地質(zhì)工程測(cè)量中設(shè)計(jì)問題的改進(jìn)及GPS應(yīng)用

摘 要：在地質(zhì)工程測(cè)量中，重視地質(zhì)工程測(cè)量技術(shù)的設(shè)計(jì)具有重要的意義。地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)是為了制定有效的技術(shù)方案，以保證地質(zhì)工程測(cè)量的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)符合客戶的需求并且符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，最終獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。所以，每個(gè)地質(zhì)工程測(cè)量項(xiàng)目在工作開展之前都必須對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。本文將結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，提出關(guān)于地質(zhì)工程測(cè)量中出現(xiàn)的問題以及改進(jìn)措施，并且有關(guān)GPS在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)工程；測(cè)量；設(shè)計(jì)方法；GPS技術(shù)

引 言

在地質(zhì)工程測(cè)量中，常常有相關(guān)測(cè)量單位會(huì)忽略地質(zhì)工程測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)方案。甚至有些人認(rèn)為地質(zhì)工程測(cè)量工作根本不需要設(shè)計(jì)方案，實(shí)際上不管地質(zhì)工程是大是小，都不能缺少地質(zhì)工程測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)方案，因?yàn)樗粌H能在一定程度上提高工作效率，還能確保工程的預(yù)期精度。雖然在地質(zhì)工程測(cè)量工作開展之前，對(duì)其進(jìn)行技術(shù)方案設(shè)計(jì)需要花費(fèi)一些時(shí)間，可是這樣卻能夠從整體上把握地質(zhì)工程測(cè)量水平。

1 地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)常見的問題

1.1 有的測(cè)量項(xiàng)目缺少方案設(shè)計(jì)

在很多較小的地質(zhì)工程中，測(cè)量項(xiàng)目在開始的時(shí)候都是沒有方案設(shè)計(jì)的，這樣直接開展測(cè)量工作，不僅會(huì)增加整體的測(cè)量工作量，還會(huì)在一定程度上使得工程在后期的工作相對(duì)比較被動(dòng)。另外，還有可能導(dǎo)致在對(duì)測(cè)量布網(wǎng)進(jìn)行控制的時(shí)候，測(cè)區(qū)的精度要求布局不太合理，也有可能出現(xiàn)布網(wǎng)漏布的現(xiàn)象。如果在后期進(jìn)行補(bǔ)救不僅會(huì)增加工作量還會(huì)使原來的布網(wǎng)的統(tǒng)一性出現(xiàn)損害。

1.2 測(cè)量的設(shè)計(jì)存在套用的情況

有不少測(cè)量工作雖然也有進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是大都存在著套用的情況，因此往往存在著很多問題。比如，在編寫的時(shí)候，沒有科學(xué)的依據(jù)，編寫者所參考的技術(shù)設(shè)計(jì)書大都已經(jīng)不合時(shí)宜，他們對(duì)現(xiàn)在的法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)了解得不夠多。另外，有些設(shè)計(jì)人員缺乏實(shí)地勘探和調(diào)查，所進(jìn)行的設(shè)計(jì)往往不深入，所使用的名詞或術(shù)語往往跟現(xiàn)行的相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)存在著沖突。還有就是，在自我評(píng)價(jià)時(shí)，不能正視自己的實(shí)際水平和能力，往往對(duì)自己的技術(shù)方案和設(shè)計(jì)思想做出過高的分析和評(píng)價(jià)。

1.3 測(cè)量的設(shè)計(jì)不夠規(guī)范

測(cè)量項(xiàng)目的設(shè)計(jì)不夠規(guī)范主要表現(xiàn)在：①不能根據(jù)科學(xué)的知識(shí)進(jìn)行材料的編寫。一般而言，編寫材料的工作人員一直都是使用以前的技術(shù)和知識(shí)，不曾對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)與知識(shí)做詳細(xì)的、系統(tǒng)的了解與學(xué)習(xí)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)與時(shí)代、設(shè)計(jì)與工程脫節(jié)。②編寫材料的工作人員大多認(rèn)為只要參考施工方的相關(guān)材料就可以根據(jù)這些作出工程師設(shè)計(jì)，實(shí)際上一個(gè)優(yōu)秀的工程需要設(shè)計(jì)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)與分析，及時(shí)檢測(cè)到方案中的不足，發(fā)現(xiàn)問題的時(shí)候能夠及時(shí)解決。③設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不能做到認(rèn)真負(fù)責(zé)，設(shè)計(jì)出來的方案不夠深入，并且缺少對(duì)于新品種的設(shè)計(jì)。并不能做到標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，對(duì)于設(shè)計(jì)工作草草了事。④另外，還有一種情況就是一些設(shè)計(jì)人員對(duì)于自己設(shè)計(jì)出來的方案的評(píng)定不夠客觀，做不到實(shí)事求是，常常存在對(duì)作業(yè)方法、技術(shù)方案和設(shè)計(jì)思路的評(píng)價(jià)過高等情況。

1.4 片面追求節(jié)省經(jīng)費(fèi)、縮短工期

在地質(zhì)工程的布網(wǎng)過程中，有時(shí)候會(huì)片面追求節(jié)省經(jīng)費(fèi)、縮短工期，采用缺乏校對(duì)條件的一次性布網(wǎng)形式，而將標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的分級(jí)布網(wǎng)原則拋置腦后，這就難免造成誤差的不斷積累，使得工程精度難以滿足項(xiàng)目的需求。這樣的做法，不僅沒有節(jié)省經(jīng)費(fèi)、縮短工期，而且還導(dǎo)致測(cè)量工作陷入一種極為被動(dòng)的境地。

2 編寫地質(zhì)工程測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)的方法

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

在地質(zhì)工程測(cè)量中，其技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)有：①相關(guān)的文件、合同，主要是指上級(jí)所下達(dá)的一些任務(wù)要求；②法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是指法律上對(duì)工程測(cè)量所規(guī)定的法規(guī)和工程測(cè)量中的一些相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；③地質(zhì)工程測(cè)量的相關(guān)要求，包括資金的要求和裝備的要求。

2.2 設(shè)計(jì)原則

地質(zhì)工程測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)要圍繞以下幾個(gè)原則來進(jìn)行：①“瞻前顧后”原則，說的是要考慮工程的整體性；②“因地制宜”原則，包括工程的作業(yè)區(qū)和施工單位實(shí)力的實(shí)際情況；③“融會(huì)貫通”原則，要從多方面收集相關(guān)的資料并加以利用；④盡可能的采用先進(jìn)的技術(shù)、方法和工藝的原則。

2.3 對(duì)人員的要求

對(duì)地質(zhì)工程測(cè)量技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的人員，首先必須熟練的掌握設(shè)計(jì)原則并且對(duì)所設(shè)計(jì)的工程要有全面的了解；其次要有較強(qiáng)的分析能力，掌握工程作業(yè)區(qū)的實(shí)際情況，以便設(shè)計(jì)出最佳的方案；最后必須是要有較強(qiáng)的責(zé)任感，對(duì)自己的設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)，實(shí)地了解自己所設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)書能否在實(shí)際測(cè)量中發(fā)揮作用。

2.4 設(shè)計(jì)書的內(nèi)容要求

地質(zhì)工程測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)書的的內(nèi)容，首先必須保證其內(nèi)容簡(jiǎn)單扼要，思路清晰，主次區(qū)分，標(biāo)明有明文規(guī)定的要求，其次對(duì)新技術(shù)、新方法及新工藝的采用要有支持性的證明內(nèi)容，所采用的專有名詞、計(jì)算公式和計(jì)量單位等要與法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)一致，最后必須要有校核條件這一內(nèi)容。

3 GPS在工程測(cè)量中的利用

3.1 靜態(tài)GPS相對(duì)定位的應(yīng)用

所謂靜態(tài)相對(duì)定位，指的是利用兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上的接收機(jī)，同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理，精確地計(jì)算出測(cè)量點(diǎn)的三位坐標(biāo)，并且根據(jù)其中的某點(diǎn)的坐標(biāo)位置，精確地求出另外一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的具體位置。

就目前我國(guó)工程測(cè)量的領(lǐng)域來看，航測(cè)是對(duì)精度的要求最為嚴(yán)格，最需要技術(shù)的，GPS技術(shù)就完全能夠滿足相關(guān)的技術(shù)要求，所以在航測(cè)的領(lǐng)域有GPS的一席之地。目前的航測(cè)成圖的過程中，幾乎每一對(duì)圖像都需要擁有滿足技術(shù)要求數(shù)量的共同的控制點(diǎn)，也只有這樣，圖片之間才能夠產(chǎn)生自動(dòng)糾正。我們所了解的傳統(tǒng)的測(cè)量方法，必須依據(jù)很多平面和高程的二維坐標(biāo)，在占據(jù)坐標(biāo)位置的同時(shí)，肯定會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間，因?yàn)槿藶橐蛩?，常常使得測(cè)量的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到技術(shù)要求。下圖1為GPS在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用原理。

3.2 動(dòng)態(tài)GPS相對(duì)定位的應(yīng)用

動(dòng)態(tài)定位是指待測(cè)點(diǎn)相對(duì)于周圍的固定點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的，在短時(shí)間段內(nèi)可以察覺到運(yùn)動(dòng)或有明顯的運(yùn)動(dòng)，確定這些動(dòng)態(tài)待測(cè)點(diǎn)的位置稱為動(dòng)態(tài)定位。動(dòng)態(tài)GPS相對(duì)定位就是利用GPS信號(hào)接收器接收安裝在監(jiān)測(cè)物體上面的GPS信號(hào)接收器天線的位置信號(hào)，以確定該物體的位置、時(shí)間、姿態(tài)、速度和加速度等狀態(tài)參數(shù)。動(dòng)態(tài)GPS相對(duì)定位技術(shù)，利用比較兩站之間相互信號(hào)的差別，通過計(jì)算得出各個(gè)運(yùn)動(dòng)戰(zhàn)在每個(gè)時(shí)刻的位移以及運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，一般而言，GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量的差分?jǐn)?shù)據(jù)有兩種形式：滯后處理和及時(shí)處理。及時(shí)處理指的是將基準(zhǔn)站的測(cè)量信息及時(shí)傳送到移動(dòng)站上去，然后進(jìn)行對(duì)比并加工，其重要的步驟就是及時(shí)形成數(shù)據(jù)鎖鏈，用于實(shí)施數(shù)據(jù)傳輸。所謂滯后處理就是不需要將基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)及時(shí)的傳輸?shù)竭\(yùn)動(dòng)站，只要在后期進(jìn)行數(shù)據(jù)處理就可以了。

3.3 工程案例

某研究區(qū)位于新疆鄯善縣境內(nèi)，面積為26.47km2，屬南湖戈壁灘的低山丘陵區(qū)，地勢(shì)較為平坦，海拔高度一般在1100m?？紤]到海拔較高、工作難度大、工期較緊、降低成本等因素，決定采用GPS進(jìn)行控制測(cè)量、碎部測(cè)量以及工程收測(cè)。

4 結(jié) 語

工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展的主要表現(xiàn)形式為從一維、二維到三維、四維，從點(diǎn)信息到面信息獲取，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，其主要作用主要是改善人們的生活環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。目前，GPS技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)工程測(cè)量是地質(zhì)工程測(cè)量史上一項(xiàng)重大技術(shù)革命，其應(yīng)用及開發(fā)的前景十分廣闊，必將對(duì)測(cè)量質(zhì)量起到巨大的推動(dòng)作用。

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作者簡(jiǎn)介：王勇（1978-），碩士研究生，工程師，主要從事水文地質(zhì)與工程地質(zhì)工作。