地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)方法與GPS技術(shù)應(yīng)用

閆利祥　宋增巡

摘要：地質(zhì)工程測(cè)量是地質(zhì)工程的前期工作，對(duì)于地質(zhì)工程有著直接的影響，而地質(zhì)工程測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)則對(duì)于地質(zhì)工程測(cè)量有著重要的指導(dǎo)意義，科學(xué)合理的測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)能夠有效地提高地質(zhì)工程測(cè)量質(zhì)量。作者結(jié)合自己多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)地質(zhì)工程設(shè)計(jì)中常遇到的一些問(wèn)題提出一些比較具體的設(shè)計(jì)方法，并進(jìn)一步探討了GPS技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量上應(yīng)用的可能性以及對(duì)地質(zhì)工程測(cè)量帶來(lái)的影響。

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

前言

地質(zhì)工程測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)的根本目的就是事先確定行之有效的技術(shù)方案，從而確保地質(zhì)工程測(cè)量能夠符合相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和用戶需求。因此，每一個(gè)地質(zhì)工程測(cè)量項(xiàng)目在作業(yè)前進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)是必要的，對(duì)于后期工作的順利完成和提高作業(yè)隊(duì)伍的技術(shù)水平有著重要的指導(dǎo)意義。然而在實(shí)踐中，仍舊存在一些對(duì)地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)不予重視的現(xiàn)象。事實(shí)上，不管工程大小，地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)都是提高工作效率和保障預(yù)期精準(zhǔn)度的重要前提。因此，深入的分析當(dāng)前地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)中存在的不足之處，嘗試性的提出一些可行性建議有助于我們更加編制合乎規(guī)定的地址工程測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)。

1.地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題

當(dāng)前地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)中最為普遍的問(wèn)題就是設(shè)計(jì)過(guò)于死板，甚至有些工作人員根本沒(méi)有考慮實(shí)際情況就直接的以其它地質(zhì)工程測(cè)量項(xiàng)目為模板直接使用。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)前地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)中的問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是內(nèi)容不夠完整，文字格式不符合規(guī)定。雖然說(shuō)地質(zhì)工程測(cè)量項(xiàng)目的不同其測(cè)量設(shè)計(jì)肯定也是有所區(qū)別的，但是當(dāng)前的地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)中文字格式五花八門，內(nèi)容和實(shí)際的工作存在很大的差距，敘述千篇一律，沒(méi)有針對(duì)性的提出技術(shù)方案，也沒(méi)有可操作性，附圖附表也不齊全，由此可見(jiàn)工作人員在編制測(cè)量設(shè)計(jì)方案的時(shí)候要么沒(méi)有立足于實(shí)際，要么是東拼西湊的抄襲其他的設(shè)計(jì)方案；二是地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)的編制依據(jù)過(guò)于落后。這個(gè)問(wèn)題主要集中在年紀(jì)較大的工作人員身上，有部分工作人員雖然具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，但是其所掌握的技術(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)較為落伍，再加上他們對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)地質(zhì)工程測(cè)量產(chǎn)品的生產(chǎn)定額、成本定額、裝備標(biāo)準(zhǔn)等沒(méi)有充分的了解，因此編制出的地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)參考意義遠(yuǎn)大于指導(dǎo)意義；三是地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)不夠深入，主要表現(xiàn)為對(duì)新技術(shù)、新材料、新方法的應(yīng)用過(guò)少，對(duì)從作業(yè)區(qū)實(shí)際情況出發(fā)考慮作業(yè)單位的實(shí)力，充分挖掘潛力，選擇最佳方案的研究不多等；四是標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)較差。主要表現(xiàn)為文字表達(dá)不夠通俗易懂，應(yīng)用的公式、數(shù)據(jù)、圖表等不夠規(guī)范，名詞、術(shù)語(yǔ)、符號(hào)等存在很大的誤差，這些都對(duì)設(shè)計(jì)方案的實(shí)際應(yīng)用造成了很大的困擾。

2.地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)方法

2.1地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)的依據(jù)和原則。地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)的根本目的是知道測(cè)量項(xiàng)目的順利完成，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前我們要全面的考慮當(dāng)前想的法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及地質(zhì)工程測(cè)量產(chǎn)品的生產(chǎn)定額、裝備標(biāo)準(zhǔn)等因素，只有這樣才能夠確保地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)符合實(shí)際需要。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們一方面應(yīng)當(dāng)先從整體上把握地質(zhì)工程測(cè)量項(xiàng)目，然后再?gòu)木植可线M(jìn)行完善，值得注意的是雖然說(shuō)地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)是以滿足用戶的需求為出發(fā)點(diǎn)的，但是我們?nèi)耘f需要注意社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益并存。另一方面地質(zhì)工程設(shè)計(jì)不能夠盲目的照搬其它模板，而是要從作業(yè)區(qū)的實(shí)際情況出發(fā)，考慮作業(yè)單位的實(shí)力，認(rèn)真的分析和利用已有的地質(zhì)工程測(cè)量產(chǎn)品和資料，從而充分的挖掘作業(yè)單位潛力，設(shè)計(jì)出最佳方案。除此之外，設(shè)計(jì)人員是地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)的主體，其素質(zhì)對(duì)于設(shè)計(jì)成果有著直接的影響，因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)深入第一線做好作業(yè)區(qū)情況的勘測(cè)和調(diào)查分析工作，分析設(shè)計(jì)方案的正確性，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)要及時(shí)的采取措施進(jìn)行處理。

2.2地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)書的具體要求。設(shè)計(jì)書是地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)結(jié)果，設(shè)計(jì)書的內(nèi)容不夠明確、文字不夠簡(jiǎn)練、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)誤差的話哪怕設(shè)計(jì)再合理也沒(méi)有任何的實(shí)用價(jià)值，因此在編寫技術(shù)設(shè)計(jì)書的時(shí)候我們需要注意以下幾個(gè)方面：首先要做到內(nèi)容明確，文字精煉。對(duì)于已經(jīng)有明確規(guī)定的技術(shù)要求不要在花費(fèi)過(guò)多的話語(yǔ)進(jìn)行敘述，對(duì)于作業(yè)過(guò)程中容易出現(xiàn)問(wèn)題的部分要重點(diǎn)的標(biāo)示出來(lái)；其次是要在設(shè)計(jì)書中積極的采用各種新技術(shù)、新方法和新工藝。和現(xiàn)有技術(shù)相比，新技術(shù)雖然可能存在一些不足之處，但是仍舊有著巨大的優(yōu)勢(shì)，因此在設(shè)計(jì)書中要積極的采用各種新技術(shù)，但是設(shè)計(jì)人員需要對(duì)關(guān)于新技術(shù)的可行性研究結(jié)果進(jìn)行敘述，必要的時(shí)候可以附相關(guān)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以此來(lái)避免新技術(shù)中的不足之處；然后是設(shè)計(jì)書中的名詞、術(shù)語(yǔ)、公式、符合等要和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)保持一致，確保誤讀現(xiàn)象的發(fā)生；最后是要以工程項(xiàng)目的實(shí)際需要與工程特點(diǎn)為基礎(chǔ)，以測(cè)量規(guī)范為準(zhǔn)繩，以分級(jí)布網(wǎng)控制測(cè)量誤差，確保校核條件控制測(cè)量質(zhì)量，最大限度地保證測(cè)量成果的可靠性，實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作的多快好省。

2.3地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。一般來(lái)說(shuō)，完整的地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)的內(nèi)容要包括任務(wù)概述、作業(yè)區(qū)自然地理概況、已有資料的利用情況、主要作用方法和技術(shù)規(guī)定、計(jì)劃安排和經(jīng)費(fèi)預(yù)算、附件六個(gè)主要部分。其中任務(wù)概述是對(duì)地質(zhì)工程項(xiàng)目的總體論述，例如闡述任務(wù)的名稱及來(lái)源，確定地質(zhì)工程測(cè)量項(xiàng)目的作業(yè)區(qū)、作業(yè)區(qū)的地理位置和行政歸屬、要求達(dá)到的精準(zhǔn)度指標(biāo)和質(zhì)量要求、工程期限等內(nèi)容；自然地理概況則是對(duì)作業(yè)區(qū)的地理特征、交通、氣候等因素進(jìn)行的詳細(xì)分析，為后期的工程提供指導(dǎo)，降低外在因素對(duì)工程的影響；已有資料利用情況主要是用來(lái)說(shuō)明相關(guān)地質(zhì)測(cè)量工作的完成情況以及評(píng)價(jià)，該案例的實(shí)用價(jià)值和利用方案等；作業(yè)方法和技術(shù)規(guī)定是地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，這部分內(nèi)容既要包括一般的作業(yè)技術(shù)也要涵蓋新技術(shù)，同時(shí)要對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行估算和說(shuō)明，分析其實(shí)用價(jià)值以及對(duì)工程的影響等；計(jì)劃安排包括工作量統(tǒng)計(jì)即根據(jù)地質(zhì)工程測(cè)量設(shè)計(jì)計(jì)算各個(gè)工序的工作量、進(jìn)度計(jì)劃及根據(jù)工作量統(tǒng)計(jì)計(jì)劃相應(yīng)的生產(chǎn)力投入，列出年度計(jì)劃和各工序的銜接計(jì)劃。而經(jīng)費(fèi)預(yù)算則是根據(jù)設(shè)計(jì)方案和制度計(jì)劃參照相關(guān)的生產(chǎn)定額和成本定額，編制年度經(jīng)費(fèi)和總經(jīng)費(fèi)計(jì)劃，并作必要的說(shuō)明；而附件則是對(duì)設(shè)計(jì)中相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行的補(bǔ)充，常見(jiàn)的有已有資料清單、附圖、附表、產(chǎn)品鑒定書、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。

3.GPS技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)逐步的擴(kuò)大了GPS技術(shù)的應(yīng)用范圍，地質(zhì)工程測(cè)量也不例外。實(shí)踐證明，GPS技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高地質(zhì)工程測(cè)量的精準(zhǔn)度和效率有著積極的意義，當(dāng)前，GPS技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用主要集中在動(dòng)態(tài)測(cè)量和靜態(tài)測(cè)量?jī)蓚€(gè)方面，具體如下：

3.1GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量。GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量主要的技術(shù)手段是RIT技術(shù)，在進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量的過(guò)程中，基站實(shí)時(shí)將得到的改正數(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至流動(dòng)站，流動(dòng)站則利用基站改正數(shù)修正地質(zhì)測(cè)量結(jié)果。簡(jiǎn)單的說(shuō)，動(dòng)態(tài)測(cè)量就是需要測(cè)量的點(diǎn)與周圍環(huán)境是處于一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)往往采用的是在運(yùn)動(dòng)物體上按照GPS信號(hào)發(fā)射裝置的方式，然后利用GPS信號(hào)接收天線詳細(xì)確定物體的運(yùn)動(dòng)學(xué)量如時(shí)間、位移、速度等數(shù)據(jù)，然而根據(jù)數(shù)據(jù)之間的差異來(lái)確認(rèn)物體的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于地質(zhì)工程測(cè)量來(lái)說(shuō)，GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量的最大優(yōu)勢(shì)在于以下幾個(gè)方面：一是測(cè)站間無(wú)需通視。GPS測(cè)量不需要測(cè)站間相互通視，可根據(jù)實(shí)際需要確定點(diǎn)位，使得選點(diǎn)工作更加靈活方便。二是觀測(cè)時(shí)間短。隨著GPS測(cè)量技術(shù)的不斷完善，軟件的不斷更新，在進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí)，靜態(tài)相對(duì)定位每站僅需20min左右，動(dòng)態(tài)相對(duì)定位僅需幾秒鐘。三是儀器操作簡(jiǎn)便。目前GPS接收機(jī)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，操作智能化，觀測(cè)人員只需對(duì)中、整平、量取天線高及開(kāi)機(jī)后設(shè)定參數(shù)，接收機(jī)即可進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)和記錄。

3.2GPS靜態(tài)測(cè)量。GPS靜態(tài)測(cè)量也被稱為靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)，其基本的技術(shù)原理是利用多臺(tái)的GPS信號(hào)接收器同時(shí)接受信號(hào)，然后在處理收集到的信號(hào)，如此一來(lái)就可以以一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)為基準(zhǔn)來(lái)其它坐標(biāo)點(diǎn)的具體位置，進(jìn)而精準(zhǔn)的計(jì)算出測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。當(dāng)前我國(guó)的地質(zhì)測(cè)量對(duì)于測(cè)量的精準(zhǔn)度要求是相當(dāng)高的，而傳統(tǒng)的測(cè)量方式一般都是采用人工的方式來(lái)測(cè)量作業(yè)區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后再建立坐標(biāo)體系，這種方式不僅需要花費(fèi)大量的人力物力，更容易出現(xiàn)誤差，很多時(shí)候難以滿足現(xiàn)代地質(zhì)測(cè)量對(duì)精準(zhǔn)度的要求。而GPS技術(shù)的出現(xiàn)則很好的彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)量方式的這一缺陷，在現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下，通過(guò)衛(wèi)星遙感技術(shù)可以保證測(cè)出的數(shù)據(jù)完全不出現(xiàn)誤差。GPS靜態(tài)測(cè)量的優(yōu)勢(shì)在于以下幾個(gè)方面：一是測(cè)量精度高。GPS觀測(cè)的精度明顯高于一般常規(guī)測(cè)量，在小于50km的基線上，其相對(duì)定位精度可達(dá)1×10^-6，在大于1 000km的基線上可達(dá)1×10^-8；二是提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，其高程精度已可滿足四等水準(zhǔn)測(cè)量的要求；三是全天候作業(yè)。GPS衛(wèi)星數(shù)目多，且分布均勻，可保證在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)連續(xù)進(jìn)行觀測(cè)，一般不受天氣狀況的影響。