地质工程测量设计方法与GPS技术应用

闫利祥　宋增巡

摘要：地质工程测量是地质工程的前期工作，对于地质工程有着直接的影响，而地质工程测量技术设计则对于地质工程测量有着重要的指导意义，科学合理的测量技术设计能够有效地提高地质工程测量质量。作者结合自己多年的从业经验，针对地质工程设计中常遇到的一些问题提出一些比较具体的设计方法，并进一步探讨了GPS技术在地质工程测量上应用的可能性以及对地质工程测量带来的影响。

关键词：地质工程；测量；设计方法；GPS技术

前言

地质工程测量技术设计的根本目的就是事先确定行之有效的技术方案，从而确保地质工程测量能够符合相关的技术标准和用户需求。因此，每一个地质工程测量项目在作业前进行技术设计是必要的，对于后期工作的顺利完成和提高作业队伍的技术水平有着重要的指导意义。然而在实践中，仍旧存在一些对地质工程测量设计不予重视的现象。事实上，不管工程大小，地质工程测量设计都是提高工作效率和保障预期精准度的重要前提。因此，深入的分析当前地质工程测量设计中存在的不足之处，尝试性的提出一些可行性建议有助于我们更加编制合乎规定的地址工程测量技术设计。

1.地质工程测量设计常见问题

当前地质工程测量设计中最为普遍的问题就是设计过于死板，甚至有些工作人员根本没有考虑实际情况就直接的以其它地质工程测量项目为模板直接使用。具体来说，当前地质工程测量设计中的问题主要体现在以下几个方面：一是内容不够完整，文字格式不符合规定。虽然说地质工程测量项目的不同其测量设计肯定也是有所区别的，但是当前的地质工程测量设计中文字格式五花八门，内容和实际的工作存在很大的差距，叙述千篇一律，没有针对性的提出技术方案，也没有可操作性，附图附表也不齐全，由此可见工作人员在编制测量设计方案的时候要么没有立足于实际，要么是东拼西凑的抄袭其他的设计方案；二是地质工程测量设计的编制依据过于落后。这个问题主要集中在年纪较大的工作人员身上，有部分工作人员虽然具有丰富的工作经验，但是其所掌握的技术设计标准已经较为落伍，再加上他们对现有的技术标准、有关地质工程测量产品的生产定额、成本定额、装备标准等没有充分的了解，因此编制出的地质工程测量设计参考意义远大于指导意义；三是地质工程测量设计不够深入，主要表现为对新技术、新材料、新方法的应用过少，对从作业区实际情况出发考虑作业单位的实力，充分挖掘潜力，选择最佳方案的研究不多等；四是标准意识较差。主要表现为文字表达不够通俗易懂，应用的公式、数据、图表等不够规范，名词、术语、符号等存在很大的误差，这些都对设计方案的实际应用造成了很大的困扰。

2.地质工程测量设计方法

2.1地质工程测量设计的依据和原则。地质工程测量设计的根本目的是知道测量项目的顺利完成，因此在进行设计之前我们要全面的考虑当前想的法规和技术标准以及地质工程测量产品的生产定额、装备标准等因素，只有这样才能够确保地质工程测量设计符合实际需要。在设计的过程中我们一方面应当先从整体上把握地质工程测量项目，然后再从局部上进行完善，值得注意的是虽然说地质工程测量设计是以满足用户的需求为出发点的，但是我们仍旧需要注意社会效益和经济效益并存。另一方面地质工程设计不能够盲目的照搬其它模板，而是要从作业区的实际情况出发，考虑作业单位的实力，认真的分析和利用已有的地质工程测量产品和资料，从而充分的挖掘作业单位潜力，设计出最佳方案。除此之外，设计人员是地质工程测量设计的主体，其素质对于设计成果有着直接的影响，因此，设计人员应当深入第一线做好作业区情况的勘测和调查分析工作，分析设计方案的正确性，在发现问题时要及时的采取措施进行处理。

2.2地质工程测量设计书的具体要求。设计书是地质工程测量设计结果，设计书的内容不够明确、文字不够简练、相关标准出现误差的话哪怕设计再合理也没有任何的实用价值，因此在编写技术设计书的时候我们需要注意以下几个方面：首先要做到内容明确，文字精炼。对于已经有明确规定的技术要求不要在花费过多的话语进行叙述，对于作业过程中容易出现问题的部分要重点的标示出来；其次是要在设计书中积极的采用各种新技术、新方法和新工艺。和现有技术相比，新技术虽然可能存在一些不足之处，但是仍旧有着巨大的优势，因此在设计书中要积极的采用各种新技术，但是设计人员需要对关于新技术的可行性研究结果进行叙述，必要的时候可以附相关的实验报告，以此来避免新技术中的不足之处；然后是设计书中的名词、术语、公式、符合等要和相关的标准保持一致，确保误读现象的发生；最后是要以工程项目的实际需要与工程特点为基础，以测量规范为准绳，以分级布网控制测量误差，确保校核条件控制测量质量，最大限度地保证测量成果的可靠性，实现测量工作的多快好省。

2.3地质工程测量设计的主要内容。一般来说，完整的地质工程测量设计的内容要包括任务概述、作业区自然地理概况、已有资料的利用情况、主要作用方法和技术规定、计划安排和经费预算、附件六个主要部分。其中任务概述是对地质工程项目的总体论述，例如阐述任务的名称及来源，确定地质工程测量项目的作业区、作业区的地理位置和行政归属、要求达到的精准度指标和质量要求、工程期限等内容；自然地理概况则是对作业区的地理特征、交通、气候等因素进行的详细分析，为后期的工程提供指导，降低外在因素对工程的影响；已有资料利用情况主要是用来说明相关地质测量工作的完成情况以及评价，该案例的实用价值和利用方案等；作业方法和技术规定是地质工程测量设计的核心内容，这部分内容既要包括一般的作业技术也要涵盖新技术，同时要对这些技术进行估算和说明，分析其实用价值以及对工程的影响等；计划安排包括工作量统计即根据地质工程测量设计计算各个工序的工作量、进度计划及根据工作量统计计划相应的生产力投入，列出年度计划和各工序的衔接计划。而经费预算则是根据设计方案和制度计划参照相关的生产定额和成本定额，编制年度经费和总经费计划，并作必要的说明；而附件则是对设计中相关内容进行的补充，常见的有已有资料清单、附图、附表、产品鉴定书、实验报告等。

3.GPS技术在地质工程测量中的应用

随着社会经济的发展，各行各业逐步的扩大了GPS技术的应用范围，地质工程测量也不例外。实践证明，GPS技术的应用对于提高地质工程测量的精准度和效率有着积极的意义，当前，GPS技术在地质工程测量中的应用主要集中在动态测量和静态测量两个方面，具体如下：

3.1GPS动态测量。GPS动态测量主要的技术手段是RIT技术，在进行动态测量的过程中，基站实时将得到的改正数通过网络发送至流动站，流动站则利用基站改正数修正地质测量结果。简单的说，动态测量就是需要测量的点与周围环境是处于一种相对运动状态，为实现这一目标往往采用的是在运动物体上按照GPS信号发射装置的方式，然后利用GPS信号接收天线详细确定物体的运动学量如时间、位移、速度等数据，然而根据数据之间的差异来确认物体的运行状态。对于地质工程测量来说，GPS动态测量的最大优势在于以下几个方面：一是测站间无需通视。GPS测量不需要测站间相互通视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。二是观测时间短。随着GPS测量技术的不断完善，软件的不断更新，在进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20min左右，动态相对定位仅需几秒钟。三是仪器操作简便。目前GPS接收机自动化程度越来越高，操作智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。

3.2GPS静态测量。GPS静态测量也被称为静态相对定位技术，其基本的技术原理是利用多台的GPS信号接收器同时接受信号，然后在处理收集到的信号，如此一来就可以以一个坐标点为基准来其它坐标点的具体位置，进而精准的计算出测量点的三维坐标。当前我国的地质测量对于测量的精准度要求是相当高的，而传统的测量方式一般都是采用人工的方式来测量作业区的相关数据，然后再建立坐标体系，这种方式不仅需要花费大量的人力物力，更容易出现误差，很多时候难以满足现代地质测量对精准度的要求。而GPS技术的出现则很好的弥补传统测量方式的这一缺陷，在现代信息技术的支持下，通过卫星遥感技术可以保证测出的数据完全不出现误差。GPS静态测量的优势在于以下几个方面：一是测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般常规测量，在小于50km的基线上，其相对定位精度可达1×10^-6，在大于1 000km的基线上可达1×10^-8；二是提供三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标，其高程精度已可满足四等水准测量的要求；三是全天候作业。GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证在任何时间、任何地点连续进行观测，一般不受天气状况的影响。