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【關(guān)鍵詞】煤礦;測(cè)量;方法;原理
0 引言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及軟件工程的快速發(fā)展,測(cè)繪專業(yè)領(lǐng)域也得到了空前的發(fā)展,煤礦測(cè)量已由傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、光電測(cè)距儀、平板儀及手工記錄計(jì)算的方法,逐步轉(zhuǎn)變?nèi)緝x、電子水準(zhǔn)儀、GPS等先進(jìn)的現(xiàn)代儀器,為測(cè)繪行業(yè)帶來(lái)了質(zhì)的突變。雖然先進(jìn)的儀器使得測(cè)繪工作者更為方便、高效,但我們必須全面了解測(cè)量方法的相關(guān)原理,才能更好的為現(xiàn)代煤礦測(cè)量工作服務(wù)[1,2]。
1 煤礦測(cè)量方法
煤礦測(cè)量,主要依托全站儀,因此全站儀常用的方法主要有極坐標(biāo)法、小角度法、前方交會(huì)法、后方交會(huì)法等。下面根據(jù)本人工作經(jīng)歷,具體對(duì)各自方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。
1.1 極坐標(biāo)法
根據(jù)極坐標(biāo)的原理,以2個(gè)已知點(diǎn)建立坐標(biāo)軸,并以其中1個(gè)點(diǎn)為極點(diǎn)作為極坐標(biāo)系,測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)到極點(diǎn)之間的距離,測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)與極點(diǎn)連線和兩個(gè)已知點(diǎn)連線夾角的方法。如圖1所示:
假設(shè),需測(cè)定某點(diǎn)C坐標(biāo),首先必須先計(jì)算已知點(diǎn)A、B的方位角:
采用全站儀進(jìn)行極坐標(biāo)測(cè)量時(shí),具體操作步驟如下:
(1)在測(cè)站點(diǎn)A點(diǎn)安置全站儀,對(duì)中整平,然后開機(jī),首先要對(duì)儀器進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)置,主要有溫度、氣壓、濕度、棱鏡常數(shù)、對(duì)比度等:緊接在程序中選擇測(cè)量模式為“放樣”。
(2)首先輸入已知點(diǎn)A的點(diǎn)號(hào),測(cè)站點(diǎn)儀器高度,以及A點(diǎn)的三維坐標(biāo)坐標(biāo),并照準(zhǔn)后視點(diǎn)B點(diǎn),輸入A點(diǎn)到B點(diǎn)的方位角,或者是輸入后視點(diǎn)B點(diǎn)的已知坐標(biāo),然后照準(zhǔn)B點(diǎn),讀出數(shù)據(jù),作為檢核,使測(cè)出的數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)差距很小[3]。
(3)輸入待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo),然后在儀器上顯示出當(dāng)前視線方向與待定方向之間的水平夾角,當(dāng)該夾角接近0度時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋使夾角為0°。
(4)指揮將棱鏡立于視線方向上,按“測(cè)設(shè)”鍵,全站儀即測(cè)量出測(cè)站至棱鏡的水平距離,并計(jì)算出該距離與設(shè)計(jì)距離的差值,在儀器上顯示出來(lái)。
(5)儀器操作員根據(jù)計(jì)算的距離偏差指揮持鏡員,持鏡員按照此距離靠近或遠(yuǎn)離儀器,直到偏差量滿足要求時(shí),并在地面上打入帶有小鐵釘?shù)哪緲丁?/p>
(6)木樁固定后,將棱鏡架設(shè)在木樁頂板的小鐵釘上,儀器操作人員回到常規(guī)測(cè)量界面,測(cè)定出該點(diǎn)坐標(biāo)。
該方法在礦山地下工程測(cè)量比較常用,且該方法比較靈活,限制條件比較少,適合長(zhǎng)距離傳遞。
1.2 小角度法
由于礦山地下開采,形成了采空區(qū),由于采空區(qū)上方巖層長(zhǎng)期下沉,導(dǎo)致地表沉陷,使得地表產(chǎn)生沉陷、曲率變形、水平位移、傾斜變形等,嚴(yán)重影響了礦區(qū)人民的安全狀況。因此我們必須對(duì)礦區(qū)地區(qū)地表進(jìn)行監(jiān)控,及時(shí)了解該處地表變形情況,其中除了我們進(jìn)行常規(guī)的沉降測(cè)量外,還需對(duì)水平位移變形情況進(jìn)行觀測(cè),由于礦山在監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)時(shí),主要是沿著開采區(qū)走向與傾斜斷面進(jìn)行布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),因此小角法是一種很實(shí)用的方法。
小角度法是將儀器安置于穩(wěn)定點(diǎn),測(cè)定視準(zhǔn)線位移點(diǎn)間的微小夾角和水平距離。如圖2,利用全站儀精確測(cè)出基準(zhǔn)線與置鏡點(diǎn)到觀測(cè)點(diǎn)視線之間的微小角度,并按式(4)計(jì)算偏離值:
小角度法觀測(cè)時(shí),要盡量將觀測(cè)墩埋設(shè)在兩端基點(diǎn)的連線上,使觀測(cè)角度微小,以減小正弦函數(shù)泰勒級(jí)數(shù)展開的舍入誤差。
1.3 前方交會(huì)法
前方交會(huì)就是利用已知坐標(biāo)條件求出未知點(diǎn)的一種比較實(shí)用的方法。在煤礦測(cè)量中,由于煤礦地質(zhì)地貌條件復(fù)雜,因此往往致使測(cè)站點(diǎn)無(wú)法與前方測(cè)點(diǎn)通視,經(jīng)常需要用前方交會(huì)的方法來(lái)預(yù)計(jì)待測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)和待測(cè)邊邊長(zhǎng)。
因此,必須選擇遠(yuǎn)離變形區(qū)且穩(wěn)固的目標(biāo)作為定向點(diǎn),測(cè)站點(diǎn)與定向點(diǎn)的距離要求大于交會(huì)邊的長(zhǎng)度,觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)在能進(jìn)行多個(gè)方向觀測(cè)的位置。前方交會(huì)的角度最好滿足30°≤α≤150°,否則觀測(cè)出的位移量受測(cè)角誤差的影響較大。如圖3,假設(shè)對(duì)工作基點(diǎn)C進(jìn)行校核時(shí),可在穩(wěn)定區(qū)埋設(shè)2~3個(gè)基點(diǎn),用前方交會(huì)法檢定C的穩(wěn)定性[4,5]。
1.4 后方交會(huì)法
在礦山測(cè)量作業(yè)過(guò)程中,特別是在年代較久或廢舊礦區(qū)開展工作,經(jīng)常遇到如下情況:
(1)測(cè)區(qū)已知控制點(diǎn)相互通視條件差;
(2)在礦區(qū)所布設(shè)的控制網(wǎng),因考慮圖形條件、控制范圍、通視等,已知點(diǎn)大多位于較高的山上,攜帶儀器不方便,或有些測(cè)點(diǎn)架設(shè)儀器很困難。雖然GPS在測(cè)繪工作中以得到普遍應(yīng)用,但由于各作業(yè)單位的實(shí)際情況及林區(qū)衛(wèi)星信號(hào)接受等諸多因素。為解決上述問(wèn)題,我們?cè)诠ぷ鲗?shí)踐中,經(jīng)常采用全站儀測(cè)邊后方交會(huì)來(lái)測(cè)設(shè)測(cè)站,然后進(jìn)行工程放樣或測(cè)量等工作[6]。
測(cè)邊后方交會(huì)一般在待定點(diǎn)上架設(shè)儀器,在已知點(diǎn)上擺設(shè)棱鏡,假設(shè)已知點(diǎn)為A(Xa、Yb)、B(Xb、Yb),待定點(diǎn)為P, 通過(guò)測(cè)量出已知點(diǎn)到待定點(diǎn)之間的距離分別為Sa、Sb.
2 結(jié)論
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,礦山測(cè)量逐步走向自能化。論文結(jié)合本人的生產(chǎn)實(shí)際情況,主要介紹了現(xiàn)在礦山測(cè)量依托全站儀常用的測(cè)量方法,在礦山測(cè)量生產(chǎn)實(shí)際當(dāng)中,現(xiàn)代礦山測(cè)量不僅僅是狹義上的施工放樣,隨著科學(xué)的發(fā)展,逐步發(fā)展到了地表監(jiān)測(cè)等,因此極坐標(biāo)、前方交會(huì)、后方交會(huì)以及小角度法是最為常用也是最為熟悉的方法,論文通過(guò)對(duì)這些方法的原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹,分析了各自方法的特點(diǎn),因此在以后工作過(guò)程中,可根據(jù)自身?xiàng)l件進(jìn)行擇優(yōu)選擇。
【參考文獻(xiàn)】
[1]孫國(guó)華,叢培東.地質(zhì)勘探工程測(cè)量方法今夕談[J].科技信息,2012(09).
[2]張清.論礦山測(cè)量中新測(cè)繪技術(shù)及其特點(diǎn)[J].山西建筑,2012(03).
[3]張維寬,張永勝,孟紅何.全站儀極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)物探網(wǎng)的一種新方法[J].價(jià)值工程,2012(11).
[4]曾慶琦.淺談小型礦山測(cè)量方法及其應(yīng)用[J].北京測(cè)繪,2013(03).
關(guān)鍵詞 : 礦井測(cè)量特點(diǎn);常見問(wèn)題;解決辦法
中圖分類號(hào):TD163文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
Analysis the characters and the problems of mine surveying
Zhang Delin
Qinghai SaishitangCopper Industry Co., Ltd., Qinghai Xinghai, 813300
Abstract : In order to promote the development of nonferrous metal mines, and improve the production technology in mines, mine surveying must be required to provide timely, accurately data, in order to provide timely information for mine design. This article briefly made analysis for the problems in the downhole measurement, and how to solve the similar problems in the future etc.
The keyword : mine measurement characteristics; Common problems; The solution
1.引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,礦山的建設(shè)和安全生產(chǎn)尤為重要,礦井測(cè)量是不可忽視的。它是開發(fā)礦業(yè)過(guò)程中不可缺少的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)技術(shù)工作。要求工作認(rèn)真細(xì)致,提供的數(shù)據(jù)、圖紙及時(shí)、準(zhǔn)確、齊全、清晰、統(tǒng)一。
2.礦井測(cè)量的特點(diǎn)
礦井測(cè)量所使用的儀器和方法與地面測(cè)量相同,由于礦井測(cè)量的環(huán)境與地面不同,所以礦井測(cè)量有如下特點(diǎn):
(1) 測(cè)量環(huán)境的不同。
在巷道測(cè)量中,井下潮濕、黑暗、空氣透視度低;空間狹小設(shè)備多,車輛與人員來(lái)往頻繁,巷道內(nèi)又有各種管線障礙,所以無(wú)論測(cè)角或是量邊,都給測(cè)量工作帶來(lái)極大困難,往往需要采用特殊的儀器或方法。必須注意安全,愛(ài)護(hù)儀器工具。
(2) 測(cè)量對(duì)象的不同。
礦井測(cè)量的對(duì)象是井下各種巷道、硐室和采掘工作面等工程,這些對(duì)象的空間位置隨時(shí)間變化,為了確定平面位置將其及時(shí)、準(zhǔn)確、完整地反映在礦圖上,礦井測(cè)量就必須貫穿于工程的始終,為生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)與圖紙資料。
(3) 井下礦圖的精度不均勻。
由于井下測(cè)量中誤差積累較快,離起始邊越遠(yuǎn),其精度越差。
(4) 考慮精度的出發(fā)點(diǎn)不同。
生產(chǎn)礦井測(cè)量應(yīng)以滿足采礦工程要求為原則,選用測(cè)量?jī)x器和測(cè)量方法。
(5) 井下測(cè)量的方式不同。
主要是導(dǎo)線測(cè)量,導(dǎo)線的布設(shè)形式一般有閉合導(dǎo)線、附合導(dǎo)線和支導(dǎo)線三種,但井下巷道施工測(cè)量中,一般以支導(dǎo)線為主,當(dāng)巷道貫通以后,進(jìn)行聯(lián)測(cè)時(shí)才可以布設(shè)閉合導(dǎo)線或附合導(dǎo)線。
(6)測(cè)量程序不同。
井下測(cè)量必須適應(yīng)采掘工程的特點(diǎn),一般從高級(jí)點(diǎn)起,先測(cè)設(shè)次級(jí)的導(dǎo)線進(jìn)行控制、測(cè)圖,而后測(cè)設(shè)基本控制導(dǎo)線進(jìn)行檢查,在巷道貫通后形成閉(附)合導(dǎo)線這種分段測(cè)量的特點(diǎn),要求測(cè)量人員必須及時(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確。
3.井下測(cè)量時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題
3.1測(cè)量?jī)x器的校正及使用管理
測(cè)量?jī)x器的按期校正,以保證檢驗(yàn)、測(cè)量?jī)x器的正確性,確保產(chǎn)品質(zhì)量。 掌握儀器的檢驗(yàn)和校正方法,并且,要明白測(cè)量誤差的來(lái)源,其主要有三個(gè)方面:儀器誤差(儀器本身所決定,屬客觀誤差來(lái)源)、觀測(cè)誤差(由于人員的技術(shù)水平而造成,屬于主觀誤差來(lái)源)、外界影響誤差(受到如溫度、大氣折射等外界因素的影響而這些因素又時(shí)時(shí)處于變動(dòng)中而難以控制,屬于可變動(dòng)誤差來(lái)源)。儀器下井前應(yīng)檢查儀器箱的背帶、提手、搭扣是否牢固,鎖扣是否鎖好,三腳架各部件螺絲有無(wú)松動(dòng)損壞,否則應(yīng)加工修理。井下測(cè)量時(shí)物鏡、目鏡、讀書窗上的灰塵、水汽、油污等應(yīng)用物鏡紙或絨布輕輕擦凈,不能用手、工作服等硬東西擦鏡頭。為了減少儀器的誤差,在井下攜帶儀器行走時(shí),注意巷道兩幫和機(jī)電設(shè)備,不可以攜帶儀器奔跑,坐車等,由于,劇烈的震動(dòng)會(huì)對(duì)儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。儀器操作用力要輕,制動(dòng)螺絲不要擰的太緊,微動(dòng)螺絲的旋轉(zhuǎn)速度要均勻。
3.2井下所需要的工具準(zhǔn)備
測(cè)量人員往往到了工作地點(diǎn)才發(fā)現(xiàn)沒(méi)有帶齊工具或者放線所需要的數(shù)據(jù)沒(méi)有抄全等。所準(zhǔn)備的工具有:全站儀、腳架、對(duì)講機(jī)、棱鏡、噴漆、細(xì)線繩、鋼尺、釘子、錘子、測(cè)距儀、記錄本、電池等等,雖然這都是一些小問(wèn)題,但是,再準(zhǔn)備齊,就得上井去取,既費(fèi)工費(fèi)時(shí)又影響了施工單位的施工。
有一次,要去3250中段放線的時(shí)候,把數(shù)據(jù)抄在了一張紙上到地點(diǎn)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)沒(méi)有帶坐標(biāo)紙, 沒(méi)辦法又回去重新抄坐標(biāo)了,回來(lái)半個(gè)小時(shí)浪費(fèi)了,這樣很影響施工。還有忘記帶鋼卷尺,儀器高無(wú)法量取,耽誤了當(dāng)天的工作,造成無(wú)法施工。
3.3 下井前對(duì)圖紙的不認(rèn)真審核
測(cè)量人員由于為了盡快完成工作,不認(rèn)真仔細(xì)審核設(shè)計(jì)圖紙,量錯(cuò)圖上距離、方位等導(dǎo)致與實(shí)際設(shè)計(jì)不符,造成損失過(guò)大。測(cè)量人員在審核圖紙時(shí),沒(méi)有認(rèn)真審核,本來(lái)設(shè)計(jì)方位為233°,設(shè)計(jì)者粗心大意寫為53°,測(cè)量的沒(méi)有檢查出來(lái),就施工了,可想而知,對(duì)工程的施工影響有多大。所以,一定要看清楚,明白意思了再去工作。還好施工方及時(shí)的提出來(lái),更改了方位,避免了損失。
3.4井下測(cè)量時(shí)錯(cuò)用導(dǎo)線點(diǎn)
由于前視人員、后視人員、儀器操作人員不細(xì)心用錯(cuò)了導(dǎo)線點(diǎn),造成測(cè)量數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。
井下測(cè)量點(diǎn)很多,要是看不清那個(gè)是哪個(gè)的話,就會(huì)用錯(cuò)點(diǎn)。在井下工作的時(shí)候,要細(xì)心,看清楚那個(gè)是導(dǎo)線點(diǎn)那個(gè)是中心點(diǎn)。低等級(jí)導(dǎo)線測(cè)量過(guò)程中,有時(shí)存在著一段巷道附近有2個(gè)測(cè)點(diǎn)或多個(gè)測(cè)點(diǎn),在導(dǎo)線延伸測(cè)量時(shí)工作人員不細(xì)心就會(huì)錯(cuò)用導(dǎo)線點(diǎn)。如果不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)用錯(cuò)會(huì)造成按設(shè)計(jì)方位標(biāo)定的巷道中線方向發(fā)生錯(cuò)誤,嚴(yán)重者會(huì)造成貫通安全責(zé)任事故,給企業(yè)造成巨大損失。
3.5標(biāo)高的測(cè)設(shè)
施工人員為了趕進(jìn)尺在施工過(guò)程中不嚴(yán)格按照中腰線施工。
如在3400中段18線聯(lián)絡(luò)巷透20線時(shí),測(cè)量人員定的腰線為腰線點(diǎn)前3m,為變坡位置,變坡后即能達(dá)到所規(guī)定的高程。但施工隊(duì)在執(zhí)行
的過(guò)程中用坡度規(guī)直接在腰線位置開始變坡,導(dǎo)致到位后高程比實(shí)際預(yù)測(cè)高程高了,出現(xiàn)高程控制的錯(cuò)誤。幸虧發(fā)現(xiàn)的及時(shí),避免了事故發(fā)生,但也給施工造成了不便,耽誤了施工進(jìn)度。
3.6 井下測(cè)量的數(shù)據(jù)記錄不完整
在井下測(cè)量作業(yè)時(shí),遇到生產(chǎn)單位急需運(yùn)料或放炮要撤人等條件時(shí),測(cè)量人員為盡快完成測(cè)量任務(wù),容易急躁,忙亂,從而導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)記錄不完整。上井后導(dǎo)致內(nèi)業(yè)工作無(wú)法計(jì)算和成圖,導(dǎo)致重測(cè),不僅增加了工作量,而且影響生產(chǎn)。
4 . 針對(duì)井下測(cè)量出現(xiàn)問(wèn)題所采取的措施為了避免礦井測(cè)量工作的各種失誤對(duì)
井下工程造成的影響及嚴(yán)重的后果,注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:
(1)測(cè)量?jī)x器的維護(hù),對(duì)于測(cè)量工作者來(lái)說(shuō),猶如戰(zhàn)士的武器,要用它去完成各種任務(wù),為礦山生產(chǎn)服務(wù)。因此,我們要經(jīng)常的予以保養(yǎng)和維護(hù),使儀器經(jīng)常處在完好狀態(tài),充分發(fā)揮作業(yè)能力并延長(zhǎng)使用壽命。如何避免測(cè)量結(jié)果錯(cuò)誤,最大限度的減少測(cè)量誤差的方法,即要作到:
(一)在儀器選擇上要選擇精度較高的合適儀器。
(二)提高自身的
測(cè)量水平,降低誤差水平。
(三)通過(guò)各種處理數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)方法如:距離測(cè)量中的溫度改正、尺長(zhǎng)改正,多次測(cè)量取平均值等來(lái)減少誤差。
(2) 熟悉施工圖紙和資料,認(rèn)真審核圖紙。對(duì)原有的已知點(diǎn)、數(shù)據(jù)、圖紙等資料,檢查核對(duì)。
(3)每次測(cè)量時(shí),都要把測(cè)點(diǎn)周圍的無(wú)用的線繩標(biāo)記處理掉,并把沒(méi)用的點(diǎn)號(hào)及時(shí)擦掉,把使用的點(diǎn)號(hào)標(biāo)記清楚并且掛上線繩,特別要區(qū)分好導(dǎo)線點(diǎn)和中心點(diǎn),以防以后用錯(cuò)測(cè)點(diǎn)。在巷道開口時(shí),一定要把開口所用導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)兩遍,且檢查水平角時(shí)一定要將前后視距離重測(cè)一下,以便校核所用導(dǎo)線點(diǎn)正確與否。同時(shí),每次測(cè)量時(shí)前視人員應(yīng)把所用的導(dǎo)線點(diǎn)親自指給儀器觀測(cè)者。同樣,儀器觀測(cè)者把測(cè)點(diǎn)指給后視人員。這樣,可以避免用錯(cuò)測(cè)點(diǎn),造成不必要的損失。
(4)測(cè)量人員一定要積極與個(gè)中段隊(duì)長(zhǎng)聯(lián)系,并經(jīng)常深入現(xiàn)場(chǎng)檢查中腰線的使用情況,確保工人能嚴(yán)格按照標(biāo)定的中腰線施工。
(5)測(cè)量記錄要求規(guī)范化。所有測(cè)量必須有正式的記錄簿,測(cè)量記錄、計(jì)算成果書和圖表必須符合《測(cè)規(guī)》要求標(biāo)準(zhǔn),記錄清楚,符號(hào)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,并應(yīng)復(fù)核和檢算,不得亂涂亂寫或用計(jì)算器在現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)算現(xiàn)用不作記錄。不準(zhǔn)在測(cè)量記錄本中演算草式。不準(zhǔn)隨意撕毀測(cè)量記錄簿。
5.結(jié)論
測(cè)量技術(shù)是一門具有自身專業(yè)體系,理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的前沿科學(xué)。礦山測(cè)量是礦山企業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工作,它是在礦山生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行深入細(xì)致的測(cè)量工作,保證生產(chǎn)掘進(jìn)的正常進(jìn)行。礦山測(cè)量也是比較細(xì)致的工作,測(cè)量必須嚴(yán)格,數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確,嚴(yán)禁估算和弄虛作假。測(cè)量的數(shù)據(jù)是指導(dǎo)礦山生產(chǎn)的重點(diǎn),相反測(cè)量的失誤會(huì)給礦山生產(chǎn)帶來(lái)重大損失。因而測(cè)量人員責(zé)任重大,測(cè)量工作的正確與否直接影響了井下工人的施工進(jìn)度和質(zhì)量,所以要求測(cè)量人員在井下施測(cè)的過(guò)程中一定要嚴(yán)格按照《YSJ415-1993有色金屬礦山井巷工程測(cè)量規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行,要做到工作認(rèn)真仔細(xì),提供的數(shù)據(jù)、圖紙及時(shí)、準(zhǔn)確、齊全、清晰、統(tǒng)一。為了保證今后的質(zhì)量問(wèn)題,首先,提高測(cè)量人員的日常業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)和專業(yè)技術(shù)水平。其次,測(cè)量人員在井下多練習(xí)儀器的整平、對(duì)中、讀數(shù)等方法。再次,認(rèn)真記錄數(shù)據(jù),計(jì)算坐標(biāo)等等。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)更改。以上的這些問(wèn)題都引起了測(cè)量小組的注意,并在今后的工作當(dāng)中大家避免了類似的問(wèn)題再次出現(xiàn)。測(cè)量小組不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn),吸取教訓(xùn),相互學(xué)習(xí),逐漸改進(jìn)了工作方法,提高了自身的素質(zhì),使測(cè)量工作省時(shí)省力,測(cè)量結(jié)果可靠。為礦山今后的工作提供寶貴的資料。在工作中逐步學(xué)習(xí)、完善操作規(guī)程,才能更好的為生產(chǎn)提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
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[關(guān)鍵詞]GPS;測(cè)繪;原理;煤礦
中圖分類號(hào):TD822 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)24-0139-02
1 引言
GPS技術(shù)主要特點(diǎn)在于高精確度、視野度廣闊、自主性強(qiáng)等。其主要地理測(cè)繪、煤礦測(cè)量等領(lǐng)域。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展,其主要特點(diǎn)也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步,極大地方便了人民的的生產(chǎn)生活,使得各項(xiàng)工作都能夠適應(yīng)時(shí)代的變化。在煤礦產(chǎn)業(yè)中,測(cè)量工作是一項(xiàng)很重要的工作,可以保證具體施工的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。而各種高科技技術(shù)的應(yīng)用就是為了近一步提高測(cè)量的精確性。GPS 技術(shù)與以往的傳統(tǒng)技術(shù)相比,是采用布設(shè)空間網(wǎng)的方式,大大減少了布局設(shè)線傳統(tǒng)觀測(cè)的局限性,極大地提供了生產(chǎn)效益,降低了生產(chǎn)成本[1,2]。
2 GPS衛(wèi)星定位原理
GPS衛(wèi)星定位的原理與無(wú)線電測(cè)距交會(huì)的原理一致,首先由地面3個(gè)以上已知點(diǎn)(控制站)交會(huì)出衛(wèi)星的位置,然后,利用3顆以上的衛(wèi)星的已知空間位置又可交會(huì)出地面未知點(diǎn)(用戶接收機(jī))的位置。
GPS衛(wèi)星發(fā)射測(cè)距信號(hào)和導(dǎo)航電文,導(dǎo)航電文中包含有衛(wèi)星的相關(guān)信息。用戶通過(guò)GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻同時(shí)接收到三顆以上的GPS衛(wèi)星信號(hào),并測(cè)出測(cè)點(diǎn)(接收機(jī)天線中心)P至GPS衛(wèi)星之間的距離,并解算出該時(shí)刻GPS衛(wèi)星的空間坐標(biāo),由此利用交會(huì)法計(jì)算出測(cè)點(diǎn)P的位置[2,3],原理圖見圖1。
設(shè)在時(shí)刻在測(cè)站點(diǎn)P用GPS接收機(jī)同時(shí)測(cè)量出P點(diǎn)到3顆GPS衛(wèi)星、、的距離分別為、、,通過(guò)GPS電文解譯出該3顆GPS衛(wèi)星的三維坐標(biāo)分別為,。用距離交會(huì)的方法求解P點(diǎn)的三維坐標(biāo)的觀測(cè)方程為:
(2-1)
(2-2)
(2-3)
3 工程實(shí)例
3.1 工程概況
某煤礦區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),由于受大陸性季風(fēng)氣候影響,使得該地區(qū)四季分明。該煤礦生產(chǎn)能力為700萬(wàn)噸/年,該3#煤層采厚8m,開采方式為房柱式開采,回采率37%,空區(qū)埋深在地表以下60-120m,煤礦的開采厚度為7m,最大開采寬度為25m,采深采厚比8-15,采深采寬比1。由于該煤礦是新建不久,因此地表附近沒(méi)有現(xiàn)成的控制網(wǎng),為了礦山建設(shè)的需要,要求在地表布設(shè)相應(yīng)的控制網(wǎng)指導(dǎo)煤礦生產(chǎn)。該煤礦擁有6臺(tái)中海達(dá)F61靜態(tài)GPS接收機(jī) (標(biāo)稱精度:±5mm+2.5×10-6)。
3.2 控制網(wǎng)設(shè)計(jì)
3.2.1 網(wǎng)形設(shè)計(jì)
GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)形主要有點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式、邊點(diǎn)混合連接式、多邊形連接、環(huán)形圖以及星形布設(shè)。點(diǎn)連式網(wǎng)的幾何強(qiáng)度最低,因此要適當(dāng)增加GPS控制網(wǎng)的可靠性指標(biāo),如加入部分地面邊長(zhǎng)替代部分GPS邊長(zhǎng);邊連式的幾何強(qiáng)度相對(duì)于點(diǎn)連式較高,由于該網(wǎng)形非同步圖形閉合條件和復(fù)測(cè)邊相對(duì)較多,但在儀器數(shù)量相同的條件下,比點(diǎn)連式的觀測(cè)時(shí)段數(shù)大大增加;網(wǎng)連式的幾何強(qiáng)度和可靠性指標(biāo)相對(duì)于與邊連式具有較大的提高,但所需的經(jīng)費(fèi)與時(shí)間也明顯增加,因此,該網(wǎng)形適合于高精度的GPS網(wǎng)測(cè)量;邊點(diǎn)混合連接式,結(jié)合了點(diǎn)和邊的優(yōu)勢(shì),組成的GPS網(wǎng),既保證了網(wǎng)的幾何強(qiáng)度,提高了網(wǎng)的可靠性指標(biāo),又能減少外業(yè)工作量,降低了成本;星形圖的幾何圖形簡(jiǎn)單,但其檢查與發(fā)現(xiàn)粗差的能力差,該方法的優(yōu)點(diǎn)是,需要的儀器較少[5,6]。
3.2.2 GPS選點(diǎn)與埋標(biāo)要求
GPS選點(diǎn)與埋標(biāo)的要求主要包括如下4點(diǎn):
(1)測(cè)點(diǎn)四周視野開闊,高度角在15°以上沒(méi)有障礙物,且測(cè)點(diǎn)易于安置GPS天線及接收機(jī);
(2)GPS測(cè)點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源和高壓電線,前者距離不得小于200m,后者距離不得小于50m;
(3)測(cè)點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離能反射信號(hào)的物體,以免產(chǎn)生嚴(yán)重的多路徑誤差影響觀測(cè)精度,如房屋、廣告牌、圍墻、山坡以及大面積水面等;
(4)GPS測(cè)站應(yīng)位于地質(zhì)條件良好的地方,同時(shí)要便于保存且交通條件相對(duì)較好,在地面沉陷區(qū)、潮濕區(qū)、以及易于塌方區(qū)域不應(yīng)布設(shè)控制點(diǎn);
3.2.3 GPS控制網(wǎng)觀測(cè)要求
對(duì)進(jìn)行GPS觀測(cè)過(guò)程應(yīng)注意以下事項(xiàng):
(1)編制觀測(cè)計(jì)劃表并作好觀測(cè)前的準(zhǔn)備,開始觀測(cè)前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱和靜置,用腳架安置天線時(shí)對(duì)中誤差不應(yīng)大于3mm;
(2)觀測(cè)數(shù)據(jù)文件中應(yīng)包含測(cè)站名或測(cè)站號(hào)、觀測(cè)單元、測(cè)站類型、日期、時(shí)段號(hào)等信息;
(3)觀測(cè)作業(yè)要求:按規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行作業(yè),電源電纜和天線等聯(lián)結(jié)無(wú)誤方可開機(jī),觀測(cè)過(guò)程中不允許進(jìn)行以下操作:接收機(jī)關(guān)閉又重新啟動(dòng),進(jìn)行自測(cè)試、改變衛(wèi)星仰角限、改變天線設(shè)置等;
(4)外業(yè)成果記錄:
①記錄類型:觀測(cè)記錄、測(cè)量手簿、其它記錄;②記錄內(nèi)容:測(cè)站和接收機(jī)初始信息,測(cè)站名、測(cè)站號(hào)、觀測(cè)單元號(hào)、時(shí)段號(hào),天線及接收機(jī)編號(hào)、天線高、觀測(cè)日期、采樣間隔,衛(wèi)星載止高度角、衛(wèi)星星歷參數(shù)等。
控制網(wǎng)參照《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》中C級(jí)GPS網(wǎng)的要求進(jìn)行觀測(cè),具體技術(shù)指標(biāo)見表1。
3.3 數(shù)據(jù)處理
根據(jù)GPS測(cè)量規(guī)范,GPS基線解算,各項(xiàng)指標(biāo)均需滿足規(guī)范要求,才能進(jìn)行平差計(jì)算,具體技術(shù)指標(biāo)如下:
(1)復(fù)測(cè)基線長(zhǎng)度較差應(yīng)滿足:ds≤2δ,δ為相應(yīng)級(jí)別規(guī)定的精度mm(按平均邊長(zhǎng)計(jì)算),,式中a為固定誤差、b為比例誤差、d為相鄰點(diǎn)間距離km,本項(xiàng)目根據(jù)實(shí)際情況及規(guī)范設(shè)計(jì)固定誤差a=5mm,比例誤差b=2mm/km。
(2)同步環(huán)閉合差應(yīng)滿足:Wx≤δ,Wy≤δ,Wz≤δ
(3)獨(dú)立閉合環(huán)或附合路線坐標(biāo)閉合差應(yīng)滿足:Wx≤3δ,Wy≤3δ,Wz≤3δ;Ws≤
將GPS測(cè)量的記錄的數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到電腦中,GPS控制網(wǎng)的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理步驟如下:采用中海達(dá)GPS數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行基線解算,使得保證各項(xiàng)指標(biāo)合格后,才對(duì)GPS控制進(jìn)行三維平差;三維平差是對(duì)GPS控制網(wǎng)進(jìn)行整體基線檢驗(yàn),剔除誤差較大的誤差,使得整個(gè)網(wǎng)誤差最小,然后再進(jìn)行二維平差;二維平差主要是將坐標(biāo)系轉(zhuǎn)變?yōu)楫?dāng)?shù)刈鴺?biāo)系為,并對(duì)成果質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn),包括點(diǎn)位中誤差、長(zhǎng)半軸以及比例誤差比較,如果各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到要求,得到GPS控制點(diǎn)的平面坐標(biāo),否則還應(yīng)對(duì)基線重新處理或者進(jìn)行返工重測(cè)。
4 結(jié)語(yǔ)
由于GPS相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)量手段,具有定位精度高、操作簡(jiǎn)便、觀測(cè)時(shí)間短,極大地降低了外業(yè)觀測(cè)強(qiáng)度,同時(shí)也減少了內(nèi)業(yè)計(jì)算工作量,因此,GPS技術(shù)逐步滲透到各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè),特別是在當(dāng)前進(jìn)行煤礦控制網(wǎng)的應(yīng)用更為常見,GPS技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用將會(huì)更加廣闊和深遠(yuǎn)。
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【Abstract】GPS is a kind of system for positioning by satellite navigation. The use of GPS mapping technology in engineering surveying and mapping can effectively improve the efficiency and precision of engineering surveying and mapping. This paper mainly introduced the characteristics of GPS mapping technology, and discussed the engineering application of GPS mapping technology in the specific application of the practice.
【關(guān)鍵詞】工程測(cè)繪;GPS測(cè)繪技術(shù);應(yīng)用;實(shí)踐
【Keywords】 engineering surveying; GPS mapping technology; application; practice
【中圖分類號(hào)】TU98 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069(2017)03-0134-02
1 GPS測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)
1.1 可以實(shí)時(shí)定位
GPS測(cè)繪技術(shù)采用的是全球定位系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)航,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的速度以及三維位置的實(shí)時(shí)精確定位,從而有效地保證運(yùn)動(dòng)物體可以按照之前預(yù)定的方案運(yùn)行。
1.2 定位的精度非常高
根據(jù)相關(guān)的工程測(cè)繪具體實(shí)驗(yàn)可以得知,工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用在具體的定位精度上可以達(dá)到50km之內(nèi),相對(duì)定位的精準(zhǔn)度高達(dá)10×1-6到10×2-6,在距離為100km到500km時(shí)其定位精準(zhǔn)度可以達(dá)到10-7,距離超過(guò)1000km時(shí)其相對(duì)定位的精準(zhǔn)度可以到達(dá)10-9。GPS測(cè)繪技術(shù)采用實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)定位以及實(shí)時(shí)地查分定位方式,使工程測(cè)量的精準(zhǔn)度可以按厘米級(jí)以及分米級(jí)來(lái)進(jìn)行計(jì)算,這樣幾乎可以滿足工程測(cè)量中的所有測(cè)量要求,現(xiàn)階段GPS測(cè)繪技術(shù)依舊在不斷的發(fā)展,因此GPS測(cè)繪技術(shù)的精準(zhǔn)度還可以得到進(jìn)一步的提升。
1.3 觀測(cè)所用時(shí)間短
現(xiàn)階段進(jìn)行測(cè)量的模式選用的是經(jīng)典靜態(tài)的相對(duì)定位模式,現(xiàn)在要對(duì)20km以內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,借助單頻接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)所用的觀測(cè)時(shí)間大概為1h,如果借助雙頻接收機(jī)來(lái)進(jìn)行測(cè)量所需的測(cè)量時(shí)間為15-20min。而如果采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的定位模式,僅僅需要1~5min的時(shí)間就可以將初始化觀測(cè)完成,在每個(gè)站所需要的觀測(cè)時(shí)間短到僅需幾秒。因此可以得出結(jié)論,GPS測(cè)繪技術(shù)可以將工程測(cè)繪的觀測(cè)時(shí)間降到最低,從而有效地提升工程測(cè)繪的效率。
1.4 操作難度較低
伴隨著國(guó)家各種測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展,GPS測(cè)繪技術(shù)也在不斷更新,現(xiàn)階段GPS測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)基本可以實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化,因此在對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行操作時(shí)難度相對(duì)會(huì)比較低,只需要了解并且掌握一些基本的監(jiān)測(cè)儀器、量取儀器,采集數(shù)據(jù)以及安裝儀器的技術(shù),接下來(lái)的一些測(cè)繪工作系統(tǒng)可以自動(dòng)展開,操作的簡(jiǎn)便也促進(jìn)了GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的進(jìn)一步應(yīng)用。另外,GPS接收機(jī)的重量比較輕體積非常小,方便攜帶。
1.5 可以用于長(zhǎng)期作業(yè)
因?yàn)镚PS衛(wèi)星的分布數(shù)量非常多并且分布非常均勻,所以GPS測(cè)繪技術(shù)的覆蓋面非常廣,除去在比較惡劣的雷雨天氣下,地球上的幾乎任何一個(gè)位置都能夠接收到觀測(cè)信息,因此GPS測(cè)繪技術(shù),受所用地點(diǎn)以及時(shí)間的限制非常少,具有可以用于長(zhǎng)期作業(yè)的特點(diǎn)。
1.6 功能多用途廣
GPS測(cè)繪技術(shù)不僅僅可以用于各類導(dǎo)航工作以及測(cè)量工作,同時(shí)還可以進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)時(shí)以及測(cè)速工作,在進(jìn)行測(cè)速工作時(shí),GPS測(cè)繪技術(shù)的精度可以達(dá)到每秒0.1m,可以說(shuō)精度非常高。
2 工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的具體應(yīng)用實(shí)踐探討
2.1 一些精密工程中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐
現(xiàn)階段伴隨著GPS測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展以及應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大,工程測(cè)量的多個(gè)環(huán)節(jié)中都有用到GPS測(cè)繪技術(shù)。工程測(cè)繪的范圍非常廣,包括工程的勘察設(shè)計(jì),工程的施工以及工程的驗(yàn)收等,當(dāng)然還包括工程施工中一些設(shè)備的安裝,所有的工程環(huán)節(jié)中都會(huì)用到GPS測(cè)繪技術(shù)。另外,由于GPS測(cè)繪技術(shù)操作比較簡(jiǎn)單測(cè)量結(jié)果精度高,在很多的精密設(shè)備工程中也得到了一些應(yīng)用實(shí)踐,例如,橋梁工程、管道工程、隧道工程以及安裝工程,工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的實(shí)踐表明了GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中發(fā)揮了較大作用。在進(jìn)行兩個(gè)控制點(diǎn)間的具體測(cè)量工作時(shí),如果采用傳統(tǒng)的測(cè)量方法只能進(jìn)行通視,但如果借助GPS測(cè)繪技術(shù)就完全不用通視。例如,如果要對(duì)隧道的貫通控制進(jìn)行測(cè)量,為了能夠有效保證隧道貫通測(cè)量的精準(zhǔn)性,需要借助聯(lián)測(cè)確定隧道起始基點(diǎn)的方向,然后再將隧道的開挖方向進(jìn)行測(cè)定。這樣不僅可以使隧道工程的測(cè)量變得足夠簡(jiǎn)單,同時(shí)還可以將隧道工程質(zhì)量得到有效提升。現(xiàn)階段,GPS測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)充分借助自己高效益以及高精度的優(yōu)勢(shì),在很多的隧道工程以及礦山測(cè)量工程中得到了應(yīng)用實(shí)踐[1]。
2.2 工程變形方面GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐
工程變形主要是指由于人為因素使得建筑未發(fā)生位移或者變形,工程變形在工程建筑中是一種普遍存在的現(xiàn)象,工程會(huì)發(fā)生變形也就給了GPS測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用的實(shí)踐空間,GPS測(cè)繪技術(shù)擁有可以三維定位的技術(shù)優(yōu)勢(shì),因此可以現(xiàn)對(duì)工程變形的監(jiān)測(cè)。在具體的工程建設(shè)中,工程變形可以分為陸地上的建設(shè)物發(fā)生變形、礦山變形、大壩發(fā)生變形以及一些海上的建筑物發(fā)生淪陷等方面。另外,利用GPS測(cè)繪技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山變形的監(jiān)測(cè),在具體的應(yīng)用實(shí)踐中,需要選取一個(gè)特定的位置,在該位置上設(shè)立幾個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)以及一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn),然后再進(jìn)行GPS接收機(jī)的安裝,從而不斷地接收數(shù)據(jù)并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從而利用GPS測(cè)繪技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)[2]。
2.3 網(wǎng)型設(shè)計(jì)中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐
在進(jìn)行工程測(cè)量時(shí),其中一項(xiàng)非常重要的步驟就是網(wǎng)型設(shè)計(jì),因?yàn)镚PS測(cè)繪技術(shù)在進(jìn)行測(cè)量工作時(shí)不需要通視,因此這就可以使圖形設(shè)計(jì)的靈活性得到增強(qiáng)。但是需要注意一些問(wèn)題,其一,GPS測(cè)繪技術(shù)采用的是無(wú)線定位的方式,所以不可避免的會(huì)受到外界環(huán)境的一些影響,因此在利用GPS測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)型設(shè)計(jì)時(shí)需要注意提升檢核條件,從而保證網(wǎng)以及數(shù)據(jù)的可靠性。其二,在進(jìn)行GPS點(diǎn)的選擇工作時(shí),需要遠(yuǎn)離各類變壓所,選擇一個(gè)信號(hào)接收方便的地方。
2.4 選點(diǎn)以及建立標(biāo)志方面的應(yīng)用
利用GPS測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行選點(diǎn)工作會(huì)比應(yīng)用其他測(cè)量方法進(jìn)行選點(diǎn)工作比較方便,在進(jìn)行具體的選點(diǎn)工作時(shí),需要保證選點(diǎn)位置的視野比較開闊并且交通比較方便,一定要讓GPS遠(yuǎn)離具有干擾能力的障礙物以及金屬。例如,高層建筑、高壓線以及大范圍的水平。在選點(diǎn)工作完成后,要進(jìn)行標(biāo)石埋置的工作,然后再進(jìn)行網(wǎng)選點(diǎn)圖的繪制工作。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,GPS測(cè)繪技術(shù)相比較其他的測(cè)量技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、精度高等一系列的優(yōu)點(diǎn),經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明,在工程測(cè)繪中運(yùn)用GPS測(cè)繪技術(shù)有助于提升工程測(cè)量的精準(zhǔn)度以及測(cè)量效率,因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的實(shí)踐探討,使GPS測(cè)繪技術(shù)得到更好的應(yīng)用。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞:工業(yè)廣場(chǎng) 沉降觀測(cè) 基巖標(biāo)觀測(cè)點(diǎn)下沉量
中圖分類號(hào):[TU196.2]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1、概況
淮南礦業(yè)集團(tuán)張集煤礦位于安徽省淮南市鳳臺(tái)縣境內(nèi),地處淮河平原,地勢(shì)平坦,礦區(qū)為隱伏式煤田,煤系地層上覆蓋巨厚松散層,厚約220m~380m;礦區(qū)含水層豐富。2001年8月投產(chǎn),現(xiàn)整個(gè)礦井年生產(chǎn)能力已達(dá)到1300萬(wàn)噸,是安徽省首個(gè)千萬(wàn)噸級(jí)現(xiàn)代化特大型礦井。工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)主要建(構(gòu))筑物有主、副井、井架、煤倉(cāng)等,它們對(duì)地面沉降和變形要求高,在工廣范圍內(nèi)布設(shè)沉降觀測(cè)網(wǎng)進(jìn)行沉降觀測(cè),能夠及時(shí)掌握井下開采及礦井疏水活動(dòng)對(duì)地面沉降影響情況,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工廣主要建(構(gòu))筑物安全狀況,研究地表沉降規(guī)律,及時(shí)消除安全隱患,為礦井安全生產(chǎn)提供基礎(chǔ)保障。
2、觀測(cè)基點(diǎn)的選擇
要測(cè)地面沉降得先有個(gè)固定不變的基準(zhǔn),基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定是觀測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠的基本保障,基巖標(biāo)是埋設(shè)與穩(wěn)定基巖內(nèi)的高程測(cè)量基準(zhǔn)標(biāo)志,具有穩(wěn)定、可靠、永久等特點(diǎn),是進(jìn)行地面變形監(jiān)測(cè)、高程控制測(cè)量的重要基準(zhǔn)設(shè)施?;鶐r標(biāo)是將穩(wěn)定基巖體作為參照,通過(guò)標(biāo)體構(gòu)件,將其引至地面,從而使其成為測(cè)量基點(diǎn),設(shè)立基巖標(biāo)作為穩(wěn)定與長(zhǎng)期的測(cè)量基準(zhǔn),對(duì)于工程的沉降監(jiān)控及減少測(cè)線長(zhǎng)度,提高水準(zhǔn)測(cè)量精度是至關(guān)重要的。
張集煤礦礦區(qū)松散層巨厚,該地層不穩(wěn)定,把基準(zhǔn)埋在松散層中,難免不穩(wěn)定,只能把基準(zhǔn)固定與松散層之下、基底巖石之上,我礦于2007年在張集礦中央?yún)^(qū)工廣建立了一組基巖標(biāo)(共2個(gè)),即N1(N2)、S1(S2),其中N1、S1為主(上)標(biāo)高點(diǎn),布設(shè)在基巖中,不受地面下沉影響,N2、S2為副(下)標(biāo)高點(diǎn),與地面同步下沉,基巖標(biāo)建好后,從國(guó)家Ⅲ等水準(zhǔn)點(diǎn)“皮莊北”、“張小樓”將絕對(duì)高程分別引測(cè)到基巖標(biāo)上(按三等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求施測(cè)),兩個(gè)基巖標(biāo)作為沉降觀測(cè)及工程施工的測(cè)量基準(zhǔn)。
3、沉降觀測(cè)點(diǎn)(網(wǎng))布設(shè)及觀測(cè)技術(shù)要求
3.1沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)
工廣沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)在主副井井架、圓煤倉(cāng)、絞車房四周,將銅樁分別埋設(shè)在主副井井架四個(gè)根基及圓煤倉(cāng)四周混泥土內(nèi),外露2cm,用于立尺測(cè)量,觀測(cè)點(diǎn)(網(wǎng))布設(shè)位置及編號(hào)如工廣沉降觀測(cè)站布置圖所示。
3.2觀測(cè)技術(shù)要求
按四等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求施測(cè),測(cè)量?jī)x器采用WILDNA2-70372型水準(zhǔn)儀及配套的木質(zhì)雙面因瓦尺正反面讀數(shù)、后-前-前-后觀測(cè)順序進(jìn)行觀測(cè),每次觀測(cè)時(shí),首先檢查N1與S1是否附合,如無(wú)問(wèn)題,再進(jìn)行沉降觀測(cè),起算數(shù)據(jù)以N1、S1為準(zhǔn)。
4、觀測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果分析
2007年基巖標(biāo)建成至今,我們每半年對(duì)工業(yè)廣場(chǎng)進(jìn)行一次沉降觀測(cè),目前已累計(jì)進(jìn)行8次觀測(cè)(觀測(cè)結(jié)果如下表),分析觀測(cè)結(jié)果,可看到2011年6月進(jìn)行的第8次觀測(cè)與2007年3月的首次測(cè)量成果比較,同一沉降觀測(cè)點(diǎn)之間的高差為7mm~20mm之間(正值為下降);相鄰兩次測(cè)量成果比較,同一沉降觀測(cè)點(diǎn)之間的高差為1mm~3mm。
此外,2002年至2007年,沉降觀測(cè)水準(zhǔn)基點(diǎn)為DS1、S01、S02(S01、S02為2001年潘謝礦區(qū)三等水準(zhǔn)點(diǎn),DS1為按三等水準(zhǔn)技術(shù)要求由“皮莊北”、“張小樓”施測(cè)獲得的水準(zhǔn)點(diǎn)),由于這些點(diǎn)布設(shè)在地面上,與地面同時(shí)下沉。在2007年基巖標(biāo)建成后,由基巖標(biāo)測(cè)得DS1、S01、S02標(biāo)高,與之前標(biāo)高對(duì)比,高差為26mm~35mm,即2007年以前工廣地面下沉量為30mm。
說(shuō)明:1、部分觀測(cè)點(diǎn)有時(shí)由于現(xiàn)場(chǎng)原因無(wú)法測(cè)量; 2、02年至07年地面(各觀測(cè)站)下沉量按DS1、S01、S02三個(gè)點(diǎn)下沉量取平均值,即(35+30+26)/3=30mm
綜合以上成果分析,2002年至今,工廣下沉量為37mm~50mm,年平均下沉量為4.1mm~5.6mm ,每年的地面下沉均勻,各構(gòu)筑物尤其是主副井筒四周布設(shè)的觀測(cè)點(diǎn)下沉量基本相同,表明地面傾斜值小,說(shuō)明井架井筒主要構(gòu)筑物未發(fā)生明顯變化。
5、結(jié)論
(1)選擇的基準(zhǔn)點(diǎn)一定要穩(wěn)定可靠。
(2)工廣下沉量小,下沉均勻,各構(gòu)筑物四個(gè)方向觀測(cè)點(diǎn)下沉量基本相同,傾斜值小,表明工廣受采動(dòng)影響較小,地面下沉主要受疏水活動(dòng)影響,但疏水暫時(shí)未對(duì)工廣構(gòu)筑物造成破壞性影響,井筒、煤倉(cāng)等安全生產(chǎn)基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)安全。
(3)礦井工廣各類保護(hù)煤柱留設(shè)合理。
參考文獻(xiàn):
[1]許延春,孫曉虎,喻懷君.臨渙工業(yè)園區(qū)非采動(dòng)沉降安全監(jiān)測(cè)研究,《礦山測(cè)量》,2011第153期。
摘要:礦山資源開發(fā)無(wú)論是過(guò)去還是現(xiàn)在都無(wú)法擺脫手工繪圖設(shè)計(jì)的局限,因此,將日臻成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)合理地運(yùn)用于礦區(qū)資源開發(fā)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中,并通過(guò)對(duì)礦山可視化、集成化模型的設(shè)計(jì)、仿真和建立,實(shí)現(xiàn)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、繪圖的全部數(shù)字化已經(jīng)迫在眉睫。本文從實(shí)際出發(fā),結(jié)合可視化、集成化的特點(diǎn),從其CAD系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、功能實(shí)現(xiàn)等發(fā)面做出研究,以期提高礦山開采系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率、成本和適用性等。
關(guān)鍵字:可視化集成采礦CAD系統(tǒng)
中圖分類號(hào):TP391.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)03(a)-0000-00
三維模型與二維繪圖顯著的區(qū)別在于給人的視覺(jué)效果不同。二維圖形缺乏立體感,只有經(jīng)過(guò)專業(yè)訓(xùn)練的人才能看懂,而絕大多數(shù)人一眼就能看出三維圖形所要表達(dá)的含義。通過(guò)三維模型不僅能很明白地表達(dá)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思想,方便與非專業(yè)人士進(jìn)行交流,而且從三維模型中也能很容易的得到想要的二維圖形。立體成型系統(tǒng)是AutoCAD建立三維模型的基礎(chǔ),是AutoCAD系統(tǒng)重要的組成部分。
1采礦系統(tǒng)的基本認(rèn)識(shí)
作為一種重要手段和有力工具,采礦CAD系統(tǒng)的應(yīng)用能夠在解放生產(chǎn)力、提高工作效率的同時(shí)使設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量上個(gè)臺(tái)階,而且一個(gè)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用需要得到設(shè)計(jì)者和使用者的一致認(rèn)可。因此,要合理、有效地實(shí)現(xiàn)采礦CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì),就必須全面了解和掌握傳統(tǒng)采礦設(shè)計(jì)的過(guò)程。
任何系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都必須遵守一個(gè)規(guī)則:前期設(shè)計(jì)為后續(xù)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ),后續(xù)設(shè)計(jì)則必須完全實(shí)現(xiàn)前期設(shè)計(jì)的目標(biāo)。就像一棵樹,由樹干起源,開枝散葉,最終要結(jié)出果實(shí)。普遍而言,采礦CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需經(jīng)歷三個(gè)階段:需求設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)和操作設(shè)計(jì)。需求設(shè)計(jì)一般是通過(guò)已有知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)構(gòu)造大概框架,確定設(shè)計(jì)方向和原則、提出設(shè)計(jì)要求等;深化設(shè)計(jì)則是工程參數(shù)、負(fù)載、造價(jià)等的計(jì)算和布局、礦道、炮孔及施工等圖紙的設(shè)計(jì);操作設(shè)計(jì)則需要明確工程的開展順序、時(shí)間和空間的組合以及安全等級(jí)的設(shè)計(jì)。因此,采礦CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需以此為基準(zhǔn),再結(jié)合自身特色和實(shí)際需求做適當(dāng)改變才能適應(yīng)生產(chǎn)的需要。
2采礦CAD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在了解了傳統(tǒng)的采礦過(guò)程后,下面討論基于CAD的采礦系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不僅要結(jié)合實(shí)際行業(yè)特點(diǎn),也要考慮行業(yè)發(fā)展方向和速度。目前應(yīng)用較廣泛的是一種分布式的采礦CAD系統(tǒng),其具有獨(dú)立性強(qiáng),開發(fā)周期短、效率高等特點(diǎn),但是由于獨(dú)立性太強(qiáng),各立門戶、自定標(biāo)準(zhǔn),致使各種不同的系統(tǒng)之間無(wú)法進(jìn)行溝通,完全無(wú)法得到普及而且受AutoCAD版本的限制。本文所研究的可視化集成采礦CAD系統(tǒng)則克服了以上局限,具有很好地適應(yīng)性,可以不受AutoCAD軟件的版本限制而且擁有獨(dú)立的知識(shí)版權(quán),市場(chǎng)前景很好。
2.1采礦CAD系統(tǒng)的可視化
圖形(或圖像)是一種簡(jiǎn)單卻能包含豐富信息的符號(hào),特別適合儲(chǔ)存和傳遞信息。采礦系統(tǒng)的圖形化并不是指利用AutoCAD軟件進(jìn)行手工繪制各種圖形,而是利用計(jì)算機(jī)高速、重復(fù)計(jì)算、低失誤的特點(diǎn),設(shè)計(jì)人員只需確保數(shù)據(jù)的正確輸入,系統(tǒng)便能自動(dòng)生成圖形畫面,高效精確。設(shè)計(jì)者既可以在圖形上直接修改,也可以通過(guò)更改輸入數(shù)據(jù)改變已有圖形。簡(jiǎn)單說(shuō)就是圖形和數(shù)據(jù)間實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)。雖然三維實(shí)體已經(jīng)成功應(yīng)用到實(shí)際的開發(fā)設(shè)計(jì),但實(shí)踐表明,二維平面設(shè)計(jì)更加符合工程師的實(shí)際開發(fā)和研究需求,有利于系統(tǒng)過(guò)渡,能夠確保目標(biāo)的短期實(shí)現(xiàn)。
2.2采礦CAD系統(tǒng)的集成化
集成化的采礦系統(tǒng)是區(qū)別于分布式采礦CAD系統(tǒng)而言的。它即依托于AutoCAD進(jìn)行開發(fā),又獨(dú)立建立自己的數(shù)據(jù)庫(kù),從而確保各階段設(shè)計(jì)均能得到來(lái)自圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的支持。同時(shí)系統(tǒng)采用與AutoCAD軟件相同的通信協(xié)議,以實(shí)現(xiàn)AutoCAD圖形文件與本系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖之間的無(wú)錯(cuò)轉(zhuǎn)換,這就大大增加了系統(tǒng)的通用性,增強(qiáng)了系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和前景。也由于該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有與AutoCAD軟件進(jìn)行直接對(duì)話,從而不受其版本的限制,作為獨(dú)立的軟件產(chǎn)品擁有較高的開發(fā)價(jià)值和銷售市場(chǎng)。
3可視化集成采礦CAD系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式
基于上述對(duì)系統(tǒng)功能的要求,本系統(tǒng)采用VC++進(jìn)行開發(fā)以提高開發(fā)效率,縮短工期。在開發(fā)前需要熟悉文檔類、框架類、視圖類及應(yīng)用類這幾個(gè)概念。下面圍繞文檔與圖形間的通信以及系統(tǒng)外部接口的設(shè)計(jì)兩個(gè)方面予以簡(jiǎn)單介紹。
3.1文檔與圖形間的通信
文檔與圖形之間需要相互通行,就要求各自包含指向?qū)Ψ降闹羔?。各自的類成員采用不同的方式來(lái)獲取指向?qū)Ψ降闹羔?。文檔類的成員函數(shù)在返回指向圖形對(duì)象的指針時(shí),宏允許圖形對(duì)象進(jìn)行有效性測(cè)試,反之亦然。同時(shí),當(dāng)用戶進(jìn)行文檔信息的編寫時(shí),通過(guò)每個(gè)圖形對(duì)象的更新函數(shù)使得它們中的文檔數(shù)據(jù)得到及時(shí)更新,從而實(shí)現(xiàn)多視圖同步,無(wú)論是編輯、創(chuàng)建還是修改都方便快捷。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的可視化。
3.2系統(tǒng)外部接口的設(shè)計(jì)
為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成化,就要求系統(tǒng)能夠與大多數(shù)圖形處理軟件進(jìn)行通信,也就是常說(shuō)的數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)要想有更大的應(yīng)用空間,則必須既能識(shí)別其他格式的圖形文件,也能生成其他軟件能夠處理的數(shù)據(jù)格式,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。因此可將系統(tǒng)的外部接口分為輸入和輸出(I/O)兩種。Input-port的功能在于能夠分析其他格式的文件并轉(zhuǎn)化為自身系統(tǒng)能夠識(shí)別的圖形文件,而且要不斷完善自己圖形數(shù)據(jù)庫(kù)所包含的類容,否則將不能對(duì)某些圖形實(shí)現(xiàn)誤差轉(zhuǎn)換。Output-port的功能則相對(duì)簡(jiǎn)單些只用按照要求轉(zhuǎn)換的格式完成數(shù)據(jù)的生成即可。
另外,可視化集成采礦CAD系統(tǒng)需要有其簡(jiǎn)潔、舒適易懂的圖形界面的支持,這里就不贅述。
總之,采礦CAD系統(tǒng)的可視化和集成化將是今后該領(lǐng)域的主要研究方向。本文從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā),結(jié)合采礦CAD系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題,試圖運(yùn)用多個(gè)學(xué)科的知識(shí)和理論對(duì)其進(jìn)行完善。目前尚有許多問(wèn)題沒(méi)有解決,如對(duì)特殊模塊的開發(fā)、系統(tǒng)的模糊化、智能化、專家化等方面還需要進(jìn)行更多的研究。
參考文獻(xiàn)
[1]李梅;毛善君;劉橋喜;;中國(guó)礦山地理信息系統(tǒng)軟件研究進(jìn)展[A];國(guó)際礦山測(cè)量協(xié)會(huì)(ISM)工作會(huì)議暨“數(shù)字礦業(yè)城市、數(shù)字礦山”建設(shè)信息技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年.
關(guān)鍵詞;市政工程 GPS 技術(shù),測(cè)量
中圖分類號(hào):P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
如今GPS 技術(shù)在工程應(yīng)用中更加普及,比如礦山測(cè)量,交通土建選線,城市建設(shè)等等。但是GPS 由于布設(shè)價(jià)格的昂貴,所以不會(huì)被大范圍應(yīng)用到一般的土建和交通建設(shè)中,它只是作為提供控制用,例如:在工程建設(shè)開始階段,交付幾個(gè)GPS 控制點(diǎn),作為導(dǎo)線和三角網(wǎng)的基線,由它們向外擴(kuò)展,用全站儀引出加密點(diǎn)或是作為靜態(tài)的GPS 基線,配合RTK 來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖籍測(cè)繪。但是在90 年代以后,平面控制測(cè)量基本都被GPS取代。
1、GPS技術(shù)概述
GPS定位是以GPS 衛(wèi)星和用戶接收天線之間的距離為基本觀測(cè)量,根據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo),確定用戶天線所對(duì)應(yīng)的位置,其實(shí)質(zhì)是空間距離后方交會(huì)。在一個(gè)測(cè)站上只需3個(gè)獨(dú)立距離觀測(cè)量。GPS 采用的是時(shí)差測(cè)距原理,即通過(guò)測(cè)量GPS 信號(hào)從衛(wèi)星傳播到用戶接收機(jī)的時(shí)間差計(jì)算距離,由于衛(wèi)星鐘與用戶接收機(jī)鐘不同步,因此,觀測(cè)的測(cè)站至衛(wèi)星間的距離稱為偽距。衛(wèi)星鐘差可以通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航電文提供的鐘差參數(shù)修正,接收機(jī)鐘差難以預(yù)先準(zhǔn)確確定,可將其作為未知參數(shù)與觀測(cè)站坐標(biāo)在數(shù)據(jù)處理中一并解出。在一個(gè)測(cè)站上,除了三個(gè)待定位置參數(shù)外,還需要增加一個(gè)接收機(jī)鐘差參數(shù),因而至少應(yīng)有4個(gè)同步偽距觀測(cè)量,即至少必須同步觀測(cè)4顆GPS 衛(wèi)星。
GPS 技術(shù)相對(duì)于其他的定位、測(cè)量技術(shù),其技術(shù)優(yōu)勢(shì)是很明顯的,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.1 功能多、用途廣。
GPS 系統(tǒng)不僅可用于測(cè)量、導(dǎo)航,還可用于測(cè)速、測(cè)時(shí)。測(cè)速的精度可達(dá)0.1 m/s,測(cè)時(shí)的精度可達(dá)幾十毫微秒。其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
1.2 定位精度高。
GPS 可為各類用戶連續(xù)提供動(dòng)態(tài)目標(biāo)的三維(立置、三維速度及時(shí)間信息)。隨著GPS定位技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展,其精度還將進(jìn)一步提高。
1.3 實(shí)時(shí)定位。
利用GPS 進(jìn)行導(dǎo)航,既可實(shí)時(shí)確定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的三維位置和速度,由此可實(shí)時(shí)保障運(yùn)動(dòng)載體沿預(yù)定航線運(yùn)行,亦可選擇最佳航線。特別是對(duì)軍事上動(dòng)態(tài)目標(biāo)的導(dǎo)航,具有十分重要的意義。
2、GPS 的定位方式
按定位方式,GPS 定位分為單點(diǎn)定位和相對(duì)定位(差分定位),單點(diǎn)定位就是根據(jù)一臺(tái)接收機(jī)的觀察數(shù)據(jù)來(lái)確定接收機(jī)位置的方式,它只能采用偽距觀測(cè)量,可用于車船等的概略導(dǎo)航定位.相對(duì)定位(差分定位)是根據(jù)兩臺(tái)以上接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定觀測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)位置的方法,它既可采用偽距觀測(cè)量也可采用相對(duì)觀測(cè)量,大地測(cè)量或工程測(cè)量均應(yīng)采用相位觀測(cè)值進(jìn)行相對(duì)定位,對(duì)常規(guī)測(cè)量而言相對(duì)測(cè)地定位是主要的應(yīng)用方式, 而按照用戶天線可分為動(dòng)態(tài)定位和靜態(tài)定位。
2.1 動(dòng)態(tài)定位
在定位觀測(cè)時(shí),若載體上的接收機(jī)在跟蹤GPS 衛(wèi)星的過(guò)程中相對(duì)于地球表面運(yùn)動(dòng),接收機(jī)用GPS 信號(hào)實(shí)時(shí)的測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù),則稱為動(dòng)態(tài)定位。動(dòng)態(tài)定位的特點(diǎn):逐點(diǎn)測(cè)得,多余觀測(cè)量少,精度較低。依目前GPS 定位的精度動(dòng)態(tài)定位可分為:a. 20m左右的低精度定位,如用于車船等概略導(dǎo)航定位的偽距單位定位;b. 5m 左右的中等精度定位,如用于城市車輛導(dǎo)航定位的米級(jí)精度的偽距差分定位;c. 厘米級(jí)的高精度的定位,如用于測(cè)量放樣等的厘米級(jí)的相位差分定位(RTK),其中實(shí)時(shí)差分定位需要數(shù)據(jù)將兩個(gè)或多個(gè)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)揭黄鹩?jì)算。
2.2 靜態(tài)定位
在定位觀測(cè)時(shí),若接收機(jī)在跟蹤GPS 衛(wèi)星的過(guò)程中相對(duì)于地球表面靜止,則稱為靜態(tài)定位。接收機(jī)高精度的測(cè)量GPS 信號(hào)的傳播時(shí)間,聯(lián)合GPS 衛(wèi)星在軌的已知位置,從而解算出固定不動(dòng)的接收機(jī)所在位置的三維坐標(biāo)。靜態(tài)定位的特點(diǎn);多余觀測(cè)量大,定位精度高,可靠性強(qiáng),在進(jìn)行控制網(wǎng)觀測(cè)時(shí),一般均采用這種方式由幾臺(tái)接收機(jī)同時(shí)觀測(cè),它能最大限度地發(fā)揮GPS 的定位精度。
3、GPS在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用
GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System的字頭縮寫詞NAVSTAR/GPS的簡(jiǎn)稱。其含義是導(dǎo)航衛(wèi)星測(cè)時(shí)測(cè)距/全球定位系統(tǒng)。
GPS是全球性的衛(wèi)星定位和導(dǎo)航系統(tǒng),能夠提供連續(xù)的實(shí)時(shí)的位置、速度和時(shí)間信息。整個(gè)系統(tǒng)包括空間(衛(wèi)星)、地面控制站和用戶(接收機(jī))三個(gè)部分。它具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位功能,而且具有良好的抗干擾性和保密性。因此,GPS技術(shù)率先在大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、海洋測(cè)量、城市測(cè)量等測(cè)繪領(lǐng)域得到應(yīng)用,并在軍事、交通、通信、資源、管理等領(lǐng)域展開了研究并得到廣泛應(yīng)用。下面是GPS在市政工程中的應(yīng)用實(shí)例。本工程為某工業(yè)園工程,該工業(yè)園屬于一個(gè)比較方方正正的地形,由于工業(yè)園里有很多樹,而且通視比較困難,工期比較急,考慮種種因素,決定采用GPS測(cè)量。
3.1 GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)
(1)設(shè)計(jì)依據(jù)
GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)主要依據(jù)1999年建設(shè)部的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市測(cè)量規(guī)范》和應(yīng)采用的《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程》及工程測(cè)量合同有關(guān)要求制定的。
(2)設(shè)計(jì)精度
根據(jù)工程需要和測(cè)區(qū)情況而定。
(3)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和網(wǎng)形
控制網(wǎng)共6個(gè)點(diǎn),其中聯(lián)測(cè)已知平面控制點(diǎn)2個(gè)。采用4臺(tái)GPS接收機(jī)觀測(cè),網(wǎng)形布設(shè)成邊連式,等級(jí)為一級(jí)。
(4)觀測(cè)計(jì)劃
根據(jù)GPS衛(wèi)星的可見預(yù)報(bào)圖和幾何圖形強(qiáng)度(空間位置因子PDOP),選擇最佳觀測(cè)時(shí)段(衛(wèi)星多于4顆,且分布均勻,PDOP值小于6),并編排作業(yè)調(diào)度表。
3.2 GPS測(cè)量的外業(yè)實(shí)施
(1)選點(diǎn)
GPS測(cè)量測(cè)站點(diǎn)之間不要求一定通視,圖形結(jié)構(gòu)也比較靈活。因此,點(diǎn)位選擇比較方便。但考慮GPS測(cè)量的特殊性,并顧及后續(xù)測(cè)量,選點(diǎn)時(shí)應(yīng)著重考慮:①每點(diǎn)最好與某一點(diǎn)通視,以便后續(xù)測(cè)量定向使用;②點(diǎn)周圍高度角15。以上,不要有障礙物,以免信號(hào)被遮擋或吸收;③點(diǎn)位要遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源、高壓電線等,以免電磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)的干擾;④點(diǎn)位應(yīng)選在視野開闊、交通方便、有利擴(kuò)展、易于保存的地方;⑤選點(diǎn)結(jié)束后,按要求埋設(shè)標(biāo)石,并填寫點(diǎn)記之。
(2)觀測(cè)
根據(jù)GPS作業(yè)調(diào)度表的安排進(jìn)行觀測(cè),采取靜態(tài)模式定位,衛(wèi)星高度角≥15。,時(shí)段長(zhǎng)度45min,采樣間隔10s。在4個(gè)點(diǎn)上同時(shí)安置4臺(tái)接收機(jī)天線(對(duì)中、整平、定向),量取天線高,測(cè)量氣象數(shù)據(jù),開機(jī)觀察,當(dāng)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求時(shí),按接收機(jī)的提示輸入相關(guān)數(shù)據(jù),則接收機(jī)自動(dòng)記錄,觀測(cè)者填寫測(cè)量手簿。
3.3 GPS測(cè)量的數(shù)據(jù)處理
GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理分為基線解算和網(wǎng)平差兩個(gè)階段,基線解算采用隨機(jī)軟件,網(wǎng)平差采用武測(cè)寶威GPS―Adj3.0軟件完成。經(jīng)基線解算、質(zhì)量檢核、外業(yè)重測(cè)和網(wǎng)平差后,得到GPS控制點(diǎn)的二維坐標(biāo),其各項(xiàng)精度指標(biāo)符合技術(shù)設(shè)計(jì)要求。
4、結(jié)束語(yǔ)
GPS 技術(shù)的發(fā)展日新月異,包括GPS衛(wèi)星靜態(tài)和RTK都深入到生產(chǎn)生活中,隨著GPS,GIS,RS及其他科學(xué)的不斷相互滲透,它的應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛。這里也有我們需要注意的,GPS由于參數(shù)設(shè)定的問(wèn)題,在測(cè)量高程是產(chǎn)生的誤差也是很大的,這個(gè)跟球體有關(guān)??偟膩?lái)說(shuō)現(xiàn)在的GPS 可以用在,土建,交通,地籍測(cè)繪,海洋測(cè)繪,國(guó)土資源,城市規(guī)劃,空間測(cè)量,急救等等領(lǐng)域,是一種多元化學(xué)科,以后的發(fā)展會(huì)更加的廣闊。
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[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2014)07-0016-02
《工程測(cè)量》一直是我院土木工程本科、工程管理本科、建筑施工??坪凸こ淘靸r(jià)??频葘I(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生掌握測(cè)量基本理論、基本技能、施工測(cè)量方法,熟悉儀器操作,培養(yǎng)專業(yè)興趣等具有重要的作用。同時(shí),它也是后續(xù)課程包括《橋梁工程》、《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》、《土木工程施工》、《橋梁與道路施工》等的重要前導(dǎo)課程。本課程教學(xué)效果直接影響到后續(xù)課程的教學(xué)實(shí)施,影響到人才培養(yǎng)的質(zhì)量。
近幾年來(lái),我們結(jié)合新技術(shù)、新方法、新工藝在施工中的應(yīng)用,克服傳統(tǒng)教材內(nèi)容浮泛和針對(duì)性差的缺陷,對(duì)《工程測(cè)量》課程內(nèi)容進(jìn)行了較大的調(diào)整,加大實(shí)驗(yàn)課程的研究和學(xué)時(shí)比例,以適應(yīng)施工企業(yè)對(duì)工程測(cè)量人才的需要。目前該課程教學(xué)時(shí)數(shù)為48學(xué)時(shí),其中課堂教學(xué)24學(xué)時(shí),課間實(shí)驗(yàn)24學(xué)時(shí)。除課程教學(xué)以外,本課程還安排有兩周的綜合實(shí)習(xí)。
一、教學(xué)改革的方法與思路
1.教學(xué)思路和方法與教學(xué)思想體系創(chuàng)新特征相匹配。(1)以測(cè)繪學(xué)“定位”為核心展開基本內(nèi)容,恰當(dāng)?shù)匕盐战虒W(xué)導(dǎo)向。(2)以現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)為主導(dǎo),確立測(cè)繪技術(shù)循序漸進(jìn)的創(chuàng)新思路。(3)注重現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)的完整性,正確處理常規(guī)技術(shù)與高新技術(shù)的關(guān)系。(4)從課程系統(tǒng)性出發(fā),健全整體知識(shí)構(gòu)成,精練優(yōu)化,擴(kuò)充工程測(cè)量的技術(shù)視野。(5)合理組織科技新成果。
2.在教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際相結(jié)合。測(cè)量科技具有創(chuàng)新密集的現(xiàn)代特征,而且具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用特色。教學(xué)過(guò)程必須強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際相結(jié)合,強(qiáng)調(diào)測(cè)繪科技在工程建設(shè)整體技術(shù)構(gòu)成的現(xiàn)實(shí)地位,這樣才能有效提高學(xué)生掌握現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣和緊迫感。
3.大力應(yīng)用教學(xué)新技術(shù),促進(jìn)教學(xué)現(xiàn)代化。(1)按“十一五”國(guó)家級(jí)教材《土木工程測(cè)量》主線制作全程教學(xué)的多媒體課件。(2)文字教材+多媒體一體化教學(xué),教材、影像、主講有機(jī)結(jié)合。(3)數(shù)據(jù)處理練習(xí)程序化、可視化,以增強(qiáng)學(xué)生測(cè)量新技術(shù)的應(yīng)用能力。
4.采取模擬生產(chǎn)的實(shí)習(xí)方式,強(qiáng)化實(shí)際訓(xùn)練意識(shí)。實(shí)踐性教學(xué)的設(shè)計(jì)思想:開展模擬生產(chǎn)方式的土木測(cè)量實(shí)習(xí)改革,堅(jiān)持全面土木工程師的基本測(cè)量技術(shù)訓(xùn)練。模擬生產(chǎn),實(shí)際上是把學(xué)生個(gè)人從專注書本的環(huán)境帶進(jìn)群體的仿真生產(chǎn)實(shí)習(xí),實(shí)施人人互相關(guān)聯(lián)的集體行為。效果:學(xué)生通過(guò)模擬生產(chǎn)實(shí)習(xí),土木測(cè)量技術(shù)素質(zhì)得到快速提高。學(xué)生說(shuō),模擬生產(chǎn)實(shí)習(xí)不亞于軍訓(xùn)鍛煉,能學(xué)到技術(shù),鍛煉人生,終生難忘。
5. 通過(guò)舉辦測(cè)量競(jìng)賽,鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間積極參加科技創(chuàng)新和實(shí)踐教育活動(dòng),讓學(xué)生將書本上學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐操作中。通過(guò)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),將課程教學(xué)與技能競(jìng)賽結(jié)合起來(lái),以增強(qiáng)大學(xué)生的動(dòng)手能力,培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)合作精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,提高學(xué)生的測(cè)量技能水平,并且給學(xué)生提供展示才華的平臺(tái)。通過(guò)競(jìng)賽,可以檢驗(yàn)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、組織管理與團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力、適應(yīng)實(shí)踐需求的應(yīng)變能力,提高其終生學(xué)習(xí)的能力,展示師生的學(xué)習(xí)風(fēng)貌和教學(xué)成果。
二、建設(shè)開放式實(shí)驗(yàn)室
(一)實(shí)驗(yàn)室開放的必要性
21世紀(jì)高校教育的重要目標(biāo)就是全面推進(jìn)素質(zhì)教育,培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。實(shí)驗(yàn)室教學(xué)是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié),起著極其重要的作用。實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與管理是保證實(shí)踐教學(xué)順利實(shí)施的關(guān)鍵。將實(shí)驗(yàn)室針對(duì)學(xué)生開放是職業(yè)技能培養(yǎng)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié),是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要內(nèi)容,也是激發(fā)廣大教師、科研人員、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員積極進(jìn)行科學(xué)研究的重要舉措。
傳統(tǒng)型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生很難做到因材施教,學(xué)生處于被動(dòng)地位,缺乏積極性,實(shí)習(xí)教學(xué)很難達(dá)到理想效果。測(cè)量學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。隨著測(cè)量科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,測(cè)量學(xué)的基本理論、技術(shù)原理、實(shí)際操作手段、儀器設(shè)備發(fā)生了革命性的變化。為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情,需要采取新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式將測(cè)量實(shí)驗(yàn)從封閉式教學(xué)、封閉式實(shí)驗(yàn)之中解脫出來(lái)。開放性是這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室建立首先要考慮的原則之一。開放式實(shí)驗(yàn)室要實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)儀器、實(shí)習(xí)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)習(xí)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念的開放。將測(cè)量實(shí)驗(yàn)室開放可不受學(xué)生專業(yè)、學(xué)科、年級(jí)的限制,進(jìn)行多層次、多方向的實(shí)踐訓(xùn)練。學(xué)生可以根據(jù)自己的情況進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并且完成實(shí)驗(yàn)。
(二)開放式實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)
1.制訂、完善實(shí)驗(yàn)室的管理制度。實(shí)驗(yàn)室的管理是保證實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素之一。要制定和完善各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室的管理制度,如《實(shí)驗(yàn)室儀器、設(shè)備管理及使用辦法》、《實(shí)驗(yàn)室事故責(zé)任與損壞、丟失賠償制度》、《實(shí)驗(yàn)室安全衛(wèi)生管理規(guī)則》、《實(shí)驗(yàn)室低值耐用品、易耗品管理辦法》等規(guī)章制度。對(duì)不遵守紀(jì)律、不愛(ài)護(hù)儀器設(shè)備造成損失浪費(fèi)嚴(yán)重者,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師應(yīng)及時(shí)終止其實(shí)驗(yàn),并視情節(jié)輕重給予紀(jì)律處分和經(jīng)濟(jì)賠償。
2.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。為了充分發(fā)揮開放式測(cè)量實(shí)驗(yàn)室的作用,應(yīng)從教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)手段等方面進(jìn)行相應(yīng)的改革。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、空間技術(shù)、信息技術(shù)的迅速發(fā)展,測(cè)繪儀器不斷更新?lián)Q代,測(cè)繪方法、手段發(fā)生了巨大的變化。因此,必須以測(cè)定“高差、角度、距離”三要素為基礎(chǔ),以測(cè)圖、用圖和測(cè)設(shè)為主線,在講授基本知識(shí)、基本理論和基本方法的傳統(tǒng)測(cè)量教學(xué)內(nèi)容的同時(shí),另增加數(shù)字測(cè)圖、GPS、數(shù)字?jǐn)z影等新興的、實(shí)用的測(cè)繪技術(shù)和GIS基本知識(shí)。為了提高課堂的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量,應(yīng)積極利用電子教材、網(wǎng)絡(luò)以及多媒體技術(shù),使教學(xué)內(nèi)容更加豐富、飽滿,不再枯燥。同時(shí)加大授課的信息量,補(bǔ)充當(dāng)今測(cè)繪行業(yè)內(nèi)研究最前沿的熱點(diǎn)問(wèn)題,不斷更新和拓寬知識(shí)面,完善學(xué)生的專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)。
理論教學(xué)與課堂實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,開展一系列開放式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:水準(zhǔn)儀常規(guī)測(cè)量、經(jīng)緯儀常規(guī)測(cè)量、控制測(cè)量、全站儀測(cè)量、施工放樣、數(shù)字測(cè)圖等。實(shí)驗(yàn)室開放后,學(xué)生可以根據(jù)教學(xué)大綱自由選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,在實(shí)驗(yàn)教師和實(shí)驗(yàn)教材的指導(dǎo)下獨(dú)立設(shè)計(jì)并且進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在時(shí)間安排上,學(xué)生可以自由選擇適合自己的實(shí)驗(yàn)時(shí)間,并在做好預(yù)習(xí)的前提下,既可進(jìn)行各種測(cè)量實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,也可通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)觀看多媒體實(shí)驗(yàn)原理和操作指南。這樣就解決了在傳統(tǒng)的封閉式管理方式下,由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量不足而使一部分學(xué)生處于等待狀態(tài),從而浪費(fèi)時(shí)間的現(xiàn)象。
3.建立實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng),提高實(shí)驗(yàn)室管理效率。開放式測(cè)量實(shí)驗(yàn)室要建立實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng),學(xué)生在進(jìn)入開放式實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)之前均需按照選題再預(yù)約預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書提交申請(qǐng)報(bào)告或?qū)嶒?yàn)可行性論證報(bào)告的程序進(jìn)行,經(jīng)批準(zhǔn)后方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)實(shí)驗(yàn)申請(qǐng),學(xué)生可以提前對(duì)所使用的儀器設(shè)備及其說(shuō)明書、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)等進(jìn)行預(yù)習(xí),不清楚的地方可以向?qū)嶒?yàn)教師進(jìn)行咨詢。在實(shí)習(xí)過(guò)程中,每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都要建立相應(yīng)的項(xiàng)目情況表,登記該實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)教師和主要參與人員,應(yīng)填寫相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度表,由指導(dǎo)教師定期檢查項(xiàng)目進(jìn)展,以便隨時(shí)了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)束時(shí),學(xué)生及時(shí)做好總結(jié)并提交實(shí)結(jié)或論文后,由指導(dǎo)教師最終評(píng)定學(xué)生成績(jī)。
(三)開放式實(shí)驗(yàn)室建設(shè)效果
所有實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)從課程設(shè)置、內(nèi)容,到教學(xué)方法,再到實(shí)踐教學(xué)管理都是突出激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)訓(xùn)練、主動(dòng)探索的。所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都對(duì)學(xué)生開放的,學(xué)生不僅在時(shí)間上可以自由選擇,而且在教學(xué)內(nèi)容上也可根據(jù)自身的興趣愛(ài)好和專業(yè)特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行選擇。這滿足了個(gè)性化教育的需求,也激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情,提高了學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。
三、結(jié)語(yǔ)
實(shí)驗(yàn)室的全面開放和利用是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力、實(shí)現(xiàn)資源共享的一種有效途徑和方法。雖然我院在實(shí)驗(yàn)室的開放方面做了一定的嘗試和研究,并且取得了很好的教學(xué)效果,但是在測(cè)量實(shí)驗(yàn)室實(shí)施開放的過(guò)程中,仍然有很多問(wèn)題有待我們?nèi)ヌ剿骱徒鉀Q。我們相信,只有進(jìn)一步提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神,才能培養(yǎng)出更多高素質(zhì)的應(yīng)用型技術(shù)人才。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 李永,宋云連,胡兵.工程測(cè)量實(shí)踐課程教學(xué)改革研究[J].高等建筑教育,2012(6).
[2] 趙寶鋒. 工程測(cè)量實(shí)踐教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].礦山測(cè)量,2005(3).
關(guān)鍵詞:工科 實(shí)踐教學(xué) 創(chuàng)新性 改革
中圖分類號(hào):G642;FU240 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1004-4914(2015)06-246-02
實(shí)踐教學(xué)是工科高等教育教學(xué)的重要組成部分,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和企業(yè)對(duì)員工素質(zhì)要求的提升,現(xiàn)在高素質(zhì)工程技術(shù)人才的基本特征表現(xiàn)為廣博基礎(chǔ)知識(shí),較強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力{1}。而要培養(yǎng)這樣的高素質(zhì)人才,實(shí)踐教學(xué)是必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。培養(yǎng)創(chuàng)新型工程科技人才是高等工科院校的核心任務(wù),也是高校自身發(fā)展的需要。實(shí)踐教學(xué)是工科高校十分重要的環(huán)節(jié),是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要支撐。它將科學(xué)研究、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、工程訓(xùn)練融為一體,是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力以及綜合素質(zhì)的重要平臺(tái){2}。隨著用人單位對(duì)創(chuàng)新性人才的要求不斷提高,工程教育、創(chuàng)新教育的大力開展,實(shí)踐教學(xué)的地位更加突出,大學(xué)生也認(rèn)識(shí)到自身的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力將成為今后在就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)中的決定性因素之一。因此,從學(xué)生需求和社會(huì)需求方面看,創(chuàng)新性強(qiáng)、實(shí)踐能力高是高素質(zhì)工科人才的必備條件之一。然而長(zhǎng)久以來(lái),我國(guó)的工科教育實(shí)踐環(huán)節(jié)一直是薄弱環(huán)節(jié),從屬于理論教學(xué)。特別是隨著社會(huì)的發(fā)展,目前很多企業(yè)出于經(jīng)濟(jì)、安全角度考慮,不愿意接收學(xué)生實(shí)習(xí),造成實(shí)踐環(huán)節(jié)的進(jìn)一步削弱。因此,加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)模式創(chuàng)新是目前培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重中之重。
一、目前工科實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問(wèn)題
1.對(duì)實(shí)踐教學(xué)的認(rèn)知度不足。在很多專業(yè)教師看來(lái),實(shí)踐就是專業(yè)實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí),素質(zhì)教育特別是科研素質(zhì)教育只是錦上添花的一個(gè)環(huán)節(jié),可有可無(wú)。因此,在人才培養(yǎng)方案中雖然設(shè)置了很多的實(shí)踐教學(xué),但往往從屬于理論教學(xué)。且在實(shí)踐教學(xué)中,由于實(shí)踐教師的認(rèn)知不足以及教師年輕導(dǎo)致的經(jīng)驗(yàn)不足,往往存在走過(guò)場(chǎng)的嫌疑,造成實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量不高,對(duì)學(xué)生能力和素質(zhì)的提高作用較小。
2.對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)理解有誤。同志曾經(jīng)指出:一個(gè)沒(méi)有創(chuàng)新能力的民族,難以屹立于世界先進(jìn)民族之林。同樣,一個(gè)沒(méi)有創(chuàng)新能力的工科學(xué)生,不是一個(gè)高素質(zhì)的人才。然而目前有些學(xué)校和教師對(duì)創(chuàng)新能力的認(rèn)識(shí)存在一定的誤區(qū),對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)無(wú)限拔高,認(rèn)為只有參加科研活動(dòng)、發(fā)表科研論文、申請(qǐng)專利、參加全國(guó)性的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽才叫創(chuàng)新,忽略了日常創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。須知?jiǎng)?chuàng)新不是無(wú)源之水無(wú)本之木,只有在掌握了扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技能,在前人的經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)理論的指導(dǎo)下創(chuàng)新才能少走彎路,真正地為生產(chǎn)、為社會(huì)服務(wù)。單純的、無(wú)基礎(chǔ)的為創(chuàng)新而創(chuàng)新,不可能出現(xiàn)真正的創(chuàng)新。
3.對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的忽視。專業(yè)實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)、培養(yǎng)專業(yè)能力的重要環(huán)節(jié)。但目前專業(yè)實(shí)驗(yàn)由于資金、師資、考核等諸多因素的制約,存在教學(xué)手段單一、實(shí)驗(yàn)設(shè)備配備不齊全、教師素質(zhì)不滿足實(shí)驗(yàn)要求、考核機(jī)制不健全等不足{3}。由于資金的問(wèn)題,很多普通大學(xué)使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備處于落后或?yàn)l臨淘汰的境況,或者配備臺(tái)數(shù)不滿足學(xué)生數(shù)要求,難以滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)的需要和對(duì)新技術(shù)的掌握。而很多學(xué)校的專業(yè)實(shí)驗(yàn)由理論教師兼任,或者由剛畢業(yè)的青年教師擔(dān)任,這些教師一般都是從校門到校門,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少,動(dòng)手能力不強(qiáng)。設(shè)置的實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,費(fèi)時(shí)費(fèi)力的綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)較少。
4.實(shí)踐教學(xué)的設(shè)置分散、考核不健全。目前多數(shù)學(xué)校的實(shí)踐環(huán)節(jié),除實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)是單獨(dú)考核外,其余像專業(yè)實(shí)驗(yàn)的考核一般是納入到理論教學(xué)的考核中,且一般所占比例較小。實(shí)踐教學(xué)不成體系,一般是分散于各個(gè)專業(yè)課之間,沒(méi)有形成系統(tǒng)的對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)系統(tǒng)。在實(shí)踐教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,考核的方式一般以學(xué)生的實(shí)踐表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況等作為主要評(píng)價(jià)要素,而對(duì)于學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的考評(píng)缺乏有效的方法,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)待實(shí)踐環(huán)節(jié)也存在敷衍了事的態(tài)度,不利于學(xué)生能力和素質(zhì)的提高。
二、黑龍江科技大學(xué)安全工程學(xué)院在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的嘗試