GPS技术能够科学有效的对控制网进行设计。对于控制网在设计中，可以减少误差，保证测量的图形和施工具有较高的精度。在进行测图工作中，要遵循先整体后局部的原则，控制网设计工作非常重要，其基本图形的有三角形网和环形网以及星形网等。三角形网的分布比较均匀，有着良好的结构条件，且稳定性较高，有很强的自检能力，在遇到很多测量缺陷或者测量错误时能够及时的发现并加以改正，从而使控制网具有更高的可靠性和可行性。但是三角形网也有一些不足，其工作量很大，且需要较多的观测时间，同时其测量中接收机的数量应保持一定条件，否则会引起测量时间的延后。对于环形网的结构虽然不如三角形，且其结构主要是很多条的独立闭合环，具有良好的安全性，同时其测量工作量较小，自检能力较强。只是在相邻点上的基线没有较高的精确度。对于星形网的结构也比较简单，且观测比较方便，测量的精度以及自检能力稍低于三角形网和环形网。在工程中的应用上，一般要根据实际的情况，按水利水电工程的地形条件和工程特点，来选择相应的控制网。要注意到在地势开阔且水利水电工程比较重要的情况下，比如一些大型水电水闸、以及枢纽工程，应该使用三角网，严格保证工程的精度。而对于地形非常复杂、且地形属于丘陵山区，一般受制于地形环境的制约，加上工程进度的控制，可采用环形网，应保证一定的精度要求，从而使工程的施工效率提高许多。对高程系统测量属于水电工程的重点，高程控制对于水利水电工程水位线的测量和推算有决定性作用，同时还对工程量的计算有着控制作用，对水利水底的造价预算有直接影响，同时还影响到工程的安全新。一般水利水电都处于高山河谷地带，且地形非常复杂，有的山形切割很深，且坡度非常陡，环境非常恶劣，给高程测量工作带来了难度。目前的高程测量，一般采用的是三角形高程测量，应用较为普遍，不过需要测量的时间很长，且测量工作量很大。应用GPS技术，进行控制网的建设，对平面的精度非常高，测量的精度能够提升很高。对于变形监测时，如果变形程度非常严重，且超出一定的许可值，那么建筑物的稳定性就会受到很多影响。一般情况下，对于变形监测的精度有很高的要求，且精度要在毫米以内。在测量方法中比较常用的是水准测量法，用来测量建筑物沉降情况。而相对于地基滑移测量以及水电工程建筑物的测量，一般采用的是三角测量方法，测量工具是水准仪和测距仪以及全站仪。这种方法有很好的适应性，但工作量较多，测量时间长，对于地形条件影响较大，且没有良好的自动化水平。很多水利水电工程，有一部分是在居民区的上游部位，或者是在居民区附近，一些大型的水库，水闸等有的是在居民区附近。如果出现质量问题，后果不堪设想，直接造成大量人员的伤亡。因此，对于变形监测工作十分重要，运用GPS技术可以将接收机安装到固定点上，然后进行数据采集和处理，然后在进行变形分析自动化，其得出的效果非常好，有很高的精度。建筑物形变有动态性，这一特点应引起相关工作人员的注意，要先获取相关状态和运动的规律，然后再做出预测，这写监测的内容较多，在实际工作中，应仔细对待。

3具体案例分析和应用

某市大河流向甲处，大河水量丰富，省政府决定主要用来发电。根据甲处作为引水河流，建立两个跨河水电站，分别是A座和B座。工程开工于2014年，投资10亿，A座水电站的装机容量设置为10万kW，取水口的高度为675m，且引水隧洞的长度为5.65m。水电工程建筑物主要有厂房和大坝，同时有压水管道和引水隧洞，溢洪道等。B座水电站的装机容量为5.5万kW，且取水口在460m，引水隧洞有2.0m长，厂房高程有410m左右。高程控制点与平面控制点是共用标。工程采用GPS技术进行精度测量，主要用了7台GPS接收机进行同步观测，每条基线都有两个观测时段，且保证了每个时段至少哟100分钟的观测时间，观测基数在200条，检测失败有10条，有8条观测结果有较大差异。因此，现在182条基线作为独立观测量。通过观测结果来看，GPS短基线的精确度有一定的差别，高程测量的精度和几何水平相当，由于水准连测点的问题，在精度测量上达到要求。

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0.引言

GPS（全球定位系统）是到目前为止，世界上最先进和最完善的卫星导航系统与定位系统。它的特点不仅有全球性、全天候性、实时高精度，三维导航和定位能力这几点，而且还包括了具有良好的抗干扰和保密性。所以这引起了世界各国军事部门和广大民用部门的深切关注。GPS定位技术的高度自动化所达到的高精度以及其所具备的潜力，同时也引起测绘界的极力关注。特别是最近这几年来，GPS定位技术在应用基础的研究方面、新应用领域的开拓方面、软件和硬件的开发等等一系列方面都取得了快速发展，并在广泛的科学实验活动方面也展现出了极为广阔的发展前景[1]。

1.GPS测量技术的概述

全球定位系统，即GPS，它是“Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System，NAVSTAR/GPS”的英文缩写。它是以卫星的测时和测距进行导航，并构成全球定位的一种系统。现在，国际上已经公认地把这种全球定位系统简称为GPS。GPS (全称：全球定位系统)，是美国国防部在20世纪80年代研发成功的一种高精度卫星导航和定位系统。同时，它也是现代空间技术的又一次重大突破。它的建立是为了美国DOD（国防部）满足对军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求。这个系统是从1973年开始设计、研发的，历经20年在1993年的时候全部完成。到1994年年底为止，28颗GPS卫星全部发射完成,其定位工作开始正常进行。因此,对现在来说，不论在任何时候,在地球的任何地方,都可以接收到不少于6颗的GPS卫星发射的信号[2]。

GPS定位系统具有高度的精度性、全天候、连续性、速度快、费用低、方法种类多样和操作简单等一系列特点。这使其在水利水电工程测量及其相关学科领域得到了极其广泛的运用。

GPS卫星的主要作用是:第一，向用户连续发送定位信息；第二，接收和储存由地面监控站发来的卫星导航电文等信息,并适时发送给用户；第三，接收并执行由地面监控站发来的控制指令,适时地改正运行偏差和启用备用卫星等；第四，通过星载的高精度铷钟和铯钟,提供精密的时间标准。

近些年来，GPS在水利水电工程测量方面也获得了很大的发展。特别是在首级控制,碎部测量以及变形观测等各个方面,都得到了充分的应用。下面，本文将从其应用情况和效果作必要的论述,以及对它以后发展前景和优势作相关说明。

2.GPS在水利水电工程测量中的应用现状及优势

2.1首级控制

对于建立某一测区内的首级控制网，技术人员可以应用高精度的GPS进行相对定位技术。

2.1.1网的图形设计

全球定位系统首级控制网的基本图形一般是三边形或多边形，加密网点时也可取附合线路或者极坐标法这两种方法。

（1）三角形网

非同步的独立观测边可以组成GPS网中的三角形边。并且依据地测量的经验可以知道：三角形边的几何结构强，而且具备出色的自检能力，能够及时有效的发现观测成果出现的问题,以此来保障网的可靠性。与此同时，经过平差后的网中相邻点间的基线向量的精度一般分布比较均匀。

（2）环形网

环形网的结构强度比三角形网的稍差。在大地测量和精密工程测量中使用的两种基本图形是：三角形网和环形网。在水利工程测量中，也能用它们作为首级控制网。在首级控制网精度并非很高而且测区范围不是很大的情况下，也可以采用附合线路和星形网的形式[3]。

2.1.2 GPS接收机的精度要求

现在，我国普遍使用的GPS接收机一般有单频机和双频机两种。单频机相对定位精度是10mm+1ppm×D；双频机相对定位精度是5mm+1ppm×D。以上两种都满足首级控制的精度要求。但是，按要求，单频机测量基线边长度一般不超过10km。

2.1.3数据预处理及平差计算

处理观测数据的基本过程包括：第一，预处理；第二，平差计算；第三，坐标系统的转换或者与已有地面网的联合平差。耐心地对原始数据编辑、加工与整合，仔细地分类出各种游泳信息，为平差计算作好充分的准备，这是预处理的主要目的。第二步，平差计算的主要内容：（1）同步观测同一基线边多历无同步观测值的平差计算。（2）GPS网平差:把上面提到的基线边的平差结果当作相关观测量进行网的整体平差。在WGS84坐标系统中进行整体平差。数据处理的最后一个过程是对GPS网与经典地面网进行联合平差和坐标系统的转换。经过这一最后阶段的处理，可以获得所需要的结果数据。

2.2图根控制

GPS作图根点控制测量的特点：

（1）使用的是单频机，机身轻，携带方便；

（2）采用附合路线。从一已知点出发,又回到这一已知点。由此可知，在控制点较少的测区内，也只需一个已知点，就可以进行测量。

（3）运用同济大学GPS快速定位软件，每一测站点的定位时间一般只需2-3分钟便可完成。使用GPS大比例尺地形图图根控制测量,，在水利水电工程测量中，可以起到很好的效果。

2.3变形监测

水负荷的重压可能引起水库水电站大坝变形，为了大坝的安全，需要对大坝变形连续精密地进行监测。GPS（全球定位系统）的精密定位技术可以满足监测工作的精度要求(1.0—0.1ppm)。并且也可以实现监测工作的自动化。譬如：全球定位系统接收机可很长一段时间安置在适当的位置，采用遥控装置操作，并以此来观察监测大坝的形变。并可以使用适当的数据传输技术，按时自动地将监测数据送到数据处理中心，方便以后进行处理和分析。

3.GPS技术在水利水电工程测量中的前景展望

在水利水电工程测量中，GPS的应用已获得了很好的效果。其具备经典测量方法不可比拟的优点。这些优势将使在其他方面获得更为广泛的应用。不久之后，随着GPS接收机的不断改良和国内数据后处理软件的不断开发与利用，这将促使GPS在应用领域和定位测量技术方面不断地拓宽和发展，并为以后促进测绘科技的发展和应用更好地服务[4]。

4.结语

这些年来，GPS（全球定位系统）精密定位技术在我国得到相当广泛的应用。无论是在大地测量中还是在工程测量或者变形监测更或者资源勘察等等方面，都取得了非常好的效果。成功经验以及良好的效果，充分地表明了GPS精密定位技术巨大的优越性和潜力。在新世纪里，GPS导航与定位技术一定会取得进一步的发展。并为我国经济建设、国防建设的进一步发展以及科学技术的不断进步发挥出更大更积极的作用。

【参考文献】

[1]张华海,金继读.GPS定位技术在地面形变测量中的应用[M].徐州:中国矿业大学出版社,2010：68-128.

[2]吝全奎.GPS测量技术在滑坡监测中的应用[J].西北水电,2012(2):32-33