GPS技术在水文水资源监测方面应用.docVIP

GPS技术在水文水资源监测方面的应用 　　摘要：指出了水文水资源监测是一项专业性较强的工作，通过该项工作能够为水资源管理部门相关工作的开展提供依据。GPS技术以其自身诸多的优势，被广泛应用于多个领域。简要阐述了水文水资源监测的重要意义，分析了GPS技术的定位原理及其应用优势，论述了水文水资源监测中GPS技术的应用，以期能够对水文水资源监测效率及质量的提升有所帮助 关键词：GPS技术；水文；水资源；监测 中图分类号：X143 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）08-0179-02 1.水文水资源监测的重要意义 水是人类社会发展过程中不可或缺的物质基础，如果没有水，人和动物无法生存，植物则会枯萎死去，由此不难看出水的重要性。近年来，全球很多国家都在大力发展农业和工业，由此导致了用水量急剧上升，水资源紧缺的问题日趋严峻，这已经引起了全球性的关注。我国虽然水资源比较丰富，但由于人口众多，使得人均水资源占有量非常少，仅为世界人均水量的1/4左右。国家为了解决水资源方面的问题，对《水法》进行了多次的修改。必威体育精装版的《水法》中提出应当制定全国水资源战略规划，同时还提出限制污水排放总量等意见，并着重强调了在对水资源进行开发利用的过程中，要加强生态环境保护，以上种种规定的落实与实施，都离不开水文水资源的监测工作。就水资源监测而言，其主要目的是对水体、水量、水质及其空间变化情况进行了解，这里所指的水质变化既包括水体本身的变化，也包含人类活动造成的水质变化，水资源监测所得的信息能够为相关部门开展水资源保护工作提供可靠的依据。但从目前来看，这方面的信息是比较欠缺的，所以，当务之急是要进一步加强水文水资源的监测工作。传统的水文监测工作一般郁是以降水量、蒸发量、地表及地下径流作为主要的监测对象，而水资源监测的重点是人类对地下水、地表水及空中水的抽取情况，以及对这三种水所造成的污染状况进行监测分析，通过监测所得的数据，对水资源进行评价.进而预测出未来一段时期水资源的变化趋势，为水资源的开发利用提供依据。可见，对水文水资源的监测具有非常重要的现实意义 2.GPS技术的定位原理及应用优势 GPS是全球卫星定位系统的英文缩写形式，该系统是由美国军方研发，最初的目的是用其进行卫星导航，通过该系统可以为用户提供高精度的导航信息 2.1GPS的定位原理 为了进一步加深对GPS的了解，下面对其定位原理进行简介：测出卫星与用户接收端的距离，由多颗卫星数据，便可得到用户接收端所处的位置。在整个定位过程中，需要先知道卫星的准确位置，其位置可通过星载时钟记录的时间在星历中查出，用户与卫星之间的距离，可利用卫星发出的信号传至用户接收端上所用的时间乘以光速来获得。在此必须着重阐明的是，由于卫星信号在传输的过程中需要从大气层及电离层中穿过，由此会使卫星信号受到一定程度的干扰，所以卫星与用户接收端之间的距离并不是真实距离，而是伪距。GPS卫星处于正常工作状态时，它会利用二进制码元组成的伪随机码发射导航电文，图1是伪随机码的测距原理 GPS所使用的伪随机码分为民用和军用两种，前者为C/A码，其频率为1.023 MHz，后者为P码.其频率为10.23 MHz。当处于地面上的用户通过接收终端收到来自于GPS卫星发射的导航电文时，终端接收机可以提取出卫星时间，用户通过该时间与自己的时钟进行比对后，便可获知卫星与接收终端之间的距离，然后再借助导航电文中的星历数据，可以推算出卫星发射导航电文时所在的位置，由此便可得知用户在大地坐标系中的位置 2.2GPS的应用优势 2.2.1能够进行全球性24 h不间断定位 目前，GPS卫星的总数量高达24颗之多，其全球覆盖率高达98%以上，基本可以保证在任意时间和地点能同时观测到4颗GPS卫星，由此确保了全球性24 h不间断的导航定位服务 2.2.2超高的定位精度 通过对大量GPS的应用实践进行研究分析后发现，它的相对定位精度非常之高，相关数据显示，其在50 km以内的相对定位精度能够达到1m 2.2.3观测耗时短 美国自上个世纪70年代研发出GPS系统之后，其在数十年里获得了进一步完善，与之相关软件也在不断更新，目前的GPS系统完成20 km以内的相对静态定位只需要15～20 min左右，流动站的观测时间更短，一般只需1-2min左右，利用GPS-RTK进行观测时，每个测站的观测时间仅需5～10 s左右。由于GPS系统观测耗时较短，因此通过它来建立控制网，可以使作业效率获得大幅度提升 2.2.4设备易于操作 接收机是GPS系统重要的组成部分之一，随着GPS的不断发展，接收机的性能也逐步完善，这使得设备的操作变得更加简单方便。应用GPS进行观测作业时，测