【摘 要】 本文以叶巴滩水电石料场地质工程测量为例介绍GPS与全站仪相结合在地质测量中的运用，室内数据处理和剖面图的生成。与传统方法相比，运用GPS与全站仪相结合进行地质测量更加快捷，精度高，效率高。
【关键词】 GPS 全站仪 剖面 CAD
1 引言
全球定位系统（Global Positioning System-GPS）作为新一代的卫星导航定位系统，，经过二十多年的发展，已发展成为一种被广泛采用的系统，它的应用领域和应用前景已远远超出了该系统设计者当初的设想。目前，它在航空、航天、军事、交通、运输、资源勘探、通信、气象等几乎所有的领域中，都被作为一项非常重要的技术手段和方法，用来进行导航、定时、定位、地球物理参数测定和大气物理参数测定等。
作为较早采用GPS技术的领域，在测量中，它最初主要用于高精度大地测量和控制测量，建立各种类型和等级的测量控制网。现在，它除了继续在这些领域发挥着重要作用外，还在测量领域的其它方面得到充分的应用，如用于各种类型的施工放样、测图、变形观测、航空摄影测量、海测和地理信息系统中地理数据的采集等。尤其是在各种类型的测量控制网的建立这一方面，GPS定位技术已基本上取代了常规测量手段，成为了主要的技术手段。尤其在野外地质勘测方面的一些应用越来越受到野外一线技术人员的重视和青睐。GPS技术在水电地质勘测中的直接作用，充分体现了其精度高、速度快、全天侯的特点，同时也节省了人力、物力、财力，提高了测量工作在地质勘测中的工作效力。本文以在叶巴滩水电站中进行地质测量为例，介绍说GPS与全站仪相结合在地质测量中的运用。
地质勘测是地质工作的一个重要组成部分，它的主要任务一是为地质研究地层构造提供测绘资料；二是根据地质勘探工程设计，在实地定线、布设，给出施工位置和掘进方向；三是定位地质点，为编成地质报告和储量计算提供有关资料。
目前地质勘测中虽已采用全站仪等先进仪器设备，但常规测量方法受通视和作业条件的限制，作业强度大，且效率低，大大延长了工作周期。与传统的测量技术比，GPS技术并无严格的控制测量等级之分，不必考虑测点间通视，不存在误差积累，可同时进行三维定位等，在外业测量模式、误差来源和数据处理方面是对传统测量观念的革命性转变。
在地质勘测中，传统的地质剖面测量方法为导线法。导线法测量地质剖面需要测量人员根据某条剖面的剖面端点把剖面线上的某一个点（A）放样出来，然后架设全站仪在A点，进行剖面方向的定位，一个方向测量完毕，旋转180°进行另一个方向的测量；或者是架设全站仪在控制点上，根据剖面端点一个点一个点的进行测量计算。这样做不仅工作强度大，而其效率低，大大延长了工作周期。
2 GPS与全站仪相结合测量地质剖面
2.1 野外测量
地质测绘工作对测量精度的要求远低于其他工作的测量精度，石料场剖面测量点位精度控制在0.5m范围内，就能满足本次地质剖面测量的要求。利用GPSRTK根据各条剖面端点把剖面线上的某一点（控制点I-1、II-1、II-3……），放样在视野开阔、便于架设架设全站仪的地方，把所有剖面控制点放样出来以后，就可以进行剖面测量了。本次剖面测量为横剖面测量，横剖面测量就是根据地形情况、岩层属性、植被等的变换，沿着剖面方向进行测量。在两相邻的点位之间，进行各种类型及特征的描述。
在测点的过程中，始终保持棱镜和测站之间的通视，如果由于植被或是地形等条件无法保证棱镜和测站之间的通视，可以使用GPSRTK的线放样功能，把剖面线上的点放样出来再测记。GPSRTK测量剖面特别适用于地形情况复杂条件下作业；而全站仪的免棱镜功能在地形简单，山势陡峻，人员无法到达的地方有很大优势。
在石料场的测量中，对料场区的4个钻孔和30个地质点用全站仪进行了测量。由于4个钻孔和30个地质点的分布范围广，架设一次全站仪并不能全部测完，利用GPSRTK在视野开阔的地方作一个控制点（YL01）作为后视点，在能通视测量钻孔和地质点的地方做了3个控制点（YL02、YL03、YL04），然后全站仪分别架设在YL02、YL03、YL04对所有钻孔和地质点进行测量。为了检测GPSRTK的测量精度，从已知控制点上利用全站仪对YL01、YL02、YL03、YL04进行了测量。比较情况可以看出对控制点坐标的检测，GPS RTK测值差分点坐标和全站仪观测点坐标值差异在±10mm以内，两者的吻合情况较好，说明GPS RTK观测值是可以信的，完全可以达到规范要求。
2.2 室内数据处理及剖面图的生成
将野外采集到的数据导入计算机，在CAD中通过展点程序绘制横剖面线，CAD中根据图面高程点绘制的剖面线在部分细节上与实际地形有所差异。通过对有误高程点连线的剔除、折现统一改成曲线等人为修改，使其更加准确地反映地形地物的分布情况。
根据野外记录，进行岩层属性的填充。首先在CAD界面下，根据有关规范制作松散制作相关图例；其次，根据野外记录，将制作好的图例填充到剖面图相应的各部分。最后，利用横剖面完成石料场的平面图。
3 结语
（1）与传统的地质剖面测量方法——导线法相比，运用GPS与全站仪相结合测量地质剖面更加快捷，且精度高。
（2）运用GPS与全站仪相结合测量地质点效率更高、精度高、误差小。
（3）基于CAD技术的地质剖面绘制在图形表达方面更具优势，实现了剖面线的自动生成，任意旋转、镜像等，大大提高了工作效率，但是CAD技术对岩层属性数据库不支持，需要进行手工编绘。
综上所述，GPS技术在地质工程测量中的运用，是水电地质的一项革命性的技术革新，可以大大减少成本，提高作业效率。
参考文献：
[1]唐守国等.谈地质剖面测量[J].科技资讯，2007年，19卷（期）：P765.
[2]武汉测绘科技大学《测量学》编写组.测量学[M].北京：测绘出版社，2002.
【关键词】 GPS 全站仪 剖面 CAD
1 引言
全球定位系统（Global Positioning System-GPS）作为新一代的卫星导航定位系统，，经过二十多年的发展，已发展成为一种被广泛采用的系统，它的应用领域和应用前景已远远超出了该系统设计者当初的设想。目前，它在航空、航天、军事、交通、运输、资源勘探、通信、气象等几乎所有的领域中，都被作为一项非常重要的技术手段和方法，用来进行导航、定时、定位、地球物理参数测定和大气物理参数测定等。
作为较早采用GPS技术的领域，在测量中，它最初主要用于高精度大地测量和控制测量，建立各种类型和等级的测量控制网。现在，它除了继续在这些领域发挥着重要作用外，还在测量领域的其它方面得到充分的应用，如用于各种类型的施工放样、测图、变形观测、航空摄影测量、海测和地理信息系统中地理数据的采集等。尤其是在各种类型的测量控制网的建立这一方面，GPS定位技术已基本上取代了常规测量手段，成为了主要的技术手段。尤其在野外地质勘测方面的一些应用越来越受到野外一线技术人员的重视和青睐。GPS技术在水电地质勘测中的直接作用，充分体现了其精度高、速度快、全天侯的特点，同时也节省了人力、物力、财力，提高了测量工作在地质勘测中的工作效力。本文以在叶巴滩水电站中进行地质测量为例，介绍说GPS与全站仪相结合在地质测量中的运用。
地质勘测是地质工作的一个重要组成部分，它的主要任务一是为地质研究地层构造提供测绘资料；二是根据地质勘探工程设计，在实地定线、布设，给出施工位置和掘进方向；三是定位地质点，为编成地质报告和储量计算提供有关资料。
目前地质勘测中虽已采用全站仪等先进仪器设备，但常规测量方法受通视和作业条件的限制，作业强度大，且效率低，大大延长了工作周期。与传统的测量技术比，GPS技术并无严格的控制测量等级之分，不必考虑测点间通视，不存在误差积累，可同时进行三维定位等，在外业测量模式、误差来源和数据处理方面是对传统测量观念的革命性转变。
在地质勘测中，传统的地质剖面测量方法为导线法。导线法测量地质剖面需要测量人员根据某条剖面的剖面端点把剖面线上的某一个点（A）放样出来，然后架设全站仪在A点，进行剖面方向的定位，一个方向测量完毕，旋转180°进行另一个方向的测量；或者是架设全站仪在控制点上，根据剖面端点一个点一个点的进行测量计算。这样做不仅工作强度大，而其效率低，大大延长了工作周期。
2 GPS与全站仪相结合测量地质剖面
2.1 野外测量
地质测绘工作对测量精度的要求远低于其他工作的测量精度，石料场剖面测量点位精度控制在0.5m范围内，就能满足本次地质剖面测量的要求。利用GPSRTK根据各条剖面端点把剖面线上的某一点（控制点I-1、II-1、II-3……），放样在视野开阔、便于架设架设全站仪的地方，把所有剖面控制点放样出来以后，就可以进行剖面测量了。本次剖面测量为横剖面测量，横剖面测量就是根据地形情况、岩层属性、植被等的变换，沿着剖面方向进行测量。在两相邻的点位之间，进行各种类型及特征的描述。
在测点的过程中，始终保持棱镜和测站之间的通视，如果由于植被或是地形等条件无法保证棱镜和测站之间的通视，可以使用GPSRTK的线放样功能，把剖面线上的点放样出来再测记。GPSRTK测量剖面特别适用于地形情况复杂条件下作业；而全站仪的免棱镜功能在地形简单，山势陡峻，人员无法到达的地方有很大优势。
在石料场的测量中，对料场区的4个钻孔和30个地质点用全站仪进行了测量。由于4个钻孔和30个地质点的分布范围广，架设一次全站仪并不能全部测完，利用GPSRTK在视野开阔的地方作一个控制点（YL01）作为后视点，在能通视测量钻孔和地质点的地方做了3个控制点（YL02、YL03、YL04），然后全站仪分别架设在YL02、YL03、YL04对所有钻孔和地质点进行测量。为了检测GPSRTK的测量精度，从已知控制点上利用全站仪对YL01、YL02、YL03、YL04进行了测量。比较情况可以看出对控制点坐标的检测，GPS RTK测值差分点坐标和全站仪观测点坐标值差异在±10mm以内，两者的吻合情况较好，说明GPS RTK观测值是可以信的，完全可以达到规范要求。
2.2 室内数据处理及剖面图的生成
将野外采集到的数据导入计算机，在CAD中通过展点程序绘制横剖面线，CAD中根据图面高程点绘制的剖面线在部分细节上与实际地形有所差异。通过对有误高程点连线的剔除、折现统一改成曲线等人为修改，使其更加准确地反映地形地物的分布情况。
根据野外记录，进行岩层属性的填充。首先在CAD界面下，根据有关规范制作松散制作相关图例；其次，根据野外记录，将制作好的图例填充到剖面图相应的各部分。最后，利用横剖面完成石料场的平面图。
3 结语
（1）与传统的地质剖面测量方法——导线法相比，运用GPS与全站仪相结合测量地质剖面更加快捷，且精度高。
（2）运用GPS与全站仪相结合测量地质点效率更高、精度高、误差小。
（3）基于CAD技术的地质剖面绘制在图形表达方面更具优势，实现了剖面线的自动生成，任意旋转、镜像等，大大提高了工作效率，但是CAD技术对岩层属性数据库不支持，需要进行手工编绘。
综上所述，GPS技术在地质工程测量中的运用，是水电地质的一项革命性的技术革新，可以大大减少成本，提高作业效率。
参考文献：
[1]唐守国等.谈地质剖面测量[J].科技资讯，2007年，19卷（期）：P765.
[2]武汉测绘科技大学《测量学》编写组.测量学[M].北京：测绘出版社，2002.