随着科学技术的飞速发展，传统的水电工程测量技术已经无法满足工程施工的需要，而GPS技术的出现和在水电工程中的积极作用，让我们看到了突破传统工艺的希望。本文结合水电工程所涉及到的主要因素、GPS技术的概念、特点、原理和发展现状等方面来介绍GPS技术的原理和运用，探讨其未来的发展方向，目的也就是希望GPS技术能在水电工程中发挥更大的作用，使我国水电工程的整体水平不断提升。
1 GPS技术概况
GPS全球定位新一代卫星导航定位系统，限制已经得到广泛应用，这一技术是由美国陆海空三军联合研制，具有非常优良的保密性和抗干扰性，同时作为新一代的卫星导航和定位系统，它还可以通过全球性、全天候、连续性、实时性的精密三维导航与定位能力，实时地想我们提供所需的三维坐标、速度和时间，并且其精密度非常之高。正因为GPS技术可以在为用户24 h全天候地提供所需的三维坐标、时间和三维速度等技术信息，它也在水电工程中得到广泛应用，尤其在最近几年发展更是非常迅速。从测量领域来讲，大地测量、工程测量、地形测量等诸多方面已经在很大程度上得益于GPS全球定位系统这一高新技术。
2 GPS技术基本原理
2.1 GPS观测与测量
GPS技术是通过含有多种定位信息的卫星信号来实施定位的观测量，通常可以分为即码相位观测量和载波相位观测量。从测量精度来讲，载波相位要比码相位高，因为码元的宽度要比载波的波长比长得多。正因此，现在载波相位测量技术广泛应用于大地型GPS接收机目前大地型GPS接收机都采用载波相位测量。
2.2 GPS观测量技术中载波相位观测方程和定位方程
载波相位观测方程为：
ψ=f/c（ρ-δp1-δpr）-fυ1t+fυ2t-n（1）
式中：ψ为载波相位观测值；c为真空中的光速；f为载波频率；p为卫星至接收机的距离；δp1为卫星信号通过电离层折射的改正；υ1t为接收机的改正；υ2t为卫星钟的改正；N为整周未知数。载波相位定位方程为设卫星坐标为Xs、Ys、Zs（可根据卫星信号计算出，为已知值），接收机（即测站）坐标为X、Y、Z（待求值），则p=[（XS-X）2+（YS-Y）2+（ZS-Z）2]12。
2.3 定位方法
绝对定位方法和相对定位方法是两类常用的定位方法，其中还有很多细节上的区分模式。相对定位方法的静态定位模式。相对定位就是确定至少为2台同步跟踪相同GPS卫星信号的接收机之间的相对位置。而静态相对定位模式就是相对定位的一种模式。其方法是将两台或两台以上的GPS接收设备分别安置在几个点上，同步观测1～2 h。
当观测站间的距离超过20 km时，还要适当延长观测时间，当测站间距离不超过5 km时，观测时间可缩短到45 min左右。这样，用边连接方法构网，用后处理软件解算基线，经平差计算求定观测点三维坐标。对于双频GPS接收机，这种相对定位模式的精度可以达到5 mm+1 ppm·d，d为测站间的距离（km）。一般GPS控制网，都应采用静态相对定位测量方法。这种方法定位精度高，适用长边。
3 GPS测量技术的特点
与传统测量技术相比，GPS测量主要有以下特点：解决了测站与测站之间难易互相同时的难题，大大降低了空间上的客观局限性，使得测试站站点的选择更灵活更方便；定位精度高，GPS测量技术的特点是随着距离的增长，精度会越高，优越性也会越发明显，比精度很高的红外仪测量还要精确方便；缩短观测的时间，当短基线小于20 km时，一般只需要5 min就可以完成快速相对定位的观测；精确的三维坐标，除了能对观测站的平面位置进行精确测量，还能够实时地精准的测出站点的三维坐标；操作简易化，与传统测量方法相比，GPS技术的观测工作主要由卫星等自动化仪器自动完成，大大简化了操作人员的工作。
4 GPS在水电工程中应用及发展
尽管随着科学技术的不断进步，我国水电工程建设已经开始广泛的运用GPS技术，但是深度还不够，主要是犹豫水电工程行业的客观环境导致的，比如说复杂的地形、交通不便、通讯信号不稳定等等，所以进一步的深层的开发和推广仍然是一段时间内继续解决的研究和解决的课题。
通过采用一定的数据处理技术，要做到±1～±2 mm的测量精度并不是难事，所以只要能想办法让相关环境条件能符合要求，那就可以深层次的运用GPS技术，对我国水电工程事业的发展将起到非常深远的意义。例如，三峡工程是一个相当复杂的大型系统工程，而GPS技术就在早起早期围堰合拢时对合拢口的形态与水文特性的测量中起到了关键作用。其实不局限于此，随着技术的成熟，GPS技术还能发挥更大的作用。
另外，GPS实时测控系统也已经逐步在大型水电工程施工中建立起来，这也是一项应该大力推广的新的系统技术，具有很高的实用性，也有很高的市场前景。实时测控系统能在相当大的程度上降低测量工作的繁琐性，降低劳动强度，同时可以自动、准确、快速地定位地面各项相关设施，为检查和复测控制系统提供了极大的便利条件。同时，这一技术还能够测量河床断面、坝区水下地形、水文等的具体数据和情况，为水电工程的具体施工提供系统的数据参考，保证工程施工的顺利进行。
5 结语
随着GPS定位技术的出现和不断发展完善，其先进作用已经体现在各行各业，影响力也扩大到社会诸多领域。就水电工程而言，这一技术彻底改变了工程测量技术和测绘定位技术，传统的地面定位技术一直停留在测角、测距、测水准等环节上，而这些早已不再适用于当今飞速发展的社会的需要。传统的技术虽然仍然运用在工程施工中，但是其正在逐步被GPS技术所代替。水电工程中测量过程是一个至关重要的课题，而带给水电工程测量革命性突破的就是GPS技术的运用和发展，GPS定位技术应用于水电工程施工，它突破了空间距离给传统测量技术带来的种种难题，改变了传统的测量学的理念和方法，不但提升了测量精度，还大大提高了测量工作的效率。
参考文献
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