浅谈水利工程中

GPS 测量技术

摘要：随着科学技术的发展进步，

GPS 技术逐步在水利工程工作中得到广泛应用。本文主要

介绍了

GPS 系统的组成以及测量特点，阐述了水利工程中的 GPS 测量技术。 

　　

 

　　关键词：

GPS；水利工程；测量 

　　

 GPS 系统主要包括三大部分：地面控制部分、空间部分、用户设备部分。其各部分既是

具有独立的功能和作用，又是一个配合在一起的有机整体系统。各系统的工作原理和作用，
这里不再累述，在工作中的实际运用，主要是用户设备部分。

GPS 因其所具有的特点：高精

度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等，使得在测绘领域得到极大的发展和应用，
促进了水利工程测量的发展。

 

　　

 随着测绘事业的发展，空间大地测量技术已越来越受到我国测量界的重视，并且我国

最近几年也正在加快投入研发北斗卫星导航定位系统。其也可向用户提供全天候、二十四小
时的即时定位服务，定位精度可达数十纳秒的同步精度，其精度与

GPS 相当。由此可见随

着科学技术的发展，先进的卫星定位系统将会极大地应用于我国的各个测量领域，笔者就
近几年运用

GPS 在进行水利工程测绘，谈谈 GPS 在水利工程测量中的应用。 　　 

　　

1、GPS 定位系统的组成 

　　

 GPS 定位系统由 GPS 卫星组成的空间部分、若干个地面监控站组成的地面监系统和以

接收机为主体的用户定位设备三部分组成。三者有各自独立的功能和用途，但又是有机地配
合而缺一不可的整体系统。

 

　　

1.1 空间卫星群 

　　

 GP 的空间卫星群由 24 颗高约 20 万 km 的 GPS 卫星群组成，并均匀分布在 6 个轨道面

上，各平面之间交角为

60o，轨道和地球赤道的倾角为 55 o，卫星的轨道运行周期为

llh58min，这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以接收 4 到 ll 颗 GPS 卫星发
送出的信号。

 

　　

1.2 GPS 的地面控制系统 

　　

 GPS 的地面控制系统包括 1 个主控站、3 个注入站和 5 个监测站，主控站的作用是根据

各监控站对

GP 的观测数据计算卫星的星历和卫星钟的改正参数等并将这些数据通过注入

站注入卫星中去，同时还对卫星进行控制，向卫星发布指令，调度备用卫星等。监控站的作
用是接收卫星信号，监测卫星工作状态。注入站的作用是将主控站计算的数据注入卫星中去。
GP 地面控制系统主要设立在大西洋，印度洋，太平洋和美国本土。 
　　

1.3 GPS 用户部分 

　　

 GPS 的用户部分由 GPS 接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等

组成，其作用足接收

GPS 卫星发出的信号，利用信号进行导航定位等。在测量领域，随着

现代科学技术的发展，体积小、重量轻，便于携带的

GPS 定位装置和高精度的技术指标为

工程测量带来了极大的方便。

 

　　

2、GPS 系统测量的特点 

　　

 相对于常规测量来说，GPS 测量主要有以下特点：第一，测量精度高。GPS 观测的精

度明显高于一般常规测量，在小于

50km 的基线上，其相对定位精度可达 l×10-6，在大干

1000km 的基线上可达 l x 10-8。第二，测站间无需通视。GPS 测量不需要测站间相互通视，
可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。第三，观测时间短。随着

GPS 测量

技术的不断完善，软件的不断更新，在进行

GPS 测量时，静态相对定位每站仅需 20min 左

右，动态相对定位仅需几秒钟。第四，仪器操作简便。目前

GPS 接收机自动化程度越来越高，

操作智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自