地質工程測量設計方法與GPS技術應用

閆利祥　宋增巡

摘要：地質工程測量是地質工程的前期工作，對于地質工程有著直接的影響，而地質工程測量技術設計則對于地質工程測量有著重要的指導意義，科學合理的測量技術設計能夠有效地提高地質工程測量質量。作者結合自己多年的從業經驗，針對地質工程設計中常遇到的一些問題提出一些比較具體的設計方法，并進一步探討了GPS技術在地質工程測量上應用的可能性以及對地質工程測量帶來的影響。

關鍵詞：地質工程；測量；設計方法；GPS技術

前言

地質工程測量技術設計的根本目的就是事先確定行之有效的技術方案，從而確保地質工程測量能夠符合相關的技術標準和用戶需求。因此，每一個地質工程測量項目在作業前進行技術設計是必要的，對于后期工作的順利完成和提高作業隊伍的技術水平有著重要的指導意義。然而在實踐中，仍舊存在一些對地質工程測量設計不予重視的現象。事實上，不管工程大小，地質工程測量設計都是提高工作效率和保障預期精準度的重要前提。因此，深入的分析當前地質工程測量設計中存在的不足之處，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定的地址工程測量技術設計。

1.地質工程測量設計常見問題

當前地質工程測量設計中最為普遍的問題就是設計過于死板，甚至有些工作人員根本沒有考慮實際情況就直接的以其它地質工程測量項目為模板直接使用。具體來說，當前地質工程測量設計中的問題主要體現在以下幾個方面：一是內容不夠完整，文字格式不符合規定。雖然說地質工程測量項目的不同其測量設計肯定也是有所區別的，但是當前的地質工程測量設計中文字格式五花八門，內容和實際的工作存在很大的差距，敘述千篇一律，沒有針對性的提出技術方案，也沒有可操作性，附圖附表也不齊全，由此可見工作人員在編制測量設計方案的時候要么沒有立足于實際，要么是東拼西湊的抄襲其他的設計方案；二是地質工程測量設計的編制依據過于落后。這個問題主要集中在年紀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驗，但是其所掌握的技術設計標準已經較為落伍，再加上他們對現有的技術標準、有關地質工程測量產品的生產定額、成本定額、裝備標準等沒有充分的了解，因此編制出的地質工程測量設計參考意義遠大于指導意義；三是地質工程測量設計不夠深入，主要表現為對新技術、新材料、新方法的應用過少，對從作業區實際情況出發考慮作業單位的實力，充分挖掘潛力，選擇最佳方案的研究不多等；四是標準意識較差。主要表現為文字表達不夠通俗易懂，應用的公式、數據、圖表等不夠規范，名詞、術語、符號等存在很大的誤差，這些都對設計方案的實際應用造成了很大的困擾。

2.地質工程測量設計方法

2.1地質工程測量設計的依據和原則。地質工程測量設計的根本目的是知道測量項目的順利完成，因此在進行設計之前我們要全面的考慮當前想的法規和技術標準以及地質工程測量產品的生產定額、裝備標準等因素，只有這樣才能夠確保地質工程測量設計符合實際需要。在設計的過程中我們一方面應當先從整體上把握地質工程測量項目，然后再從局部上進行完善，值得注意的是雖然說地質工程測量設計是以滿足用戶的需求為出發點的，但是我們仍舊需要注意社會效益和經濟效益并存。另一方面地質工程設計不能夠盲目的照搬其它模板，而是要從作業區的實際情況出發，考慮作業單位的實力，認真的分析和利用已有的地質工程測量產品和資料，從而充分的挖掘作業單位潛力，設計出最佳方案。除此之外，設計人員是地質工程測量設計的主體，其素質對于設計成果有著直接的影響，因此，設計人員應當深入第一線做好作業區情況的勘測和調查分析工作，分析設計方案的正確性，在發現問題時要及時的采取措施進行處理。

2.2地質工程測量設計書的具體要求。設計書是地質工程測量設計結果，設計書的內容不夠明確、文字不夠簡練、相關標準出現誤差的話哪怕設計再合理也沒有任何的實用價值，因此在編寫技術設計書的時候我們需要注意以下幾個方面：首先要做到內容明確，文字精煉。對于已經有明確規定的技術要求不要在花費過多的話語進行敘述，對于作業過程中容易出現問題的部分要重點的標示出來；其次是要在設計書中積極的采用各種新技術、新方法和新工藝。和現有技術相比，新技術雖然可能存在一些不足之處，但是仍舊有著巨大的優勢，因此在設計書中要積極的采用各種新技術，但是設計人員需要對關于新技術的可行性研究結果進行敘述，必要的時候可以附相關的實驗報告，以此來避免新技術中的不足之處；然后是設計書中的名詞、術語、公式、符合等要和相關的標準保持一致，確保誤讀現象的發生；最后是要以工程項目的實際需要與工程特點為基礎，以測量規范為準繩，以分級布網控制測量誤差，確保校核條件控制測量質量，最大限度地保證測量成果的可靠性，實現測量工作的多快好省。

2.3地質工程測量設計的主要內容。一般來說，完整的地質工程測量設計的內容要包括任務概述、作業區自然地理概況、已有資料的利用情況、主要作用方法和技術規定、計劃安排和經費預算、附件六個主要部分。其中任務概述是對地質工程項目的總體論述，例如闡述任務的名稱及來源，確定地質工程測量項目的作業區、作業區的地理位置和行政歸屬、要求達到的精準度指標和質量要求、工程期限等內容；自然地理概況則是對作業區的地理特征、交通、氣候等因素進行的詳細分析，為后期的工程提供指導，降低外在因素對工程的影響；已有資料利用情況主要是用來說明相關地質測量工作的完成情況以及評價，該案例的實用價值和利用方案等；作業方法和技術規定是地質工程測量設計的核心內容，這部分內容既要包括一般的作業技術也要涵蓋新技術，同時要對這些技術進行估算和說明，分析其實用價值以及對工程的影響等；計劃安排包括工作量統計即根據地質工程測量設計計算各個工序的工作量、進度計劃及根據工作量統計計劃相應的生產力投入，列出年度計劃和各工序的銜接計劃。而經費預算則是根據設計方案和制度計劃參照相關的生產定額和成本定額，編制年度經費和總經費計劃，并作必要的說明；而附件則是對設計中相關內容進行的補充，常見的有已有資料清單、附圖、附表、產品鑒定書、實驗報告等。

3.GPS技術在地質工程測量中的應用

隨著社會經濟的發展，各行各業逐步的擴大了GPS技術的應用范圍，地質工程測量也不例外。實踐證明，GPS技術的應用對于提高地質工程測量的精準度和效率有著積極的意義，當前，GPS技術在地質工程測量中的應用主要集中在動態測量和靜態測量兩個方面，具體如下：

3.1GPS動態測量。GPS動態測量主要的技術手段是RIT技術，在進行動態測量的過程中，基站實時將得到的改正數通過網絡發送至流動站，流動站則利用基站改正數修正地質測量結果。簡單的說，動態測量就是需要測量的點與周圍環境是處于一種相對運動狀態，為實現這一目標往往采用的是在運動物體上按照GPS信號發射裝置的方式，然后利用GPS信號接收天線詳細確定物體的運動學量如時間、位移、速度等數據，然而根據數據之間的差異來確認物體的運行狀態。對于地質工程測量來說，GPS動態測量的最大優勢在于以下幾個方面：一是測站間無需通視。GPS測量不需要測站間相互通視，可根據實際需要確定點位，使得選點工作更加靈活方便。二是觀測時間短。隨著GPS測量技術的不斷完善，軟件的不斷更新，在進行GPS測量時，靜態相對定位每站僅需20min左右，動態相對定位僅需幾秒鐘。三是儀器操作簡便。目前GPS接收機自動化程度越來越高，操作智能化，觀測人員只需對中、整平、量取天線高及開機后設定參數，接收機即可進行自動觀測和記錄。

3.2GPS靜態測量。GPS靜態測量也被稱為靜態相對定位技術，其基本的技術原理是利用多臺的GPS信號接收器同時接受信號，然后在處理收集到的信號，如此一來就可以以一個坐標點為基準來其它坐標點的具體位置，進而精準的計算出測量點的三維坐標。當前我國的地質測量對于測量的精準度要求是相當高的，而傳統的測量方式一般都是采用人工的方式來測量作業區的相關數據，然后再建立坐標體系，這種方式不僅需要花費大量的人力物力，更容易出現誤差，很多時候難以滿足現代地質測量對精準度的要求。而GPS技術的出現則很好的彌補傳統測量方式的這一缺陷，在現代信息技術的支持下，通過衛星遙感技術可以保證測出的數據完全不出現誤差。GPS靜態測量的優勢在于以下幾個方面：一是測量精度高。GPS觀測的精度明顯高于一般常規測量，在小于50km的基線上，其相對定位精度可達1×10^-6，在大于1 000km的基線上可達1×10^-8；二是提供三維坐標。GPS測量可同時精確測定測站點的三維坐標，其高程精度已可滿足四等水準測量的要求；三是全天候作業。GPS衛星數目多，且分布均勻，可保證在任何時間、任何地點連續進行觀測，一般不受天氣狀況的影響。