GPS功能扩展程序研发及其在钓鱼台水库规模论证中的应用研究
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摘要
水库是人类蓄水发电、灌溉和防洪调度的重要设施,解放以来,全国各地修建了众多水库。水库工程在防御洪水调节径流合理利用水资源等方面发挥了巨大的效益,水库库容和淤积量的变化是水利电力部门十分关心的问题。正确快速的库容和淤积量的测定对保证库区、大坝的安全和计划调度发电起着重要的作用。由于泥沙淤积等原因,水库库容会发生变化,需经常进行库容的复核测量。
全球定位系统(GlobalPositioning System,简称GPS)是20世纪80年代初出现的一种全新的三维定位测量技术,它不受时间地域的限制,且测点之间勿需相互通视。起初这种技术仅应于美国军事定位和各国民用大地测量,随着计算机、通信技术的发展,目前GPS出现一种实时动态(Real Time Kinematical,简称RTK)定位法,此法能进行快速、动态、精确地定位,将其应用于水库库容测量定位中,可以取得满意的结果。
传统库容计算主要采用等高线的台锥体公式和断面测量法。等高线法计算是假定两等高线之间体积变化是线形性,对于两高程之间的地形起伏无法精确反映,特别对地势较为平坦地区,计算结果误差较大。要提高计算精确度就必须加密等高线,这将大大增加成图的难度。断面法库容计算主要是在库区设定相互平行的断面,要求断面间的地形变化较为均匀,呈现线性,这种方法简单,工作量小,采集测点的数目太少,因此其准确性较差,而且计算时针对不同高程的库容计算极其繁锁。当库区地形复杂,库区支流纵多时,计算精度将难以保证。
依靠现代高精度GPS定位技术、回声测深技术,借助水下地形测量方法对库区实施测量,根据水下地形变化的复杂程度,用等间距、高密度的测点对测区水域进行覆盖；建立在高精度、高密度测点的基础上,利用地形图绘制中的三角形构网方法,对整个测区以三角网进行覆盖,计算每个三棱水柱的水柱体积和淤积体积,并对所有三棱水柱的水柱体积进行叠加,便可获得库区库容的精密计算结果。
The reservoir is human water power, irrigation and flood control scheduling of important facilities, since liberating, throughout the country built many reservoirs. Reservoir flood regulating runoff in the rational use of water resources has played an enormous benefit, the storage capacity of the reservoir and siltation volume changes are very concerned about the problem of water conservancy and electric power department. The storage capacity and sedimentation volume determination to ensure the reservoir, dam safety and scheduling power plays an important role in. Due to siltation and other reasons, the storage capacity of the reservoir will change, often required capacity check and measurement.
Global positioning system (GlobalPositioning System, referred to as GPS) is nineteen eighties to appear at the beginning of a new three-dimensional positioning measurement technology, it is not subject to time and geographical constraints, measuring point is not needed between the mutual visibility. At first, this technique should be used only in the United States military position and national civil geodesy, along with the computer, the development of communication technology, the emergence of a real-time dynamic GPS (Real Time Kinematical, referred to as RTK) positioning method, this method can fast, dynamic, accurate positioning, its application in reservoir capacity measurement positioning, can be achieved satisfied with the results.
The traditional storage calculation using the contour of the cone formula and section measurement. Contour method is assumed to be two contour between the volume change is linear, to two elevation between topography cannot accurately reflect, particularly on relatively flat terrain area, calculation results error. In order to improve the calculation accuracy must be encrypted contour; this will greatly increase the difficulty of a graph. Section method to calculate reservoir is the main reservoir set in parallel section, between the requirements section topographic variation is more uniform, linearity, this method is simple, small workload, acquisition point number is too low, so its accuracy is poor, and the calculation for different elevation reservoir capacity calculation is extremely cumbersome. When the reservoir area terrain is complex, longitudinal time tributaries of reservoir, calculation accuracy will be difficult to ensure.
Rely on modern high precision GPS positioning technology, echo sounding techniques, with the aid of underwater topographic survey method on measurement, according to the change of underwater topography complexity, such as pitch, high density measuring point in the survey area waters cover; established in high precision, high density measuring points on the basis of, using terrain map draw the triangle network construction method, the whole area to triangular mesh cover, calculated for each of the three corner column of water volume and sedimentation volume, and all three corner column volume are superimposed, can obtain reservoir capacity precision calculation results.
全球定位系统(GlobalPositioning System,简称GPS)是20世纪80年代初出现的一种全新的三维定位测量技术,它不受时间地域的限制,且测点之间勿需相互通视。起初这种技术仅应于美国军事定位和各国民用大地测量,随着计算机、通信技术的发展,目前GPS出现一种实时动态(Real Time Kinematical,简称RTK)定位法,此法能进行快速、动态、精确地定位,将其应用于水库库容测量定位中,可以取得满意的结果。
传统库容计算主要采用等高线的台锥体公式和断面测量法。等高线法计算是假定两等高线之间体积变化是线形性,对于两高程之间的地形起伏无法精确反映,特别对地势较为平坦地区,计算结果误差较大。要提高计算精确度就必须加密等高线,这将大大增加成图的难度。断面法库容计算主要是在库区设定相互平行的断面,要求断面间的地形变化较为均匀,呈现线性,这种方法简单,工作量小,采集测点的数目太少,因此其准确性较差,而且计算时针对不同高程的库容计算极其繁锁。当库区地形复杂,库区支流纵多时,计算精度将难以保证。
依靠现代高精度GPS定位技术、回声测深技术,借助水下地形测量方法对库区实施测量,根据水下地形变化的复杂程度,用等间距、高密度的测点对测区水域进行覆盖；建立在高精度、高密度测点的基础上,利用地形图绘制中的三角形构网方法,对整个测区以三角网进行覆盖,计算每个三棱水柱的水柱体积和淤积体积,并对所有三棱水柱的水柱体积进行叠加,便可获得库区库容的精密计算结果。
The reservoir is human water power, irrigation and flood control scheduling of important facilities, since liberating, throughout the country built many reservoirs. Reservoir flood regulating runoff in the rational use of water resources has played an enormous benefit, the storage capacity of the reservoir and siltation volume changes are very concerned about the problem of water conservancy and electric power department. The storage capacity and sedimentation volume determination to ensure the reservoir, dam safety and scheduling power plays an important role in. Due to siltation and other reasons, the storage capacity of the reservoir will change, often required capacity check and measurement.
Global positioning system (GlobalPositioning System, referred to as GPS) is nineteen eighties to appear at the beginning of a new three-dimensional positioning measurement technology, it is not subject to time and geographical constraints, measuring point is not needed between the mutual visibility. At first, this technique should be used only in the United States military position and national civil geodesy, along with the computer, the development of communication technology, the emergence of a real-time dynamic GPS (Real Time Kinematical, referred to as RTK) positioning method, this method can fast, dynamic, accurate positioning, its application in reservoir capacity measurement positioning, can be achieved satisfied with the results.
The traditional storage calculation using the contour of the cone formula and section measurement. Contour method is assumed to be two contour between the volume change is linear, to two elevation between topography cannot accurately reflect, particularly on relatively flat terrain area, calculation results error. In order to improve the calculation accuracy must be encrypted contour; this will greatly increase the difficulty of a graph. Section method to calculate reservoir is the main reservoir set in parallel section, between the requirements section topographic variation is more uniform, linearity, this method is simple, small workload, acquisition point number is too low, so its accuracy is poor, and the calculation for different elevation reservoir capacity calculation is extremely cumbersome. When the reservoir area terrain is complex, longitudinal time tributaries of reservoir, calculation accuracy will be difficult to ensure.
Rely on modern high precision GPS positioning technology, echo sounding techniques, with the aid of underwater topographic survey method on measurement, according to the change of underwater topography complexity, such as pitch, high density measuring point in the survey area waters cover; established in high precision, high density measuring points on the basis of, using terrain map draw the triangle network construction method, the whole area to triangular mesh cover, calculated for each of the three corner column of water volume and sedimentation volume, and all three corner column volume are superimposed, can obtain reservoir capacity precision calculation results.
引文
[1]高成发GPS测量[M] 北京 人民交通出版社2002
[2]国家测绘局 全球定位系统测量规范[Z] 北京 测绘出版社1992
[3]地理信息系统技术及其在煤矿水害预测中的应用 《北京：中国矿业大学》张大顺1994
[4]李青岳等 工程测量学 测绘出版社1984
[5]城乡建设环境保护部 城市测量规范 中国建筑工业出版社1993
[6]吴子安等 水利工程测量 测绘出版社1990
[7]陶本藻等 自由网平差与变形分析 测绘出版社1994
[8]高井祥等 工程测量 煤炭工业出版社.2000
[9]周忠谟等 AAA卫星测量原理与应用 测绘出版社1999
[10]王新洲 高等测量平差 测绘出版社2006.8
[11]朱家钰等 测绘专业英语 煤炭工业出版社1990.5
[12]周忠谟 易杰军 周琪 GPS测量原理与应用[M]北京1999
[13]贾永红 计算机图像处理与分析 武汉大学出版社2001.9
[14]王世夏 水工设计的理论和方法 中国水利水电出版社2007.7
[15]施熙灿 水利工程经济 中国水利水电出版社1997
[16]龚晓南 高等土力学 浙江大学出版社1996.8
[17]G.Blewitt厘米级精度的AAA测量 军事测绘情报 1990年2月
[18]R. A. Snay用三四台接收机布设AAA测量网的设计战略 军事测绘情报1990年第2期
[19]朱德良、方建伟、黄会娟土地测绘中GPS RTK技术的应用[J]测绘通报2002年S1期2
[20]朱照荣 城市GPS应用及发展趋势探讨 [J] 北京测绘 2002年03期
[21]郭忠志GPS-RTK技术在热力外线工程中的应用[J]北京测绘2004年03期
[22]王平 虚拟参考站——GPS网络RTK技术[J]测绘通报2001年S1期
[23]丁文利、王怀念、黄良动态GPS(RTK)测量的精度分析[J]地矿测绘2004 年02期
[24]付元盛 实时动态GPS放线精度研究[J]电力勘测2002年02期
[25]刘业光、欧海平GPS网络RTK虚拟参考站技术在广州的应用前景初探[J]城市勘测2002年02期
[26]徐良、过静珺、戴连君、卢云川基于GPS(RTK技术)的虎门大桥位移实时监测数据分析[J]工程勘察2001年01期
[27]高星伟、刘经南、葛茂荣网络RTK参考站间基线单历元模糊度搜索方法[J]测绘学报2002年04期
[28]傅文祥、詹登峰、潘宝玉RTK像片控制测量及其精度检验[J]测绘工程2004年01期
[29]朱德良、方建伟、黄会娟土地测绘中GPS RTK技术的应用[J]测绘通报2002年S1期
[30]朱照荣 城市GPS应用及发展趋势探讨[J]北京测绘2002年03期
[31]王平 虚拟参考站——GPS网络RTK技术[J]测绘通报2001年S1期
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[38]李维成、李丽、徐卫东GPS RTK测量成果的质量控制方法[J]本溪冶金高等专科学校学报1999年01期
[39]王德保、黄军、杜伟、董魁、陈宝行、王伟构建山东省新一代大地测量基准的技术关键[J]测绘信息与工程2007年01期
[40]王德保、黄军、董传胜、陈瑞聪GPS在胶南市地理信息工程中的应用[J] 测绘信息与工程2004年03期
[41]郑乃发 梅州森林公园GPS-E级控制网的建立[J]今日科苑2006年05期
[42]王毅明、钟金宁、黄志洲GPS RTK测量技术的应用与体会[J]现代测绘2003年02期
[43]米鸿燕、蒋兴华GPS-RTK技术在测绘大比例尺地形图的应用探讨[J]昆明冶金高等专科学校学报2005年03期
[44]焦明连、吕秀建基于GPS RTK技术的数字化地形测量[J]全球定位系统2005年02期
[45]焦明连、刘颖“数字连云港”基础测绘框架构建方案[J]测绘工程2006年05期
[46]马宁、黄小平RTK技术在城市测量中的应用[J]北京测绘2006年03期安徽农业科学2007年15期
[47]焦明连、高光军数字连云港基础地理信息平台的构建[J]测绘与空间地理信息2006年03期
[48]于小平、杨国东、许惠平、张亚军GPSRTK高程拟合方法精度研究[J]测绘通报2006年11期
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[54]梁开龙等,水下地形测量,测绘出版社,1995
[55]朱肇光等,摄影测量学,测绘出版社,1996.2
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[60]Yang Y, He H, Xu G. Adaptively robust filtering for kinematic geodetic positioning [J]. Journal of Geodesy,2001,75(2):109-116.
[61]Smyth A, Wu M. Multi-rate Kalman filtering for the data fusion of displacement and acceleration response measurement in dynamic system monitoring[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2007,21 (2):706-723.
[62]Saha S, Raghava GPS. AlgPred:prediction of allergenic proteins and mapping of IgE epitopes. Nucl Acids Res,2006,34:202-209
[63]Kumar M, Bhasin M, Natt NK. Raghava GPS. β hairPred:prediction of β-hairpins in a protein from multiple alignment information using ANN and SVM techniques. Nucl Acids Res,2005,33:154-159
[2]国家测绘局 全球定位系统测量规范[Z] 北京 测绘出版社1992
[3]地理信息系统技术及其在煤矿水害预测中的应用 《北京：中国矿业大学》张大顺1994
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[33]付元盛 实时动态GPS放线精度研究[J]电力勘测2002年02期
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[36]高星伟、刘经南、葛茂荣网络RTK参考站间基线单历元模糊度搜索方法[J]测绘学报2002年04期
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[38]李维成、李丽、徐卫东GPS RTK测量成果的质量控制方法[J]本溪冶金高等专科学校学报1999年01期
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[41]郑乃发 梅州森林公园GPS-E级控制网的建立[J]今日科苑2006年05期
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[46]马宁、黄小平RTK技术在城市测量中的应用[J]北京测绘2006年03期安徽农业科学2007年15期
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[52]张红梅,赵建虎.水库库容和淤积测量技术研究[J].水利学报,2002,(12)：33.37.
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