地质工程测量中设计问题的改进及GPS应用

摘 要：在地质工程测量中，重视地质工程测量技术的设计具有重要的意义。地质工程测量设计是为了制定有效的技术方案，以保证地质工程测量的设计标准符合客户的需求并且符合技术标准，最终获得最佳的经济效益。所以，每个地质工程测量项目在工作开展之前都必须对其进行设计工作。本文将结合实际工作经验，提出关于地质工程测量中出现的问题以及改进措施，并且有关GPS在地质工程测量中的应用进行分析。

关键词：地质工程；测量；设计方法；GPS技术

引 言

在地质工程测量中，常常有相关测量单位会忽略地质工程测量技术设计方案。甚至有些人认为地质工程测量工作根本不需要设计方案，实际上不管地质工程是大是小，都不能缺少地质工程测量技术设计方案，因为它不仅能在一定程度上提高工作效率，还能确保工程的预期精度。虽然在地质工程测量工作开展之前，对其进行技术方案设计需要花费一些时间，可是这样却能够从整体上把握地质工程测量水平。

1 地质工程测量设计常见的问题

1.1 有的测量项目缺少方案设计

在很多较小的地质工程中，测量项目在开始的时候都是没有方案设计的，这样直接开展测量工作，不仅会增加整体的测量工作量，还会在一定程度上使得工程在后期的工作相对比较被动。另外，还有可能导致在对测量布网进行控制的时候，测区的精度要求布局不太合理，也有可能出现布网漏布的现象。如果在后期进行补救不仅会增加工作量还会使原来的布网的统一性出现损害。

1.2 测量的设计存在套用的情况

有不少测量工作虽然也有进行设计，但是大都存在着套用的情况，因此往往存在着很多问题。比如，在编写的时候，没有科学的依据，编写者所参考的技术设计书大都已经不合时宜，他们对现在的法规和技术标准了解得不够多。另外，有些设计人员缺乏实地勘探和调查，所进行的设计往往不深入，所使用的名词或术语往往跟现行的相关法规和标准存在着冲突。还有就是，在自我评价时，不能正视自己的实际水平和能力，往往对自己的技术方案和设计思想做出过高的分析和评价。

1.3 测量的设计不够规范

测量项目的设计不够规范主要表现在：①不能根据科学的知识进行材料的编写。一般而言，编写材料的工作人员一直都是使用以前的技术和知识，不曾对现有的技术与知识做详细的、系统的了解与学习，导致设计与时代、设计与工程脱节。②编写材料的工作人员大多認为只要参考施工方的相关材料就可以根据这些作出工程师设计，实际上一个优秀的工程需要设计人员对现场的情况进行实地勘测与分析，及时检测到方案中的不足，发现问题的时候能够及时解决。③设计人员在进行设计时，不能做到认真负责，设计出来的方案不够深入，并且缺少对于新品种的设计。并不能做到标准化的设计，对于设计工作草草了事。④另外，还有一种情况就是一些设计人员对于自己设计出来的方案的评定不够客观，做不到实事求是，常常存在对作业方法、技术方案和设计思路的评价过高等情况。

1.4 片面追求节省经费、缩短工期

在地质工程的布网过程中，有时候会片面追求节省经费、缩短工期，采用缺乏校对条件的一次性布网形式，而将标准严格的分级布网原则抛置脑后，这就难免造成误差的不断积累，使得工程精度难以满足项目的需求。这样的做法，不仅没有节省经费、缩短工期，而且还导致测量工作陷入一种极为被动的境地。

2 编写地质工程测量技术设计的方法

2.1 设计依据

在地质工程测量中，其技术设计的依据有：①相关的文件、合同，主要是指上级所下达的一些任务要求；②法规和技术标准，是指法律上对工程测量所规定的法规和工程测量中的一些相关技术标准；③地质工程测量的相关要求，包括资金的要求和装备的要求。

2.2 设计原则

地质工程测量技术设计要围绕以下几个原则来进行：①“瞻前顾后”原则，说的是要考虑工程的整体性；②“因地制宜”原则，包括工程的作业区和施工单位实力的实际情况；③“融会贯通”原则，要从多方面收集相关的资料并加以利用；④尽可能的采用先进的技术、方法和工艺的原则。

2.3 对人员的要求

对地质工程测量技术进行设计的人员，首先必须熟练的掌握设计原则并且对所设计的工程要有全面的了解；其次要有较强的分析能力，掌握工程作业区的实际情况，以便设计出最佳的方案；最后必须是要有较强的责任感，对自己的设计负责，实地了解自己所设计的设计书能否在实际测量中发挥作用。

2.4 设计书的内容要求

地质工程测量技术设计书的的内容，首先必须保证其内容简单扼要，思路清晰，主次区分，标明有明文规定的要求，其次对新技术、新方法及新工艺的采用要有支持性的证明内容，所采用的专有名词、计算公式和计量单位等要与法规和标准一致，最后必须要有校核条件这一内容。

3 GPS在工程测量中的利用

3.1 静态GPS相对定位的应用

所谓静态相对定位，指的是利用两台或者两台以上的接收机，同时接收卫星信号，然后对数据进行相关处理，精确地计算出测量点的三位坐标，并且根据其中的某点的坐标位置，精确地求出另外一个坐标点的具体位置。

就目前我国工程测量的领域来看，航测是对精度的要求最为严格，最需要技术的，GPS技术就完全能够满足相关的技术要求，所以在航测的领域有GPS的一席之地。目前的航测成图的过程中，几乎每一对图像都需要拥有满足技术要求数量的共同的控制点，也只有这样，图片之间才能够产生自动纠正。我们所了解的传统的测量方法，必须依据很多平面和高程的二维坐标，在占据坐标位置的同时，肯定会浪费大量的时间，因为人为因素，常常使得测量的精度远远达不到技术要求。下图1为GPS在地质工程测量中的应用原理。

3.2 动态GPS相对定位的应用

动态定位是指待测点相对于周围的固定点是运动的，在短时间段内可以察觉到运动或有明显的运动，确定这些动态待测点的位置称为动态定位。动态GPS相对定位就是利用GPS信号接收器接收安装在监测物体上面的GPS信号接收器天线的位置信号，以确定该物体的位置、时间、姿态、速度和加速度等状态参数。动态GPS相对定位技术，利用比较两站之间相互信号的差别，通过计算得出各个运动战在每个时刻的位移以及运动坐标，一般而言，GPS动态测量的差分数据有两种形式：滞后处理和及时处理。及时处理指的是将基准站的测量信息及时传送到移动站上去，然后进行对比并加工，其重要的步骤就是及时形成数据锁链，用于实施数据传输。所谓滞后处理就是不需要将基准站的数据及时的传输到运动站，只要在后期进行数据处理就可以了。

3.3 工程案例

某研究区位于新疆鄯善县境内，面积为26.47km2，属南湖戈壁滩的低山丘陵区，地势较为平坦，海拔高度一般在1100m。考虑到海拔较高、工作难度大、工期较紧、降低成本等因素，决定采用GPS进行控制测量、碎部测量以及工程收测。

4 结 语

工程测量学的发展的主要表现形式为从一维、二维到三维、四维，从点信息到面信息获取，从静态到动态，其主要作用主要是改善人们的生活环境，提高人们的生活质量。目前，GPS技术应用于地质工程测量是地质工程测量史上一项重大技术革命，其应用及开发的前景十分广阔，必将对测量质量起到巨大的推动作用。

参考文献

[1]赵娜，林永慧.GPS技术与水利测量工程[J].现代农业.2011（10）.

[2]杨文东.浅谈GPS在水利工程应用与分析[J].大科技·科技天地.2011（3）.

[3]李保杰.GPS与传统测量技术在地质勘查中应用比较[J].地理空间信息.2011（03）.

[4]赵惠德.地质工程测量中GPS控制网的设计与观测资料分析[J].西部探矿工程，2011（03）.

作者简介：王勇（1978-），硕士研究生，工程师，主要从事水文地质与工程地质工作。