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摘要：农业的发展作为我国经济稳定及实现可持续发展的基本条件之一，国家对其的重视程度是显而易见的，对于农业建设事业的财政投入也极大。农田水利工程能够提高农田的使用效率，合理利用而各项资源，优化经济发展方式，对于有农业的发展有着十分重要的意义。现代科学技术的发展，GPS技术被广泛的应用于各个方面，包括建立城市控制网、精度较高的控制网、工程控制网等，其具有效率高、准确度良好、操作简单成本低的等特点，也被逐渐推广至农田水利工程测量中，进行各项测量，包括河道测图、管线测量等。本文简单分析了GPS技术的基本情况，如技术原理、影响其测量精度的因素等，详细说明了控制网的设置及测量过程，包括设置原则、精度标准、测点选择、观测过程等，并说明了数据的处理，为从事农田水利工程测量的人员提供了一定的参考与借鉴。
关键词：农田；水利工程；测量；GPS技术；应用；研究
前言
GPS是Global positioning System的缩写，极为全球定位系统，其是一种较为先进的高精尖科技，其主要构成部分包括GPS 卫星星座、地面监控部分、用户设备。该项技术最初研究时主要是应用于军事方面。现代各个产业的发展，该项技术的研究也在逐渐深入，包括应用基础、应用领域、发现方向、硬件及软件的研发等，因此GPS精密定位技术逐步的应用到各项建设领域，科学技术等多个方面。测绘行业与各项建设事业有着紧密的联系，其为建设项目施工方案的制定提供了可靠的参考。我国测绘的行业中应用GPS技术的时间较短，但是发展十分迅速，对于各项建设事业的作用十分显著，因此对其进行深入研究是十分有必要的。
1.GPS技术的基本情况
1.1技术原理
GPS定位系统的基本技术原理是先掌握卫星的瞬间坐标，再测量GPS卫星与用户接收机天线之间距离或者距离差，并结合卫星瞬间坐标确认用户接收机所所处的位置，可以将待定点的三维坐标表示为（x，y，z）。从本质上来说，GPS 定位技术即是测量学中的空间距离后方交会，其与测量学有着十分显著的相似点。基于上述技术原理，一个观测站中，一般需要均有三个独立的距离观测量，即可以进行相应的测量工作。观测站应处于3 颗卫星为球心，相应距离为半径的球与观测站所处平面交线的交点。为了避免避免接收机产生较大的钟差，一般需要设置4 个同步伪距观测值，对4 颗卫星神似同步观测[1]。
1.2影响其精度的因素
由于GPS定位系统运作过程需要在一定的条件下进行，其也会受到某些因素的影响，产生观测量精度误差，大致分为几个不同的类型，具体情况如下：①接收设备误差 接收设备的性能、质量等均会引起测量误差，主要是接收机钟差、观测误差、天线中心误差，另外其他载相位观测整周存在一定程度的不定性，也会对测量产生一定的影响；②GPS卫星误差 基本上是指卫星钟的误差及卫星轨道误差两个方面；③信号传播方面的误差 信号在传播的过程中需要通过一定的介质，受到该类条件的影响，会产生一定的误差，如大气折射误差、多路径效应产生的影响等；④其它方面 自然界的各种运动规律会影响到其整体测量情况，如地球自转、潮汐状态等。
结合上述误差情况，需要采取有对性的措施：①利用各项设备，结合实际情况，建立科学的系统误差模型，深入研究优化观测量；②在进行测量的过程中使用其他的未知参数，并与其他位置参数一同进行计算处理；③各个观测站同时对同一颗卫星进行观测，计算出差值，避免出现系统误差[2]。
2.设置控制网及测量
2.1设置原则
在设置GPS控制网的过程中，实施测量的人员需要严格按照相关测量规范进行，并遵循以下几个原则：②需要具有必要的点位重合，且有数量要求。在掌握了地面的控制网后，还需要GPS网站点与之存在分布较为均匀的重合点，在计算GPS网与地面网之间的转换参数时，数据更加准确。GPS控制网的网点还需要重合与相应的水准点，因此可以在控制网内部设置水准点，密度需要符合测量要求，在计算大地水准面时可以以其作为可靠的信息参考，使之准确度更高；①图形需要闭合。GPS控制网要达到体征图形自身强度并增加平差检核条件的目标，从而优化观测质量，则需要具有一定的闭合环，即需要独立观测边构成一定数量的闭合图形；③尽量减少遮挡物 GPS的观测质量会受到设置网点环境的影响，一般需要设置于地形良好，且易于达到的位置。测站点仰角超过15°的范围内应没有体积较大的遮挡物。
2.2精度标准
GPS作业方式一般是利用静态相对定位模式，卫星截止高度角需要超过15°，同时观测5个左右有效卫星，站点设置数量应为4个左右，观测时间需要超过1.5小时，静态采用间隔应保持在20S左右，固定误差应小于10mm。
2.3测点选择
根据工程建设要求，需埋设19个埋石点。考虑到点位选择会直接影响到观测工作的开展及观测结果的准确性，故在选择测点前既要对有关测区的地理情况进行收集与了解，也要对原有测量控制点的部分情况有充分了解。此外，还应注意遵循下列原则：①点位应设置在周围无明显大体积障碍物的地方，避免GPS信号被遮或被吸收；②点位的位置应选择在容易视野开阔且容易安装接受设备的高处；③尽可能设在测区周边的公路附近，以利于GPS测量的布点及实施；④考虑到高压线路等电磁场对GPS信号的干扰，故选点应远离高压线路区，与其距离至少50m以上；⑤测点应设在利于同步观测边、点的联结处。
2.4观测
完成了控制点标石的埋设工作后，应让其稳定一段时间再开展观测活动。本次观测活动的具体实施如下：①选择GPS接收机（本次所用接收机为中海达HD8200E一体化蓝牙静态GPS接收机）；②对各个测站进行对中整平，以保证接收机的稳定；③认真记录测量值，并求出平均值；④统一安排各个时间的开关时间，并认真做好详细的记录，保持每段的观测时间均超过45min，以保证观测数据的准确性；⑤观测期间，对接收机上显示出可用卫星数量进行密切观察与记录；若数量不超过4个，应及时告知其他测点暂停观测，并分析其中原因，然后将测点移位或待其稳定后再继续观测；⑥完成观测活动后，及时将观测数据传输至电脑中，并应用相关软件求出平均差。
3.数据处理
对测量数据进行处理时，本次使用的是接收机本身的配套数据处理软件包，避免数据转换造成的不便。在GPS数据处理的过程中，基线处理是重要的环节之一，其结算质量如何将直接影响到GPD定位结果的准确性。在本次GPS数据的处理中，工作人员先将所采集到的数据传输至计算机，然后随机输入测站信息，再开始基线解算。如果初次处理的基线不合格，需反复解算，直至基线解算合格。本次采用了95%置信界限来设置待定解算平差样式，全部基线解算合格后，即可通过网平差数据处理软件实现对自由网平差、二维约束平差、三维约束平差及高程拟合的解算，甚至还能实现边角网平差的处理。
4.总结
GPS是一项较为先进的技术，各个领域的人员对其的应用都在进行深入的研究，使之能够更加广泛的推广应用。近几年来，其在测绘行业中的应用逐步普遍，使得工程的测量等工作效率更高、精密度良好且有效的降低了测绘工作成本。本文仅从一般的角度分析了GPS在农田水利工程测量中的应用方法，在实践测绘工作中还需要测量人员全面掌握农田水利工程的具体情况，包括规模、性质、地质条件、自然环境等，综合把握，将理论与实际相结合，逐步探索出符合实际情况的应用方式，提高测量工作的效率，使各项数据更加精确，保障水利工程后期施工的科学性及合理性。
参考文献：
[1]程红.阳谷县小型农田水利工程建设存在的问题及对策[J].科技致富向导.2012（09）：279.
[2]李柏章.GPS系统在水利工程测量中的应用[J].水利科技与经济.2013（05）：119-120.
关键词：农田；水利工程；测量；GPS技术；应用；研究
前言
GPS是Global positioning System的缩写，极为全球定位系统，其是一种较为先进的高精尖科技，其主要构成部分包括GPS 卫星星座、地面监控部分、用户设备。该项技术最初研究时主要是应用于军事方面。现代各个产业的发展，该项技术的研究也在逐渐深入，包括应用基础、应用领域、发现方向、硬件及软件的研发等，因此GPS精密定位技术逐步的应用到各项建设领域，科学技术等多个方面。测绘行业与各项建设事业有着紧密的联系，其为建设项目施工方案的制定提供了可靠的参考。我国测绘的行业中应用GPS技术的时间较短，但是发展十分迅速，对于各项建设事业的作用十分显著，因此对其进行深入研究是十分有必要的。
1.GPS技术的基本情况
1.1技术原理
GPS定位系统的基本技术原理是先掌握卫星的瞬间坐标，再测量GPS卫星与用户接收机天线之间距离或者距离差，并结合卫星瞬间坐标确认用户接收机所所处的位置，可以将待定点的三维坐标表示为（x，y，z）。从本质上来说，GPS 定位技术即是测量学中的空间距离后方交会，其与测量学有着十分显著的相似点。基于上述技术原理，一个观测站中，一般需要均有三个独立的距离观测量，即可以进行相应的测量工作。观测站应处于3 颗卫星为球心，相应距离为半径的球与观测站所处平面交线的交点。为了避免避免接收机产生较大的钟差，一般需要设置4 个同步伪距观测值，对4 颗卫星神似同步观测[1]。
1.2影响其精度的因素
由于GPS定位系统运作过程需要在一定的条件下进行，其也会受到某些因素的影响，产生观测量精度误差，大致分为几个不同的类型，具体情况如下：①接收设备误差 接收设备的性能、质量等均会引起测量误差，主要是接收机钟差、观测误差、天线中心误差，另外其他载相位观测整周存在一定程度的不定性，也会对测量产生一定的影响；②GPS卫星误差 基本上是指卫星钟的误差及卫星轨道误差两个方面；③信号传播方面的误差 信号在传播的过程中需要通过一定的介质，受到该类条件的影响，会产生一定的误差，如大气折射误差、多路径效应产生的影响等；④其它方面 自然界的各种运动规律会影响到其整体测量情况，如地球自转、潮汐状态等。
结合上述误差情况，需要采取有对性的措施：①利用各项设备，结合实际情况，建立科学的系统误差模型，深入研究优化观测量；②在进行测量的过程中使用其他的未知参数，并与其他位置参数一同进行计算处理；③各个观测站同时对同一颗卫星进行观测，计算出差值，避免出现系统误差[2]。
2.设置控制网及测量
2.1设置原则
在设置GPS控制网的过程中，实施测量的人员需要严格按照相关测量规范进行，并遵循以下几个原则：②需要具有必要的点位重合，且有数量要求。在掌握了地面的控制网后，还需要GPS网站点与之存在分布较为均匀的重合点，在计算GPS网与地面网之间的转换参数时，数据更加准确。GPS控制网的网点还需要重合与相应的水准点，因此可以在控制网内部设置水准点，密度需要符合测量要求，在计算大地水准面时可以以其作为可靠的信息参考，使之准确度更高；①图形需要闭合。GPS控制网要达到体征图形自身强度并增加平差检核条件的目标，从而优化观测质量，则需要具有一定的闭合环，即需要独立观测边构成一定数量的闭合图形；③尽量减少遮挡物 GPS的观测质量会受到设置网点环境的影响，一般需要设置于地形良好，且易于达到的位置。测站点仰角超过15°的范围内应没有体积较大的遮挡物。
2.2精度标准
GPS作业方式一般是利用静态相对定位模式，卫星截止高度角需要超过15°，同时观测5个左右有效卫星，站点设置数量应为4个左右，观测时间需要超过1.5小时，静态采用间隔应保持在20S左右，固定误差应小于10mm。
2.3测点选择
根据工程建设要求，需埋设19个埋石点。考虑到点位选择会直接影响到观测工作的开展及观测结果的准确性，故在选择测点前既要对有关测区的地理情况进行收集与了解，也要对原有测量控制点的部分情况有充分了解。此外，还应注意遵循下列原则：①点位应设置在周围无明显大体积障碍物的地方，避免GPS信号被遮或被吸收；②点位的位置应选择在容易视野开阔且容易安装接受设备的高处；③尽可能设在测区周边的公路附近，以利于GPS测量的布点及实施；④考虑到高压线路等电磁场对GPS信号的干扰，故选点应远离高压线路区，与其距离至少50m以上；⑤测点应设在利于同步观测边、点的联结处。
2.4观测
完成了控制点标石的埋设工作后，应让其稳定一段时间再开展观测活动。本次观测活动的具体实施如下：①选择GPS接收机（本次所用接收机为中海达HD8200E一体化蓝牙静态GPS接收机）；②对各个测站进行对中整平，以保证接收机的稳定；③认真记录测量值，并求出平均值；④统一安排各个时间的开关时间，并认真做好详细的记录，保持每段的观测时间均超过45min，以保证观测数据的准确性；⑤观测期间，对接收机上显示出可用卫星数量进行密切观察与记录；若数量不超过4个，应及时告知其他测点暂停观测，并分析其中原因，然后将测点移位或待其稳定后再继续观测；⑥完成观测活动后，及时将观测数据传输至电脑中，并应用相关软件求出平均差。
3.数据处理
对测量数据进行处理时，本次使用的是接收机本身的配套数据处理软件包，避免数据转换造成的不便。在GPS数据处理的过程中，基线处理是重要的环节之一，其结算质量如何将直接影响到GPD定位结果的准确性。在本次GPS数据的处理中，工作人员先将所采集到的数据传输至计算机，然后随机输入测站信息，再开始基线解算。如果初次处理的基线不合格，需反复解算，直至基线解算合格。本次采用了95%置信界限来设置待定解算平差样式，全部基线解算合格后，即可通过网平差数据处理软件实现对自由网平差、二维约束平差、三维约束平差及高程拟合的解算，甚至还能实现边角网平差的处理。
4.总结
GPS是一项较为先进的技术，各个领域的人员对其的应用都在进行深入的研究，使之能够更加广泛的推广应用。近几年来，其在测绘行业中的应用逐步普遍，使得工程的测量等工作效率更高、精密度良好且有效的降低了测绘工作成本。本文仅从一般的角度分析了GPS在农田水利工程测量中的应用方法，在实践测绘工作中还需要测量人员全面掌握农田水利工程的具体情况，包括规模、性质、地质条件、自然环境等，综合把握，将理论与实际相结合，逐步探索出符合实际情况的应用方式，提高测量工作的效率，使各项数据更加精确，保障水利工程后期施工的科学性及合理性。
参考文献：
[1]程红.阳谷县小型农田水利工程建设存在的问题及对策[J].科技致富向导.2012（09）：279.
[2]李柏章.GPS系统在水利工程测量中的应用[J].水利科技与经济.2013（05）：119-120.