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地质测量 篇一
[关键词]煤田；水文地质；测量
中图分类号：P641 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0046-01
经济的快速发展离不开能源的支持，因此，需要对煤炭进行一个探勘，明确所能够供应的能源量。煤炭是国民经济发展的命脉，对社会经济的发展具有举足轻重的作用。所以，必须重视煤炭水文地质情况，以确保煤炭能够为我国的经济发展做出更多、更大的贡献。
一、煤田开采过程中存在的水文地质问题分析
基于如上关于煤田水文地质的简要阐述可知，加强对煤田水文地质问题的分析，利于煤田的顺利开采。笔者根据实际的工作经验以及查阅相关的文献资料，总结出如下几个煤田开采过程中存在的水文地质问题：
1、煤矿采空区积水。煤田在实际的开采过程中，往往会遇到五大灾害的严重威胁，其中水患对煤矿所造成的经济损失最大，其中煤矿采空区积水是水害威胁的一项较典型的灾害。该灾害往往会造成在煤矿积水区或者承压水威胁区一部分储量不能或者暂时不能得到开采等，严重地阻碍了煤矿开采的顺利进行。究其原因，主要在于煤矿采空区积水具有一定的静储量，一旦出现透水事故，那么水势会非常猛，且水量大，而且还伴有大量的有毒有害气体的产生，对煤矿环境造成较大的影响。
2、岩溶矿区地面塌陷。我国石灰岩的分布范围比较宽广，据统计，其面积高达200万平方千米。这些石灰岩与煤田之间的关系非常紧密，一部分构成了煤层的盖层，另外一部分构成了煤层的沉积基底，而且还要一部分夹于各个煤层之间。这些石灰岩绝大部分均富含有水分，岩溶性比较强，在煤田开采的时候常常会成为煤矿充分的一个主要源泉，而且还会成为地面的塌陷关键因子，对煤矿的安全生产造成非常大的危害。岩溶矿区地面塌陷形成的机理主要包括：（1）重力作用。主要包括盖层的自重以及外在的负荷。盖层的自重作用是造成岩溶矿区地面出现塌陷的一个最为重要的原因，主要包括如下三种情形：a.上盖层存在的风化作用，使其强度出现明显降低，而致坍塌；b. 自然降水而使得地表水渗入至地层；c. 在岩溶空间上修建建筑，使其负荷增大。（2）潜蚀及吸蚀作用。前者一般发生在存在偷税松散层覆盖的岩溶化区域，后者指的是地下水很快脱离顶部盖层之后，由于岩土颗粒与水分子之间的分子引力作用而出现的一种特殊的现象。此作用能够使得岩溶空间出现真空状态，从而形成负压，当该负压达到一定程度的时候，便会造成塌陷的出现。
3、矿区的水环境存在较为严重的问题。煤矿区在生产生活中的需水量较大，并且还涉及到井下排水问题，在处理这些问题时需要有较高的成本，如在山西开采煤矿对所需要损耗的水资源严重不成比例，每开采一顿煤就需要损耗2.48吨的水资源，在这个过程中也严重的影响到了矿区的水文地质环境。为了煤矿生产的需要，将浅层的地下水疏干，并且使得矿区的地下水位大幅度的下降，有的矿区还出现了因为采矿和长期的抽水而导致地面坍塌的情况，因此而产生更多的生态环境问题。
二、煤田防治水工作的对策和建议
1、煤田开采以安全第一，预防为主。“安全第一，预防为主”一直是煤田开采中重要的生产指标，加强以人为本综合治理，制定安全的管理措施，防止安全事故的发生。加强管理层专业知识培训，把更好的治理策略运用于实际，构建“双基”为主。在开采过程中，不能忽视水文地质条件，按正规步骤勘察水文地质情况，保证信息准确，让防治工作更完善。明确管理人员，构建管理体系，任何人员都要听从安排，建立水文地质勘察小组，培养人员的专业性，通过他们的严密勘察务必找出影响煤田水害频繁发生的原因、特点、趋势、规律及主要问题，为进一步做好煤田开采过程中预防水害安全工作提供决策的基础资料，根据资料做好预防工作，从而有效保证工作人员的安全，减少安全事故的发生。
2、加强水文地质基础工作。水文地质工作主要的范围就是有目的性对地面或井下水进行勘察，并正确使用物探或钻探等方法来严密勘察矿井的水文地质条件。提高监测技术，完善观测工作，收集准确的数据，制定一套长期策略与治水计划。若在进行煤田开采与勘察时，也要根据实际情况不断改进或更新资料。
3、加强煤矿采空区积水问题的防治。煤矿采空区积水是影响安全的一大水害因素，一旦出现煤矿采空区积水问题，会严重地影响到煤矿开采的顺利进行。解决该问题首先应通过地面物探、三维地震勘探以及瞬变电磁勘探，对该煤田采矿区域范围内所出现的采空区积水的区域。对出现积水之前各个小煤矿相关工作人员进行走访与调查，并加强与当地政府之间合作，取得小煤矿采掘资料，在采掘工程平面图上，标明积水区及其最低点的具置、积水量、水压以及积水区域大小，在确保资料真实可靠的条件之下外推150米作为探水线，然后将其外推约80米，即为探水警戒线。当施工工作面进入警戒线之后，采取物探先行，对于物探低阻出现异常的区域，那么就需要进行钻探炎症。施工工作面进入探水线全部采用钻探手段，按照相关标准要求，钻探50米，且允许掘进进尺为30米即可。然后在距离实际积水线边界处约20米的地方停止掘进，进行打钻放水，在确定放完积水以及没有透水风险之后，才能够继续进行掘进。
4、加强地面塌陷的防治。对地下水的疏导以及排泄等过程进行有效的控制，以防止出现水位的急剧升降；使用注浆以及钢梁水泥板对人工顶板进行制作，这样能够有效地加固覆盖层，且能够有效地堵塞地表水的集中下渗通道。将人工顶板安装完毕之后，可使其标高高于周边地区，为了能够防止大气降水或者出现地表水集中渗入其中。在可能产生吸蚀破坏的岩溶矿区设置若干个通气孔，并与外界大气之间相连通，在水位下降过程中，其作用主要有二：一是能够防止形成真空而产生负压，其二是能够对岩溶空腔之内的气体或者水对覆盖层的冲击力起到缓冲的作用。在一些岩溶的强径流带或者河床、小溪地带的矿区，这样能够采用铺砌防渗工程。
4、完善治水措施。根据气候条件的差异，要结合矿区水文作业开展情况，提前做好监测与预防措施，务必将隐患全部在萌芽期扼杀。水文地质专业的队伍统一协调，全方位的调查，联系近年来发生严重突水灾害的原因、水量等相关资料，吸取教训，结合实际情况建立排水、防水与疏水系统。通过这些工作，务必找出煤田水害发生的特点、原因、存在问题等，为煤田安全开采提供保障。？
三、结语
在煤田开采中水文地质条件占有重要地位，是煤炭工业必须重视的问题。因为，地质的健康稳定直接影响到煤炭业的发展。在整个发展过程中其起到一个决定性的作用。所以，首先就应该关注煤田水文地质的测量问题，因为只有进行了准确的测量才有利于后续工作的开展，才有利于地质的健康稳定。但是，目前我国在这个方面做得并不好，因为基础性工作没有得到很好的落实，就导致了投入的不足，而正是因为投入的不足也就进一步导致了研究的不彻底以及不科学，这样一来，整个地质问题就没有得到很好地解决。所有的这些最终会使得煤田的水文地质工作不能够满足煤炭业可持续发展的需要。因此，为了保证煤炭业的健康可持续就应该对煤田水文地质问题引起重视，让其适应经济发展的需要，满足煤炭业发展的要求。所以，应该对煤田水文的地质测量引起高度重视，因为这样能够很好的推动经济的发展科技的进步，也有利于生态文明建设。其意义是深远的。？在煤田开采中要注意以安全第一、预防为主。做好水文地质勘察预防工作，不仅有效的保证了煤田开采的生产安全，还加强预防水害的能力，促进了煤田产业更加持续稳步发展。
参考文献
[1] 华解明。我国煤矿区水文地质勘查与环境地质评价现状及发展趋势[J].煤田地质与勘探，2011（8）.
[2] 刘秀敏。浅析水文地质在煤矿开采中重要性的认识[J]. 科技论坛。2011（5）.
地质测量论文 篇二
关键词：地质灾害，塌方，突水，瓦斯，岩爆
1前言
国内外隧道工程的实践表明，制约隧道建设的主要因素是地质灾害及伴生的地质环境问题。尽管施工前进行了大量的地质勘察工作，但由于当前勘察技术手段和方法技术的限制，加上地质体的复杂多变，期望在施工前完全查明工程岩体的状态、特性，准确地预测隧洞施工中可能发生地质灾害的位置、性质和规模是十分困难的。因此，世界各国隧洞工程界都十分重视施工期间的超前预报工作。
施工阶段的地质灾害预测是在施工前地质预测所提供资料的基础上进行的。它直接为施工、支护和处理服务，也可称为临阵预测。施工过程中，开挖面（掌子面）前方的地质预测是实时的、动态的。科技论文，塌方。施工阶段的地质预测不但包括业已存在的地质现象（静态的），还包括了因开挖引起地质状况的演化（动态的）。因而更为复杂和困难。[1]
2 隧道施工期常见的地质灾害
（1）塌方
塌方是隧道隧洞施工中最经常出现的重大地质灾害，约占各类重大地质灾害出现机率80％以上，因此，塌方是隧道隧洞施工地质灾害防范的重点。引起隧道塌方的直接原因主要有工程地质条件、地下（表）水、支护措施、爆破扰动等。[3]
（2）突水
突水是隧道施工中仅次于塌方的最常见的地质灾害之一，特别在我国降雨量较大地区施工的隧道更为常见。造成突水最为常见的不良地质是断层(断层裂隙水)、大型溶洞和暗河(岩溶水)，煤系地层中的采空区(老窖积水)和金属、非金属矿山老积水。科技论文，塌方。隧道工程中突水必须具备的两个基本条件是：有充足的水源；水源和隧道之间有顺畅的、足够大的通道。
（3）瓦斯
一般瓦斯指的是甲烷(CH4)，又称沼气。它是一种无色、无味、无臭、无毒的气体，比重0.554，比空气轻，因此常常聚集在隧洞的顶部。科技论文，塌方。瓦斯本身并不助燃，但当与空气混合到一定程度，并遇火源的时，就能燃烧或爆炸。隧道工程遇到的瓦斯多出现在煤系地层。它在空气中达到一定的浓度，遇见明火就会发生猛烈的爆炸。施工中处理不当极易发生瓦斯爆炸事故。瓦斯的涌出可分为普通涌出和特殊涌出两种形式。
（4）岩爆
岩爆也是影响隧道施工的一种地质灾害。它本质上是岩体中积累的高弹性应变能，因地下工程的开挖，破坏了原有地应力的平衡，并在隧道隧洞两壁或拱顶某些部位产生局部应力集中，当其超过了岩石的抗剪强度时，高弹性应变能突然释放，岩体急剧破坏而产生的一种施工地质现象。
3 隧道超前地质灾害预报方法
隧道超前地质灾害预报方法可根据预报距离或探测原理分类。按照预报距离可分为长距离和短距离超前地质灾害预报两类。长距离超前地质灾害预报采用的预报方法主要有工程地质调查法、断层参数预测法和TSP等仪器探测法。短距离超前地质灾害预报又称为跟踪预报，是长距离超前地质灾害预报的深化和印证。科技论文，塌方。其主要的预报方法有掌子面编录预测法、地质雷达法等。
按照探测原理可分为直接法、间接法及其它方法。直接法有地质法和钻孔探测法。间接法亦称物探法，主要有隧道地震超前预报系统(TSP)、水平声波剖面(HSP)法、陆地声纳法、地质雷达(GPR)法和红外探水法等。其它方法有超前导坑法、断层参数预测技术和掌子面地质编录预测法等。
4 隧道施工期地质灾害的预测
隧道施工地质灾害预测预报工作既是修正和完善前期地质勘察工作成果的一种手段，又是地下工程信息化施工和新奥法施工中的一个重要环节[2]。超前预报主要是加强施工期间的地质工作，是在开挖之前，除根据开挖时揭露出来的实际地质情况，校正补充地勘时未能查到的资料外，还要根据这些成果资料，分析推断掌子面前方的地质情况，是否存在前期勘察时没有查到的不良地质体，以便预先采取措施。
4.1 隧道塌方的预测
引起塌方的主要不良地质有断层破碎带、岩溶陷落柱。断层破碎带塌方的判断和警报，主要包括断层破碎带塌方影响因素的正确分析、断层破碎带围岩级别的准确鉴定和塌方即将发生前兆的及早发现。
1、影响断层破碎带塌方的地质因素主要有：断层上下盘岩性和岩石力学性质、断层的力学性质、断层复合与复合特征、断层破碎带厚度、断层破碎带物质组成和固结程度、断层破碎带的围岩结构，断层破碎带的产状及其与隧道的空间关系、地下水、地应力影响共8个方面。
2、断层破碎带围岩级别的评定
断层塌方的监测与警报，必须在断层识别和影响断层塌方地质因素分析的基础上，落实到断层塌方判断的终极目标——即对断层破碎带围岩级别的准确评定上。
3、塌方即将发生前兆的及早发现
大规模塌方的临近前兆主要有：
(1)顶板岩石开裂，裂缝旁有岩粉喷出或洞内无故尘土飞扬；
(2)支撑拱架变形或发生声响；
(3)拱顶岩石掉块或裂缝逐渐扩大；
(4)干燥围岩突然涌水等。
发现上述征兆，立即采取紧急处理措施。科技论文，塌方。
4.2 隧道突水的预测
隧道隧洞突水的监测主要是查明地下水源体(溶洞、暗河、老窖、老崆和大型断层破碎带)的位置和地下水源体的性质，判断突水的可能性并及早发出警报。
发生突水可能性的判断与警报，主要依据临近各种水源体前兆和具体的涌水量测量来实现。
临近各种水源体前兆如下：
(1)临近断层水源体前兆
①各种临近断层的前兆
②下盘泥岩、页岩等隔水岩层明显湿化、软化或出现淋水现象。
③其他水流痕迹的出现。
(2)临近大型溶洞水体前兆
①临近各种水源体前兆出现较多的铁锈染或夹泥的裂隙。
②小溶洞出现的频率增加。
(3)临近暗河前兆
①出现大量铁锈染裂隙或小溶洞。
②大量出现的小溶洞含有河沙。
③钻孔中的涌水量剧增，且夹有泥砂或小砾石。
(4)临近老窑积水的前兆(老崆积水与其相似)
①煤壁或顶板渗出水珠，或出现煤层发潮松软。
②顶板淋水或底板涌水。
③煤层中出现暗红色水锈或渗水中挂红。
④掌子面空气变冷或发生雾气。
⑤有嘶嘶的水声。
4.3 隧道瓦斯的预报
瓦斯预报主要包括两个方面：瓦斯浓度的监测和可能的瓦斯溢出部位探测。对于瓦斯溢出部位的预报，应从瓦斯产生、储存及运移环境等进行分析， “以地质法为基础、以物探为主要手段，结合超前钻探和瓦斯浓度监测相结合的综合方法”进行瓦斯地质预报。
(1)地质法是最基本、最简单、最直接的预报方法，主要包括地表及洞内地质调查、瓦斯整体地质分析预测法、隧道开挖掌子面地质素描和钻孔、钻孔探测法等。
(2)物探方法很多，如地震法、TSP系统、HSP声波反射法、电磁波反射法、电法等，它们各有其适用条件和优、缺点。根据隧道的地质条件，文献[3]确定“以地质法为基础、以HSP声波反射法为主要手段，结合超前钻探和瓦斯浓度监测相结合的综合方法”实施该隧道瓦斯地质预报，其措施：①采用地质素描和超前钻孔实施掌子面瓦斯观测；②采用HSP声波反射实施掌子面前方的断层、破碎带预报；③选用专用的瓦斯检测仪监测瓦斯浓度。
4.4 隧道岩爆的预测预报
在工程实践中，岩爆的预测，一般在工程勘测阶段进行，但岩爆的预报，则是在预测的基础上要求进一步提供岩爆发生的地点、量级和时间的准确信息，以保证工程的安全和经济。岩爆的预测带有定性分析，而岩爆的预报则是定量分析，这两者是各自独立而又相互关联的不同的工作阶段。在岩爆预测阶段，最重要的是建立岩爆的判别准则，目前有以下几种方法：
(1)地质力学宏观分析法
利用地质力学原理、分析区域构造发展史，推断岩体中近代构造应力场，再结合少量岩体应力量测结果，综合判断初始应力场最大主应力方向和量级，以此预报岩爆的可能性。
(2)岩石强度与应力对比法
岩爆是围岩应力超过岩体强度而发生的一种脆性破坏现象，因此，可以用强度应力比来估计发生岩爆的可能性。
针对不同的岩爆现象，不同学者分别提出了不同的理论和预测方法，如强度理论、刚度理论、能量理论、失稳理论、断裂损伤理论、扩容理论、突变理论、分叉理论、表面失稳理论等，以及数值分析方法、模糊数学综合评判方法、分形几何方法、声发射法、地震法、位移测试法等。尽管理论很多，提出了各种各样的岩爆判据，但由于岩体本身的复杂性和各种环境因素的影响，使得岩爆的预测难以满足设计需要，探讨一种新的有效的预测方法是很有必要的。[3]
5 小结
隧道超前地质灾害预报是隧道施工中十分重要的一个环节。有效的隧道超前地质灾害预报将保证施工安全。尽管隧道施工超前预报已引起国内外隧洞工程界的重视，也做了许多卓有成效的工作，但到目前为止还没有一套系统的普遍适用的方法，国内外隧道工程的重大地质灾害仍时有发生。因此，准确预报开挖前方的地质条件是隧道建设者们的迫切要求，二十世纪八十年代以来世界各国都把这类问题列为重点研究课题。科技论文，塌方。但是隧洞施工超前预报又是一项复杂而艰难的任务，尚需在工程实践中不断创新、优化、总结、完善和提高，要真正搞好隧洞施工超前预报任重道远。
参考文献
[1]何峰。三峡引水工程秦巴段深埋长隧洞开挖地质灾害研究[D].中国地质科学院博士论文。2005
[2]何发亮，李苍松．隧道施工期地质超前预报技术的发展[J].现代隧道技术。2001，38(3)
[3]谭竣。孙家寨隧道瓦斯地质超前与预报防治措施[J].路基工程，2007,(3)
地质测量 篇三
1.1地质灾害。地质灾害就是人们在进行活动或者工作时，对当地的地质环境造成破环作用或者对自然地质的破坏，例如工程建造以及工业发电等活动，这些因素造成的地质灾害会直接或者间接的对人类的安全造成危害。例如火山的爆发、土地沙化、煤层自燃、崩塌和泥石流等地质灾害，对社会和人类的生命安全都会造成危害。
1.2地质灾害的防治。随着我国社会经济的飞速发展，造成的地质灾害时常发生，所以为了减少地质灾害的发生，防治工作就越来越重要。地质灾害的防治工作要实行防和治相结合的模式，事前预防为主，结合后期治理，从而实现保护自然生态以及人类生命安全的目的。
二、地质灾害监测中测量技术的应用
2.1GIS在地质灾害监测中的应用。GIS技术就是常说的地理信息系统，是由地理科学、空间技术以及测绘科学与计算机技术相结合的综合学科，是用来采集和存储以及后期的管理分析和描述地球的表面或者某个部位空间和地理的有关数据的空间系统。它的特点就是具有空间性，时间性和专题性的特征。其主要的功能就是对空间数据的分析，预测预报以及做出辅助决策等。地理数据库包括专题数据库、声音库、文件库、图像库以及地图数据库，该技术的重点就是支持空间的数据分析和辅助决策，以及地理数据库模拟库和知识库。在地质灾害中应用GIS成功的解决对大量数据的记录和计算等难题，同时实现了空间和属性数据的输入矢量化，编辑和建库，利用数据库成功的实现了对大量数据的管理，对数据多层次的大范围检索、地质符号绘制、图幅间的衔接处理以及符号大小和位置选择等方面技术难题。利用系统中的功能实现编绘比例尺不同的专题图件，比例尺更小的基础地质信息库，和空间的分析定点。
2.2GPS在地质灾害监测中的应用。GPS定位技术就是利用接受来自卫星的信号测距进行定位的技术，这种定位技术的特点是观测的时间短，并可连续的进行动态的观测，采用的是静态相对的定位技术，不需要观测站之间的通视，定位的精度高，可高达毫米级别。由于检测站点之间不需要通视，极大的减少了工作难度和工作量。在实际的使用过程中，利用现代化的无线通讯技术就能把观测到的数据传到数据处理中心，从而轻松的实现远程的检测。目前GPS定位技术已经在滑坡，地裂缝和地震等地质灾害的监测工作中广泛的被应用。同时GPS定位技术还能在同一时间测定点的三维立体坐标数据，具有不需通视、自动化、全天候同时不需要进行高程转换等优点。GPS定位技术在工程测量中已经得到了肯定以及在广泛的被使用，其精确度也已经到达了0.1～1ppm甚至更高的级别。
三、灾害防治中的测绘技术的绘测内容
3.1详勘阶段的测绘详勘阶段的绘测主要就是对致灾体进行测算，其中包括对水源的测量和物源的测量。水源的测量内容主要是对该地区的流域和泥石流域的堰塘、水库、天然堆石坝等地表的水位和流量以及坝体的稳定性、堤坝渗漏水量和病害情况进行测算；物源的测算主要是包括观察裂缝的宽度测算和对形成区的松散土层的堆积分布和体积的测算。
3.2施工图设计阶段的测绘监控方法的选择和监控要素的实施都要针对不同的地质灾害的类型和具体的灾害情况进行设定，根据监测技术的要求设计最优化的实施方案，建立监测网点的空间布置模式。
3.3施工阶段的测绘对施工阶段的绘测工作要充分的把施工的特点，当地的灾害情况以及施工方案考虑进去，针对具体情况建立合适的施工控制网，并作为定线放样的基础。然后根据实际的施工需求选则合适的放样方法，将图纸中德设计方案直接的转入实地。在地质灾害的防治工作中，一般来说都有土方工程，需要对土方进行计算，高程放样，在施工的最后还要进行工程验收的绘测工作。
四、应用实例
4.1某矿山变形监测概况。对某矿山在河北省邯郸市峰峰，其交通极其便利，原始的地形地貌属于丘陵地，但是目前该地区的地貌已经被破坏，现场地平整。
4.2矿区周边环境。此矿区周边条件复杂，被众多丘陵环绕，一公里外有一村庄，约有200户人家。
4.3监测目的。通过对此矿区和周围环境的变形监测，分析反馈的信息数据，有效的发现矿区周边以及村庄的安全隐患，把现场监测到的数据和预警值进行对比，通过对比分析针对实际的情况及时的采取相应的措施，实现对矿区周边以及村庄的安全隐患的消除以及保护。对道路和地下管道的检测，防治施工过程中的损害，为矿区的正常继续开采提供数据依据。
4.4监测内容及项目。
4.4.1监测内容。监测的内容包括：地下水状况，矿区底部及周边，土体周边重要的道路，支护结构，周边村庄，周边管线及设施，以及其他应监测的对象。
4.4.2监测项目。需要监测的项目包括：土体的深层水平位移监测，锚杆内力监测，土钉拉力监测，周边建筑物的倾斜监测，地下水位监测，周边地表的沉降监测，矿井支护结构，邻近建筑物的水平位移，邻近建筑物的沉降等监测。
4.5监测点的保护。在检测点的附近树立较为明显，容易观察到的标志，注明“监测点，注意保护”，用来告知矿区开采方对监测点的保护，对容易在开采的过程中遭到破坏的监测点进行有必要的强调。要成立巡查小组，对监测点周边进行巡查工作，提醒周边路人对监测点的保护，及时的发现被破坏的监测点并立即对其进行修复。
4.6监测方法。监测的方法有很多，如煤矿井底的支护结构垂直与水平位移监测，地下水位的监测，地表裂缝的观测，周边地表垂直位移监测，土体的深层水平位移监测，周边建筑倾斜监测等。
4.7监测数据处理与信息反馈。对监测资料的处理要迅速及时，如果数据出现异常要立即通知相关的部门，并通过分析采取对应的措施。在对原始的数据进行严格的审查后进行计算分析，在监测工作完成后及时的编写监测报告。
五、结论
地质测量论文 篇四
1687年：牛顿引力
艾萨克・牛顿出版的《自然哲学的数学方法》一书中对引力进行了全面描述。这为天文学家预测行星的运动提供了精确手段，但它并非没有瑕疵――无法精确地计算水星的轨道。所有行星的轨道运动，在公转的近日轨道上受到其他行星引力的拖行而产生微动，而水星的轨道问题在于其进动量与牛顿理论预测不一致，计算上这仅是一个很小的差异，但对于天文学家来说已经足够大到能够感知到它的存在了。
1895年：火星行星
为了解释水星这一星体的古怪行为，法国天文学家奥本・勒维耶建议选择一个看不见的行星――火星，其运行轨道接近太阳。他认为来自火星的引力会影响水星的运行轨道。但是，通过反复观察，没有发现火星影响的迹象。
1905年：狭义相对论
爱因斯坦的狭义相对论震惊了整个物理学界。此后，他开始将引力引入到他的方程中，这导致了他的下一个突破。
1907年：爱因斯坦预言引力红移
受广义相对论发展过程中的思想影响，爱因斯坦第一次提出了引力红移理论。所谓引力红移指的是在强磁场中原子激发出的光逃脱引力时，光的波长会变长。变长的波使光子移动到了电磁光谱的红外端。
1915年：广义相对论
爱因斯坦发表了广义相对论，首次取得的巨大成功是精确预测了水星的轨道，包括其以前难以理解的进动。该理论还预言了黑洞和引力波的存在，虽然爱因斯坦本人也很难理解它们。
1917年：爱因斯坦的受激辐射理论
1917年，爱因斯坦在发表的关于辐射量子理论的论文中表明，受激辐射是可能发生的。他提出激发原子可以通过光子的自发辐射过程释放能量，从而返回到较低能量状态。
在受激辐射中，入射光子与激发原子相互作用，使它移动到一个较低的能量状态，释放与入射光子方向、相位及频率均相同的光子。这一过程对于激光的发展来说是可行的（光通过受激辐射发射放大）。
1918年：参考系拖拽预测
奥地利物理学家约瑟夫伦泽和汉斯・蒂林认为，一种处于转动状态的质量会对其周围的时空产生拖拽的现象，这种现象也被称作惯性系拖拽。
1919年：首次发现引力透镜
引力透镜效应是光线经过大质量物体周围时产生的弯曲，例如一个黑洞，允许人们看到处于它背后的物体。在1919年5月日全食时，科学家观察到太阳附近的恒星轻微错位，这表明光弯曲是由太阳的较大质量所引起的。
1925年：首次引力红移的测量
美国天文学家沃尔特・亚当斯观察了大质量恒星表面发出的光，并检测到红移，验证了爱因斯坦的预言。
1937年：星系团引力透镜预测
瑞士天文学家弗里兹・扎维奇提出，整个星系团可以看作一个引力透镜。
1959年：引力红移的验证
美国的庞德和雷布卡测量了哈佛大学杰弗逊物理实验室的塔顶和塔底的两个辐射源的相对红移，确切地验证了引力红移的存在。通过这个试验，他们精确测定了光从塔顶传输到塔底过程中能量的微小变化。
1960年：受激辐射的激光发明
加利福尼亚州休斯研究实验室的物理学家西奥多・梅曼，制造出了世界上第一台激光器。
20世纪60年代：黑洞的首个证据
20世纪60年代是广义相对论复兴的开始，此时才发现银河系是一个中心存在黑洞的星系，该星系被黑洞的巨大引力所吸引。目前证实在所有大型星系中心都存在着质量较大的黑洞，当然也有一些质量较小的黑洞在星际间漫游。
1966年：首次观察到引力时间延迟
美国天体物理学家欧文・夏皮罗认为，如果广义相对论成立的话，那么无线电波会受太阳的引力作用而减缓，从而出现时间延迟，因为信号在太阳系周围受到了反弹。
在1966―1967年，科研人员检测到从金星表面反射的雷达波束，并且测量了信号返回地球的时间。测量的延时结果有力地证实了爱因斯坦理论。
目前，研究人员将时间延迟应用在宇宙领域，通过观测在引力透镜图像间闪烁光的时间差来测量宇宙的膨胀。
1969年：引力波的误检
美国物理学家约瑟夫・韦伯的性格颇为叛逆，他声称自己第一个通过实验检测到引力波的存在，但他的实验结果永远没法重复。
1974年：引力波的间接证据
天体物理学家约瑟夫・泰勒和拉塞尔・赫尔斯发现了一种新型脉冲星：一个二进制脉冲星。脉冲星轨道衰减的测量显示它们失去的能量与广义相对论预测的数据一致。这一发现使他们获得了1993年诺贝尔物理学奖。
1979年：星系引力透镜的首次观测
观察者丹尼斯・沃尔什、鲍勃・卡斯韦尔和雷威曼观测到了2个相同的准恒星天体（或“类星体”），而它原来是2个独立图像的一个类星体，这样首个河外星系引力透镜被发现了。20世纪80年代以来，引力透镜效应已成为宇宙中强大的探测器。
1979年：激光干涉引力波天文台（LIGO）获得资助
美国国家科学基金会资助建设激光干涉引力波天文台（LIGO）。
1987年：虚惊一场的引力波误报
误报源自美国马里兰大学约瑟夫・韦伯的直接探测，他设计出一种天线来检测引力波，这种天线是一根圆柱形铝棒，如果有引力波垂直扫过来，就会激发铝棒振动。这种振动虽然很微弱，但是它可以通过该棒中间附加的压电应变转换器变换为电信号而被检测到。他声称通过天线接收到了来自超新星SN 1987A的信号，但此后证明是错误的。
1994年：LIGO开始动工建设
经过漫长的过程，LIGO终于在汉福德、华盛顿和路易斯安那州开工建设。
2002年：LIGO开始第一次搜索引力波。
2002年8月，LIGO开始搜索引力波存在的证据。
2004年：参考系拖拽探测
美国国家航空航天局发射引力探测器B来测量地球周围的时空曲率。探测器上装有陀螺仪，通过对陀螺仪自旋方向的探测，可以测量时空在地球的存在下是如何发生弯曲的，并进一步测量地球的自转是如何“拖拽”周围的时空随之一起运动的。
数据分析显示，引力探测器B上的陀螺仪按一定速度进动，这正好符合爱因斯坦的广义相对论。
2005年：LIGO搜寻结束
经过5年的搜索，LIGO的第一阶段以未探测到引力波结束。此后传感器经过临时改装以提高灵敏度，被称之为增强LIGO。
2009年：增强的LIGO
升级版的增强LIGO开始对引力波进行新的搜寻。
2010：增强LIGO搜寻结束
增强LIGO未能检测到引力波。此后经过一个关键的升级，全新的高级LIGO准备开始工作。
2014年：高级LIGO升级完成
全新的高级LIGO完成安装及测试，并且准备开始新的搜索。
2015年：第3次引力波误报
美国哈佛史密松天体物理中心宣称他们在宇宙微波背景辐射中发现了B模式极化信号。他们指出，这可能是原初引力波留下的印迹，为宇宙早期的暴胀提供了首个直接的证据。然而，这一结果遭遇诸多质疑。此后，他们在论文中承认，无法排除观测到的信号源来自银河系中尘埃干扰（而非原初引力波）的可能性。
2015年：LIGO再次升级
先进的LIGO开始引力波的又一轮搜索，其探测灵敏度是原始LIGO的4倍。在2015年9月，检测到可能是由2个黑洞相互碰撞发出的信号。
地质测量论文 篇五
关键词：水利水电 工程地质 技术审查 勘察质量 基本原则
近年来，水利水电工程勘测设计报告一次通过阶段性技术审查的很少，一般都要补充修改报告，二次报审甚至三次报审才能勉强通过。为什么会出现如此多的重复性工作？最直接的解释是勘测设计产品的质量不能满足要求。我院是水利水电工程建设项目勘测设计技术把关的主要机构之一，主要任务就是工程技术审查，凡是国家投资（部分或全部）的水利水电工程项目，不能通过我院的技术审查，就不能上报立项上马兴建。
影响勘测设计产品质量的因素可以列出许多，政治的、经济的、社会的、人文的、专业技术的等等，我们只讨论纯技术性的。笔者在本文中浅议关于某些工程勘察产品质量问题之后，主要还是从工程技术审查的角度，就我们所审查过的具有一定代表性的工程技术问题的把握原则，就工程地质专业（其他专业不议）而言作些浅显分析，希望对从事水利水电工程地质勘察的朋友们有些帮助。从不同角度对某些技术问题开展讨论，或许是有益处的。
1 关于工程地质勘察产品质量的理解
物理产品是大家十分熟悉的看得见摸得着的物质所组成的有体型轮廓的物理实体，例如大楼、大坝、桥梁、汽车、飞机以及日常生活用品中的书桌饭碗等等。物理产品的质量，可以用明确的质量特性来描述：a）功能性；b）可信性；c）安全性；d）适应性；e）可实施性；f）经济性；g）时间性。
逻辑产品也是大家所熟悉的，例如勘测设计产品、文化产品、软件产品等等。逻辑产品的质量与物理产品的质量有较大区别，可能不太适宜采用关于物理产品的质量评价体系进行界定。因为，勘测设计报告图纸这样的逻辑产品，是生产出大坝这样的物理产品的前奏，因此又被称为工程建设的“前期工作”；而大坝这样的物理产品的质量特性必须是物理产品生产出来之后才能检验。问题的根本还在于，怎样用逻辑产品的质量特性来有效地控制其将产生的物理产品的质量特性？显然，我们已经越搅越糊涂了！20世纪90年代后期，水利水电工程勘测设计系统曾经组织参照物理产品的质量评价体系搞过一阵质量特性评定实施细则的推广应用工作，好像后来也没有什么实质性的勘测设计产品质量的起色。
关于建设工程和工程勘测设计的质量控制，国家建设部和各行业均了若干法规性文件（《工程勘察企业质量管理体系标准》、《勘察设计质量管理标准》、《建设工程质量管理规定》、《建筑工程质量监督管理实施办法》、《建设工程质量管理条例》、《水利水电工程设计文件质量特性和质量评定实施细则》、《ISO900X》等）和标准（各类《规程》、《规范》、《强制性条文》等），还有质量管理和控制的专门机构，质量体系认证中心、质量技术监督局（站、所、中心等）、资质认证等。从20世纪80年代开始的“全面质量管理（TQC、QC小组）”，到20世纪90年代的轰轰烈烈的“贯标”运动，21世纪开始的“强制性条文宣讲”、“资质认证”、“质量认证”等运动，甚至不惜采用高科技的“工程勘测设计信息管理系统”等等，措施可谓全面，但却永远也不可能不出现工程质量问题，就像法律再严格但永远不可能不出现犯罪问题一样。
可见，关于勘测设计产品的质量问题，我们除了许多措施手段之外，也许还要从更为全面更为人性化的方面去考虑，就像国家强大了经济发展了但还需要加强哲学社会科学研究一样，勘测设计产品的质量问题，或许也该去寻找新的出路了。
2 工程地质勘察产品常见的质量问题
根据笔者的理解，工程勘察产品质量的优劣主要应该表现在：基础资料、分析论证、专业结论和成果表述四个方面。之所以技术审查通过率低，自然与勘察产品质量有关。体现质量优劣的这四个方面是紧密相关的，任何一个方面的放松，都将影响到产品的整体质量。
2.1 基础资料
基础资料的获取一般有两条途径：收集和实测。我们只要随意翻开任何一本专业教科书，都可以见到关于如何获取基础资料的详尽阐述。
2.1.1收集类资料
一般说来，工程区的区域地质资料，基本地质环境条件，一方面可以从一些公开出版发行的图书、教科书、地质图、专著、专业性期刊杂志上获取，最权威的是全国各省区都有的《区域地质志》；另一方面可能是前人留下的、他人提供的，或其他行业为其他工程已经提交的勘察报告、工程介绍等等，尽可能收集为我所用。
我们在工程审查中感到，此类通过收集就可以获取的基础资料，在工程地质勘察报告中却往往大有欠缺，主要表现在引用资料不能做到合理取舍为我所用，对正在勘察中的工程针对性不强，不能明确地给读者一个清晰的工程区地质环境的概念，也不能正确地应用这些已有资料为自己工程添砖加瓦。当然这还是属于不足之处的小问题，只要认真对待即可解决。
2.1.2 实测类资料
针对正在勘察的工程的实测类资料是必须的也是最可靠的。此类资料包括勘探类（钻探、硐探、坑槽探、物探等）、地质测绘类（地质填图、实测剖面、地质描述、洞穴测试等）、测试类（岩土体室内外各种试验测试、渗透测试及长期观测、地质体变形位移监测等）以及由这些实测资料经过分析整理后的归类资料。
实测类资料最怕做假。尽管个别造假资料并未对工程带来灾难性后果，但其性质是十分恶劣的，后果也是最可怕的。实测类资料要尽可能避免以偏概全，例如某岩溶工程区经调查某一高程有泉水出露，但就以此当成该区岩溶地下水位，是不可靠的。
实测资料的分析整理是较为复杂的课题之一。经分析整理后的资料，需要提出工程区各类岩土体物理力学参数的地质建议值。这个地质建议值的技术含量最高，是建立在可靠的测试资料、类比资料和地质师的经验之上的，也是地质师对工程区地质环境的理解、对所在工程建筑物受力条件和运行条件的理解、对工程总体把握的程度等等方面的反映。从这里也可以看出，地质参数与地质师的专业素质关系重大，从而导致了人为因素的存在。学术界研究了许多地质参数的取值方法和理论，试图消除人为因素。我们搞工程，数学力学计算分析是必不可少的，然而某些方面仍然是经验性半经验性决策，这就是人为因素。当采用了所谓的理论方法消除了人为因素之后，不知道是科学的还是非科学的！请不要忘记时代强调的是“人的因素第一”。
实测类资料中对工程稳定（边坡、坝基、洞室等）有重要影响的地质缺陷体、结构面、洞穴区、渗漏区等条件的查明，边界条件的确定，技术要求较高，需要认真对待，重大问题还应考虑专门性勘察研究。此类问题对于重大工程一般不会遗漏，非重大工程出问题的较多。
2.2 分析论证
在充分获取基础资料的基础上，结合工程实际进行分析论证，这是体现地质师的技术水平和学术思想的升华过程。我们的许多勘察报告所欠缺的正是分析论证这一环节，因此地质师们往往又被学院派人士白眼为理论素养不足的地质匠。当然，经验丰富的地质师对学者们的讽刺也是有说法的，因为学者们时而也在工程实际面前大跌眼镜。
其实，就搞工程而言，最实用最能解决工程实际问题的理论就是最好的理论；深入浅出摆事实讲道理式的文字说明就是最有说服力的分析论证报告！那些让人看不懂的与工程实际相去甚远的所谓的理论性很强的杰作，请学者们慢慢研究去。地质师们需要做的其实也很简单，就是用我们已经掌握了的经过实践检验的正确理论和方法，去分析回答工程中的实际问题，在工程勘察报告中讲出道理，作出评价，这就是理论与实践相结合的最好体现。当然，在分析论证充分说理的过程中，地质师的丰富经验与创新思想相结合，碰撞出超级火花，就可以申请工程院院士了。
我们所常见的工程地质勘察报告，在分析论证方面略显不足的主要表现在少有或没有分析说理的过程；有时应用的分析方法和理论不符合当前研究的工程实际问题；所选取的类比工程与当前工程有本质性差异；对设计意图吃不透因而地质评价的针对性不强；对基本资料研究不透因而对问题的分析不能深入；缺相关专业的知识而导致对问题的研究抓不住实质；对规范的理解存在唯书论；等等。
2.3 专业结论
工程地质结论应该包括：确定性结论、推测性结论、可能性结论和暂时无法作出的结论。根据所掌握的资料和对工程的把握，通过认真的理性的分析论证，准确地给出地质专业性结论，这是地质师的基本任务。当能够明确地得出确定性结论时，一定不要拖泥带水留下尾巴影响工程技术决策或误导后续勘测设计工作；而对于基础资料不足分析论证不充分暂时作不出明确性结论的，就一定不要勉强作出结论，但必须提出建设性的解决方案；对于推测性和可能性结论，则应留有余地并提出继续开展相应工作的建议。
地质报告中关于专业结论方面存在的问题主要有：某些问题没有结论，例如摆了许多水库区的地层岩性条件之后，并不回答水库渗漏与否这样的实质性问题；某些问题超权限作结论，例如库区矿产问题，只能由地矿部门来回答且必须出具确认性文件；某些问题结论错误，例如某一类软弱夹层对某一类工程的稳定问题并不起控制作用，但却被作为主要问题来研究；还有一些不属于地质专业的表态性结论，例如坝址选择，我们只能从地质专业的角度实事求是地分析论证工程地质条件的优劣就完成任务了，并不需要我们这个专业去进行什么施工方便经济合理这样的综合性比较。这就相当于侦察兵和情报部门的任务是搞清敌情为战略决策服务但并不负责战略决策一样。当然有时地质专业在工程决策中可以起到决定性的作用，那也是多专业全面比较综合评价的结果；只有当地质环境恶劣到根本不宜兴建工程，或兴建工程代价太大甚至可能诱发严重地质灾害时，地质专业就可以起到一票否定的作用。
2.4 成果表述
工程地质勘察成果以勘察报告和图件的形式提交。报告和图纸主要是逻辑性质的产品，这些逻辑产品的形成，是一个复杂的思维过程。一本勘察报告，你完全可以从字里行间去读出报告编写者的工作态度、业务水平、学术思想和工作能力；你更可以体验那些报告的校核人、技术把关的总工程师们的工作态度。你也可以从一张普通的工程地质图去感悟制图者的专业境界。工程地质勘察报告主要由前述的基础资料、分析论证和专业结论三大部分内容组成，其中存在的技术质量问题前面业已阐述，下面我们主要集中于报告编写方面的讨论。
2.4.1 工程地质勘察报告
水利水电工程地质勘察报告，与工民建系列的岩土工程勘察报告有本质区别，完全不能相提并论。岩土工程勘察报告较为规范化标准化，甚至已有软件帮你写报告，你只需要填写一些基本数据就可以了。水利水电工程地质勘察报告没有标准的编写格式，只有大致轮廓的章节顺序。因为不同工程区条件和问题差异太大，分析论证的过程需要根据工程的复杂程度安排大量文字章节，辅以若干插图插表，以及分析计算成果等等。
勘察报告编写质量主要表现在章节安排、逻辑顺序、文字质量、插图插表，最后是编辑打印等等方面。工程勘察花去了大量人力物力时间财力，成本较高，最终成果就是提交的勘察报告，因此在报告的编写方面下功夫不够差错较多是很不值得的。
2.4.2 工程地质图
工程界勘察已实现了计算机制图。图形看上去很美观漂亮，但有时却往往经不起专业推敲，甚至存在一些制图常识性错误。例如图纸上的图形在图例中找不到，给本来就令人头痛的地质图带来识图困难；而图纸上没有的却在图例中出现了，这种情况在手工制图中决不会出现，因为多画一个图例就多花一分功夫，而用计算机制图时就被一个简单的拷贝命令立即成批地实现了。图件方面表现出的质量问题，一般还不是专业技术方面的，主要是制图者、校核人审批人工作态度的反映。
3 阶段性工程技术审查不能一次性通过的技术原因
近年来有相当比例的水利工程勘测设计报告不能一次性通过技术审查，在工程地质专业中纯粹属于技术原因的有两大类：第一类属于实测类资料差得太多，必须按需要布置地质勘探试验等外业工作予以获取。第二类属于基本资料尚可，但分析论证不力，结论有误；或尚差缺部分外业资料但并不影响到本阶段的技术设计方案的变更或重大修改，可以放到下阶段去补充勘察，但本阶段需要补充内业工作，修改勘察报告达到阶段性要求。第一类问题影响较大，补充外业勘探试验工作也会受到许多客观条件的限制，周期较长，有可能还会失去当前项目立项时机，因此应尽量避免。
最近我们审查过一个水利枢纽工程（初步设计阶段），230余米高的双曲拱坝。按规范要求，两岸30m～50m高程应有一层勘探平硐控制，但此工程两岸仅仅只有一至二层勘探平硐，且还不全在坝肩位置上，对于影响到大坝抗滑稳定的地质结构面的空间方位和性状等问题根本不能有效控制，现场岩体力学试验只有两组，完全不能满足高坝工程分析研究对基本资料的要求，属于勘探工作量严重不足且地质条件对工程设计方案有重大影响，设计方案没有可靠地质基础资料的支撑，重大技术问题不清楚不落实，技术审查当然不能通过，并且需要补充大量地质勘察试验工作。
大家知道，拱坝由于受力条件的特殊性，因而对坝基（肩）地质条件的要求是所有坝型中最为严格最为苛刻的。坝基岩体结构面的空间方位、性状、物理力学性质，对大坝抗滑稳定和变形控制都具有至关重要的影响。任何分析研究推测判断，没有可靠的勘探资料予以确认，是不能作为设计依据的，特别对于重要工程的关键部位更是如此。规范规定30m～50m高程就要有一层人可以进去详细地进行地质测绘、试验、结构面统计等等地质工作的勘探平硐，也是从众多工程实践中归纳和提炼出来的，属于必须遵照执行的硬性规定。上面这个工程实例比较典型，勘察工作出现了较大反复，在此列举希望引以为戒。
当然，某些特殊问题也有留到施工期去补充勘察的。例如某工程为当地材料坝，河床坝基存在5m～12m厚第四系冲积砂砾石覆盖层，初步设计阶段的工程地质勘察应该对此覆盖层进行详细勘察，覆盖层的颗粒级配、密实程度、液化性质、变形特征、承载能力等均应作出评价，以便对覆盖层作出保留还是开挖的设计决策。但是往往许多工程在前期工作中由于种种原因，达不到作出保留与开挖的准确评价，这时可以考虑留到施工期继续研究，但在前期工作阶段宜按覆盖层全部开挖考虑，施工期可以通过补充工作后考虑全部开挖、部分开挖或全部保留的决择。
4 争取阶段性工程技术审查一次性通过的基本原则
阶段性工程技术审查不能一次通过，不一定是地质专业的原因。本文不涉及其他原因和其他专业的问题，只议工程地质专业争取一次性通过技术审查的基本原则。其实，前述第3节的工程举例中，已经表明了工程地质专业技术审查通过与不通过的基本尺度，这里我们来归纳出几条，以便大家来共同把握。
（1）勘探工作量应基本达到规范要求。特别是对于混凝土高坝类坝型，其对地质条件的要求远高于当地材料坝坝型，勘探和试验工作量至少应达到或接近规范规定的最低要求，不能像前节中列举的拱坝实例那样相差太远。
（2）对于本阶段稍微欠缺一些勘探试验工作的，地质应建议按最差条件考虑工程处理措施，这就是暂时不能作出确定性结论的，以工程量“包得住，留有余地”的方式去处理；各类地质建议参数在初期勘察阶段也应按“包得住，留有余地”的原则考虑。如此处理后，可以考虑将欠缺工作量留至下阶段补充，地质参数和设计方案也可以待下阶段进一步优化。
（3）本阶段的基本地质结论可以在下阶段的深入勘察中进一步充实和论证，但至少对重大工程地质问题应有一个基本把握，在勘测设计初期阶段就不应被遗漏。例如在项目建议书阶段水库不存在渗漏问题，可研阶段发现存在重大渗漏问题，这是不能允许的；又如可研阶段选定坝址初定坝型，不能在初设阶段由于地质原因将坝址和坝型都重来；再如需要进行工程处理的地质缺陷，在项目建议书和可研阶段即需要打足处理工程量，不能随着勘测设计阶段的深入由于地质原因导致处理工程量的大幅度增加。
（4）基础资料不能有假，本阶段提交的工程地质勘察报告的质量基本满足本文前述的阶段性质量要求；各类地质图件其全，质量符合技术要求。
把握好以上这四条基本原则，对于工程地质专业来说，一次性通过阶段性技术审查就没有问题。当然，这主要是针对大型枢纽工程而提出的，其他类型的工程可参照考虑，注意理解“原则性与灵活性的准确把握”。
5 结束语
工程勘察产品是逻辑产品，其质量特性不同于物理产品。此逻辑产品的质量实际上也就代表了整个工程勘察阶段的工作质量。水利水电工程地质勘察的阶段性技术要求，现行规范有明确规定，满足了规范的技术要求，也就满足了勘察产品的质量要求（如果没有其他更为权威的质量标准，现行规范就是老大）。
地质测量论文 篇六
30余年悬案告破，中微子研究获诺奖
2002年诺贝尔物理学奖授予了两项天文课题，共三位科学家，其中有美国的化学物理学家戴维斯（R，Davis）和日本粒子物理学家小柴昌俊，他们的获奖课题是太阳中微子探测。
2002年真是太阳中微子研究的丰收之年。2002年，在加拿大安大略湖畔的萨德伯里中微子天文台（The Sudbury Neutrino Observatory，SNO），由国际上17个单位、179位科学家共同协作，终于破解了困扰科学界30余年的太阳中微子失踪悬案。2002年，美国《科学》杂志年终评选当年10大科技成果的第3项是“太阳中微子失踪之谜被揭示”，而2001年的10大科技成果为“SNO的太阳中微子探测新技术”，恰巧也是第3项。
然而，获2002年诺贝尔物理学奖的不是参与SNO破解悬案的179位科学家中的任何一位，而是当初太阳中微子探测的开拓者戴维斯和小柴昌俊。获奖时，戴维斯已88岁高龄，而且身患老年痴呆症，只能由他的家人代替他走上斯德哥尔摩的诺贝尔奖领奖台；而小柴昌俊获奖时也已76岁了。2006，年5月31日戴维斯离开了人世。
中微子难觅踪迹
中微子的概念是瑞士籍奥地利物理学家泡利在1930年提出来的，而它的名字则是另一位意大利物理学家费米（E.Fermi）为它取的。中微子概念的提出源自理论上的需要，即为了挽救能量和动量守恒定律。在当时反复进行的物质粒子衰变的实验过程中，科研人员检测出在衰变前后存在质量亏损。亏损的原因可以用质量转化为电子的动能来解释。可是，计算的结果却让人大惑不解，电子的动能怎么也达不到质量亏损的程度，总有一部分丢失的质量或能量下落不明。于是泡利提出，这丢失的能量可能被一种未能检测到的神秘粒子带走了。1932年英国物理学家查德威克，（J.Chadwick）发现中子之后，费米为之取名“中微子”（Neutrino）。中微子不带电荷，质量非常轻，甚至认为其静止质量为0，与其它物质的相互作用极为微弱，穿透力极强，以近乎光速的飞行速度穿过它遇到的一切物体。这些理论上的认识乃至于中微子是否真实存在，都有待于实验或观测证实。
1956年，美国物理学家莱尼斯（F.Reines）等人在实验室中探测到中微子的真实存在，并因此获得了1995年度诺贝尔物理学奖；1962年，美国，物理学家列德曼（L.Lederman）和斯坦伯格（J.Steinberger）用加速器进行中微子实验，他们以13.5米厚的堆在退役军舰上的钢板作靶，观察到中微子穿过的踪迹，据此分享了1988年的诺贝尔物理学奖；1963年，美国布鲁克海文同步加速器探测到存在两种性质不同的中微子：电子中微子和“中微子；1989年，位于日内瓦的欧洲核物理研究中心，组织了372位各国科学家开展合作研究，确定出中微子有且只有3个品种：电子中微子、u辛微子和τ中微子；1998年7月，美国的费米加速器实验室捕捉到τ中微子的踪迹。
当代标准基本粒子模型认为，组成宇宙万物的基本粒子一共只有12种：上、下、顶、底、奇、粲6种夸克，电子、u子、τ子及相应的中微子6种轻子。中微子占基本粒子种数的四分之一。荷兰物理学家霍夫特和威尔特曼为当代标准基本粒子模型建立了坚实的数学基础，因此获得了1999年的诺贝尔物理学奖。
占据四分天下其一的中微子，充斥着整个宇宙，却又很难在实验室之外探测到它们的踪迹。宇宙物质最集中的地方是星系里的恒星。恒星内部的热核反应是宇宙中主要的中微子源，产出的中微子数是光子数的2/3。离人类最近的中微子源是太阳，每秒钟产出约103s个中微子。地球上所有生物赖以生存的太阳光子，仅需8分钟就由太阳表面传到了地球。但是，这些光子在太阳中心区产生以后，自由程很短，经无数次碰撞、迂回，要经历1千多万年才能到达太阳表面。唯有中微子，与其它物质粒子之间没有除弱相互作用以外的任何作用，能够快速穿行于一切物质之间。同时到达地球的太阳中微子和光子，前者是8分多钟以前刚刚从太阳中心产出的，而后者早在l千多方年前就产生出来了。地球上的人类，只有白天才能直接享受太阳光子送来的光和热，而中微子却不分昼夜时时轰击着我们。每个人体每秒钟都有数万亿个太阳中微子穿过。白天从头顶贯穿到脚下，晚上又从脚下贯穿过头顶，而我们却毫无知觉。如果天文学家要造一架特殊的望远镜来观察太阳中微子，白天把望远镜对准太阳，中微子聚焦成一个亮斑；夜晚则把望远镜朝着地下，隔着地球对准太阳，照样可以得到这个亮斑，因为地球对于中微子是透明的。然而这种望远镜不可能制造成功，因为找不到任何材料可以改变中微子的运动路径，使它们聚焦。
探测中微子的几种方法
实际上，早在上个世纪的40年代，前苏联的物理学家蓬德科沃（B.M.Ponteeorve）就已提出用氯元素探测中微子的可能性。氯的一种同位素37Cl，含有20个中子、17个质子和17个电子。在遭到中微子轰击以后，有一种机率很小的可能性，使37Cl少1个中子却多了1个质子和1个电子，衰变成氩原子的同位素37Ar，随后35天中，一半37Ar又会放走中微子重新变为37Cl。如果在大量的37Cl中适时检测出有衰变的37Ar，就证明受到过中微子的光顾。
1968年，美国布鲁克海文实验室的戴维斯开始建造这种探测器。他在南达科他州一个深1500米的废弃金矿井中放置了一个巨大的容器，内装有610吨四氯乙烯液体，有约1030个氯原子，其中1/4是37Cl。在太阳中微子的轰击下，监测和统计衰变出的37Ar原子个数，从而测算出遭遇了多少太阳中微子的轰击。多年探测的结果，中微子数目不及理论值的1/3。那2/3的太阳中微子到哪里去了呢？是技术上的缺陷，还是对太阳产能机制认识不全面，抑或是基本粒子理论出了问题？人们不得其解，这就是有名的“太阳中微子失踪之谜”。
另一种探测中微子的办法，是利用镓（71Ga）吸收中微子后变为锗（71Ge）的原子核过程。镓（71Ga）的原子核有31个质子和40个中子，在吸收一个中微子后，变为锗（71Ge）原子核，有32个质子和39个中子。通过对锗（71Ge）的计数也能探测到中微子剂量的大小。镓探测器比氯探测器灵敏度更高，而且价值更贵重。在俄罗斯高加索地区，俄、美合作的镓探测器使用了60吨金属镓。在意大利格兰萨索山底下1200米深的矿井中，也有一项名为GALLEX的实验，用含30吨镓的110吨氯化镓（GaCl3）溶液探测太阳中微子。
1983年，日本的小柴昌俊在东京以西300千米的岐阜县神冈町深1000米的砷矿矿井中，安置了一个装满2140吨纯水的容器，利用太阳中微子穿过时发生微弱闪光（切仑科夫辐射）的原理，在容器周围安置了948支光电倍增管进行探测。在美国俄亥俄州，地下600米深处一座盐矿里也有一个类似的探测器IMB，纯水量8000吨。1987年7月23日，大麦哲伦云中的超新星（SNl987A）爆发，在日本神冈、俄罗斯高加索、美国俄亥俄和意大利格兰萨索山的4个中微子探测器都探察到了来自17万光年以外，超新星爆发过程中释放出的中微子到达地球的踪迹，它们是穿过了地球南极后被这些探测器发现的，到达时间早于光学波段信号22小时。这是人类首次探测到太阳以外的宇宙中微子的到达信息。受其鼓舞，日本神冈又加以扩建，至1996年，增加到纯水量5万吨，光电倍增管11200支。
当然，无论氯探测器、镓探测器还是纯水探测器都没有真的逮到中微子，只是探查出中微子曾经光顾过的蛛丝马迹，但探测的可靠性是令人信服的。因为有人做过专门的实验，用人工方法制造出一批-§ 中微子，都能被探测器发现，而且计数准确。然而，即使取得了以上的成功，2/3的太阳中微子依然下落不明，太阳中微子失踪悬案仍然无解。
到底有没有静止质量
当初在理论上提出中微子概念的时候，认为中微子像光子一样，是没有静质量的。但在以后的基本粒子物理实验中，出现一个又一个难以解释的现象，特别是在三种中微子中间出现的“振荡”现象，即一种中微子在行进途中会自动转变为另一种中微子。而如果中微子没有静质量，是不会发生这种振荡现象的。
1997年7月29日，日本东京大学宇宙线研究所所长户冢洋二在德国汉堡举行的基本粒子国际研讨会上，宣称属于该所的神冈中傲子探测器得到了中微子确有静质量的观测证据。1998年6月5日，他们又重申这一结果，并给出了中微子静质量的下限——电子质量的500万分之一。户冢洋二的老师，就是日本中微子探测试验的开拓者小柴昌俊。
在发现三种中微子之间有振荡现象以后，人们想到，太阳热核反应中产生的电子中微子，在飞行途中是否突变为现有探测器探测不到的另外两种中微子，从而造成了中微子失踪之谜？若果真如此，就需要建造一种新型的、能探测到所有中微子的探测器来揭开太阳中微子失踪之谜。于是，加拿大安大略湖畔的萨德伯里中微子天文台（SNO）应运而生，并于1999年4月建成。
SNO位于地下2000米深处一座镍矿内，使用1000吨重水，贮满一个直径12米的球形容器，再浸没于7000吨纯水的大罐中，置于高34米的地下坑洞里，有9600支高灵敏度光电倍增管负责监测中微子穿过时产生的切仑科夫闪光。3年的探测结果终于证实，那些“丢失”的太阳电子中微子中，有2/3的数量在飞行途中转换成τ中微子和u中微子，而且都被SNO捕捉到了，实测结果与理论值符合得很好。天文学家建立的太阳模型和物理学家关于中微子的理论都是正确的。中微子探测的开拓者，美国的戴维斯和日本的小柴昌俊因此获得了2002年度诺贝尔物理学奖。2006年11月28日，SNO的太阳中微子探测实验告一段落。新扩建的SNOLAB将用于其它粒子的研究。至此，中微子失踪悬案终于真相大白。
中微子探测的中国情结
最早提出中微子探测实验方案的科学家中，有中国的两弹一星功勋科学家王淦昌院士。1930年泡，利提出中微子概念的时候，王淦昌正在德国柏林大学留学，师从实验物理学家迈特纳（L.Meitner）。王淦昌当时所做的β衰变实验为泡利的中微子假说提供了即时而有力的支持。1933年王淦昌获博士学位。同年，迈特纳因犹太人身份被剥夺了教授的权利。1934年4月，王淦昌毅然回到灾难深重的祖国，先后在山东大学和浙江大学任教。1940年，王淦昌随浙大内迁到贵州遵义期间，在极其艰苦和简陋的条件下，写出了著名的论文《关于探测中微子的一个建议》。在当时的条件下，他无法亲自进行所建议的实验，便将论文寄给了权威的美国《物理学评论》（Physical Review）编辑部。战争期间通信不畅，编辑部在1941年10月才收到论文，并在1942年1月即刊出了这篇论文。1942年～1952年，包括戴维斯在内的美国科学家，阿伦（J.S.Allen）、赖特（B.T.Wright）、施密斯（P.B.Smith）等都先后按王淦昌的建议，获得实验结果，为以后的中微子探测研究做了前期工作。
2003年第5期《科技导报》发表了中科院高能物理研究所何景棠研究员的文章《2002年诺贝尔物理奖与中国人擦肩而过》。故事的主人公是中国核物理学家唐孝威和日本的小柴昌俊。唐孝威院士1952年毕业于清华大学，先后任职于中科院近代物理研究所、二机部原子能研究所、核工业部九院和浙江大学。1978年1月，46岁的唐孝威与51岁的小柴昌俊同在德国汉堡电子同步加速器中心工作，两人都对质子衰变和中微子探测有着浓厚的兴趣，并开始谈论实验方案。各自回国后，又多次通信，商定中日联合建造探测装置：在中国西部选址，建设滦洞实验室。中方提供3000吨到5000吨纯水，日方负责100吱左右光电倍增管及相关的电子设备。唐孝威的建议得到时任高能所所长张文裕院士的大力支持，唐孝威还亲自到西部山区寻找合适的候选地点。但建议方案最终未能得到更高层领导的支持，计划落空。小柴昌俊遂独自在日本寻找到神冈町地下1000米深处，按原本由唐孝威提出的思路建成了中微子探测设备，直至获得2002年诺贝尔物理学奖。“中国人有好的物理思想，好的实验方案，好的高山深洞地理条件，但由于得不到相应的支持，从而失去了一次获得诺贝尔奖的机会。机会已失，时不再来了。”曾经身为唐孝威院士助手的何景棠研究员，在文章中不禁如此感叹。
破解太阳中微子失踪悬案的关键设备SNO，最早提出建设思路的是一位华裔物理学家陈华森博士（Herbert HwaSen Chen，赫伯特·华森·陈），他在科学文献中更常出现的名字是“HerbChen”。Herb Chen在困苦的童年时代从战乱的中国漂泊到美国，靠个人的聪明勤奋和完全的奖学金接受到良好的教育，在1964年毕业于加州理工学院物理系，并于1968年获普林斯顿大学理论物理博士学位，以后在加州大学欧文分校（UC，Irvine）工作，逐渐由理论物理研究者转为出色的实验物理学家。Herb Chen长期专注于中微子与弱相互作用的实验研究，他在1984年最早提出了能探测到所有中微子的重水型探测器方案，目标瞄准破解太阳中微子失踪悬案。他的建议很快得到采纳，并选定了加拿大安大略湖畔的萨德伯里开始建设中微子天文台。遗憾的是未等$NO建成，陈华森于1987年11月7日因白血病去世，年仅45岁。
如果说以上几件往事难免令人伤感和失落，那么下面的故事则让人振奋和充满希望。这就是最新一代的中国大亚湾中微子实验装置已初战告捷。
在深圳市区以东约50千米的大亚湾核电站与岭澳核电站，拥有世界上第二大核反应堆群，腹背为大海和高山环绕，形成天然的宇宙线屏蔽。中微子实验装置建于山洞中，有总长3千米的隧道和3个地下实验大厅，共8台中微子探测器，均为圆柱形，直径和高各5米，内置新型探测液体Gd-LS，总重110吨，浸没于10米深的水池中。Gd代表稀土金属钆，LS是Liquid Scintillator（液体闪烁体，简称液闪）的缩写，Gd-LS即掺钆液闪，含烷基苯闪烁溶剂和PPO发光物质，再掺入0.1%的155Gd和157Gd。核电站在运行过程中产生电子反中微子，使Gd-LS产生切仑科夫闪光，通过光电计数测量中微子的通量。如果远点探测器比近点探测器的中微子通量有所减少，就表明中微子因振荡而消失了，意味着中微子在飞行中从一种类型转变成另一种类型。到此时，国际上已经发现了两种中微子之间的振荡。而第三种，即电子中微子与τ中微子之间的振荡则一直未被发现，甚至有理论预言其根本不存在。
地质测量论文 篇七
传统的地质灾害检测技术是运用简易检测以及多种测量仪器进行监测，并将监测的记录发送到预报中心进行研究和分析，从而确定是否要发出灾害的预报。变形是地质灾害监测的主要监测对象。变形监测分为外部和内部两种监测。本文中所指的监测对象则是以测量技术为主要手段的外部变形。常用的传统检测方法为大地测量法（三角交会、水准法，测距法，小角法，视准线法），常用的监测设备为全站仪、经纬仪、水准仪和激光测距仪。大地变形监测的特点是以监测滑坡体表层各部位的绝对位移为主，测量范围较广，没有量程限制。
2新的测量技术（3S技术）在地质灾害监测中的应用
伴随着经济的快速发展新的地质灾害测量技术———3S技术应运而生。所谓3S技术是GIS,GPS和RS技术总称的简称。GIS（GeographicInformationSystem/Geo－InformationSystem）技术即地理信息系统。作为一门重要的信息技术，近年来它已经深入到地质灾害预报与可视化分析以及综合服务系统等方方面面。它是一种特定的空间信息系统。GIS的功能是进行数据的提取和转化，将空间的转换为数字的；进行由二维，三维的地图中的数据进行集成；重构数据结构和转换数据，不同的数据转换方式也不同；查询、检索空间数据；操作以及分析数据；空间显示和输出成果；定期更新空间数据。GIS的显著特点是具有时间性，空间性和专题性。传统的方法和技术难以胜任的记录和计算大量数据的难题伴随这GIS技术的运用而成功解决。现实的需求也拓展了GIS技术的应用潜力，GIS技术在地质灾害测量方面具有较为广阔的应用前景。GPS（GlobalPositioningSystem）技术即全球定位系统。GPS技术以它连续，实时和高精度的特点在地质灾害变形监测中被广泛应用。GPS的优点十分显著———测站之间不需要通视，拥有高达98%的全球覆盖率，这也使得点位的选择十分方便灵活；观测时间很短，不受气候条件的制约，并且可以全天候进行监测，不会漏掉重大的变形信息；可同时进行平面位移和垂直位移监测；定位精度高，实验已经证明，在<50km的基线上精确度可达12*10-6；拥有较高的自动化程度，从数据的采集到处理再到分析和管理过程都易于实现自动化。GPS技术被利用于对大型的建筑物进行变形监，在远离建筑物的地方选择一个比较稳定的点，GPS接收器被放置于这个点，再将几台接收器放置于其他目标点，便可算出目标点的绝对位移了。用GPS来完全代替常规的监测办法已经被国内外反复的研究实验所证明，而且GPS技术在很多方面都明显优于常规的监测方法。GPS技术的不断升级和发展对地质灾害的监测有着十分广阔的应用前景。RS（RemoteSensing）技术即遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息，并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。RS技术已经在国民经济各个部门得到了广泛的应用，地质灾害的监测已经于遥感技术有了紧密不可分的联系。RS技术的平台是航天飞机或是卫星，飞行的高度高，成像的范围很大，这也就保证了可以及时快速的获取各种最新的数据和变化的信息。结合我国的情况，经过反复的实验以及研究，一般选择具有价格低，操作简单，起降灵活，并且安全性高的轻型飞机作为低空遥感摄影技术的平台。通过利用RS技术所得的资料，为地质灾害的监测起到了重要的作用，并且日益成为地质测绘单位开拓服务领域的重要方面。
3新旧测量技术在地质灾害监测中的成效对比
地质测量论文 篇八
关键词：大型露天金矿；地质测量；网络管理系统；设计与开发
伴随着数字化时代的到来，信息计算机已经在各领域中得到了很广泛的应用，在大型露天金矿中运用计算机管理系统可以进行人工资源检索、地质分析和勘测数据的整理、测量信息的储存等，原有的管理控制系统已经无法满足现代的矿产资源的管理模式，尤其是对大型露天金矿的大量信息和数据更是难以控制和处理。运用测量网络管理系统进行数据的处理和储存，不但可以提高大型露天金矿的管理能力和数据处理能力，同时也推进了大型露天金矿的技术革新以及应用。测量网络管理系统可以对数据进行快速、准确地分析与存储。测量网络管理系统使用的是最先进的运行系统以及处理器，并且测量网络管理系统已经实现集成化，测量网络管理系统可以在任意一平台上进行有效的运行。测量网络管理系统已经实现了网络的兼容，可以通过网络进行信息的传输，同时可以在云端进行储存。测量网络管理系统已经实现了高储备、高传输、高运行。本文以大型露天金矿地质测量网络管理系统设计与开发为题目进行研究。希望能够给测量网络管理系统的应用提供理论依据。
1地质测量网络管理系统结构
地质测量网络管理系统主要由使用层、逻辑信道层、参数存储层以及信息传输层，如图所示。使用层是用户进行信息登入和进行查找的层面，逻辑信道层负责对采集的数据进行分析、查询、统计和显示。参数存储层位于系统的数据库中，能够进行对数据库的命令查询、数据更新、参数统计、实时分析、储量计算等[2，3]。
2数据库设计
根据数据的存储量的需要，地质测量网络管理系统也需要进行数据库的建立，几乎所有数据信息都需要进行数据库的压缩存储，因此，数据库的设计和建立也是地质测量网络管理系统的一项重要任务。并且数据库的设计要结合使用用户的操作平台去设计建立，数据库的设计建立还要遵循一定的导向原则。
3地质测量网络管理系统功能
3.1柱状图的生成
地质测量网络管理系统可以生成多种标准格式或自定义格式的柱状条形图。并且可以自定义通用符号，自定义参数对比图中的输出格式，地质测量网络管理系统可以自动读取数据，将数据直接转换成条形柱状图。地质测量网络管理系统使用图元组合法来完成对线形图到柱状图的转化[4，5]。
3.2剖面图的生成
地质测量网络管理系统可以自动生成剖面图，地质测量网络管理系统还可以处理任意的断层之间的落差关系以及位错交替造成的参数计算。通过地质测量网络管理系统的3D地质模型，能够方便快捷的对剖面图与线形带状图进行数据模拟。
3.3矿井平面图的生成
地质测量网络管理系统可以通过各种组合形式，把勘测数据进行归类整理，并且通过向导框的形式对采集的数据、分析结果、预想结论以及三维的模型进行编辑。地质测量网络管理系统通过构造限制三角形方式进行矿井平面图的生成。地质测量网络管理系统还使用了先进的仿真处理技术。
4结语
本文以大型露天金矿地质测量网络管理系统设计与开发为题目进行深入的分析，希望能够给地质测量网络管理系统的使用提供理论依据。
参考文献
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地质测量论文 篇九
许多科学家和科学爱好者喜欢探讨弦理论，因为它以“万物理论”名声在外，它可以把宇宙中所有的4种力，即引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力，统一起来，这也就是说弦理论把两个最为成功的但彼此不相容的两个理论――广义相对论和量子力学――结合了起来。弦理论的基本假设是认为宇宙中所有的物质和能量都是由一种一维的弦构成的，不过这种弦非常非常小，大约是氢原子的10?18分之一，所以说直接检测这种弦十分困难。而且验证弦理论需要极高的能量，所需要的粒子加速器的能量是找到希格斯粒子（上帝粒子）的能量的上百万倍，很显然我们目前的技术根本无法触及那么高的能量去检测弦理论。
虽然弦理论可解释“万物”，而且其数学公式看起来很完美，但是看上去再好的理论也必须经过检测才能说是真正好的理论。面对着很多的质疑，科学家在不停地寻找着如何有效检测弦理论的方法。
等效原理
最近来自美国陶森大学的科学家们找到了一种检测弦理论最靠谱的方法，而这个方法的灵感来自与过去伽利略和牛顿所做检测引力的实验。
我们首先介绍一下一个重要的基础理论――等效原理，等效原理是说在相同的引力场中的不同物体的加速度都是相同的。根据牛顿力学，也可以表述成物体的惯性质量等于它的引力质量。等效原理另一种表述方式，就是在局部的区域内，由加速度所产生的惯性力（即在紧急刹车时你所感受到的力）与由物体所产生的引力无法区分。
等效原理十分重要，因为它是广义相对论的基础之一。
这种物理现象也就是当初伽利略和牛顿所做实验探测到的结果。传说16世纪伽利略曾在比萨斜塔做过自由落体实验，他把两个不同重量的球体从相同的高度同时扔下，结果两个球体同时落地，这意味不同质量的物体都受到同样的重力加速度。多年之后，牛顿意识到这种现象在宇宙中一些地方也有所体现，他曾通过天文望远镜观测木星和围绕着它的四个大型卫星（统称为“伽利略卫星”）的运动情况，发现它们以同样的加速度围绕太阳运动。
而令人惊奇的是，弦理论却是违背等效原理的，因为弦理论下的相同的引力场作用在不同成分的物体上产生的加速度是不同的，这也同样意味着惯性质量与引力质量不相等。这样不同成分的物体，例如铝块和铁块，从比萨斜塔下落的加速度是不同的，这都归功于弦理论下的某种能量的不同。不过这种差别极其细微，需要找到巨大的物体系统才能观测到，所以观测天体就是一个最好的选择。
各种检测方案
美国陶森大学的这些科学家提出了三种在天体系统中检测等效原理是否正确的方法，第一种是检测开普勒第三定律的偏差，第二种是检测拉格朗日点的飘移，第三种是检测诺特维特效应，也就是说如果等效原理不成立的话，地球和月球将会以不同的加速度围绕太阳转，这样地球和月球之间距离会有额外的变化。虽然目前的天文观测都没有观测到任何违反等效原理的现象，但是任何的科学观测都存在一定的实验误差，而这些科学家就希望能观测到超过其实验误差的反常现象，也许这些反常就能证明弦理论的预言是正确的。
之前，这些科学家们认为观测土星的土卫三和土卫四是一个比较不错的观测对象，因为土卫三几乎都是由冰构成的，而土卫四内部有相当多的硅酸盐岩石，也就是说这两个卫星成分差别很大，观测它们是否以同样的加速度围绕太阳即可验证弦理论。不过现在，有了一个更加完美的观测对象，这个系统是一个三个互相围绕的天体构成的三体系统。
完美的试验场
“三体”这个名词被津津乐道的原因在于，科幻作家刘慈欣以这个名词命名了他所写的广受欢迎的科幻系列小说，小说《三体》主要是说一种生活在三个恒星下的外行星生命入侵地球的故事。不过下面要提到的三体系统不是三个恒星构成的系统，而是两个白矮星和一个脉冲星所构成的系统。
白矮星和脉冲星都是恒星“死亡”之后留下的残骸，体积小密度大，称为“致密天体”。白矮星是低质量恒星演化后的最终产物，它内部不再有核聚变发生。我们的太阳会在50亿年之后变成白矮星。而脉冲星是一种中子星，中子星是大质量恒星经过超新星爆发之后的产物，中子星引力如此强，使得每个原子的电子被压到原子核里面，使得质子变成中子，这样整个天体就由中子构成了。中子星体积很小，自转很快，而且磁场很强，无线电波等各种电磁辐射只能沿着磁轴方向辐射出去。如果磁轴和自转轴不重合，电磁辐射像灯塔一样周期性地扫过周围空间，在地球上会观测到一闪一闪的脉冲信号，所以称这样的中子星为脉冲星。另外脉冲星所产生的脉冲信号的周期极其稳定，稳定度超过了目前的原子钟。
鉴于脉冲星信号极高的稳定性，所以可以通过观测其信号变化推测出周围在与什么样的天体互相围绕。根据这个原理，天文学家利用美国格林班克射电望远镜发现了这个离我们大约为4200光年的三体系统，其中脉冲星有1.4个太阳质量，自转速度是每秒366圈，与一个离它比较近的有0.2个太阳质量的白矮星互相围绕，围绕一周需要1.6天。而另一个处在远处的有0.4个太阳质量的白矮星又与它俩互相围绕，围绕一周需要327天。这种完全由致密天体构成的三体系统十分罕见，天文学家估计我们的银河系拥有这样的三体系统不会超过100个，所以说发现这种三体系统十分难得。
前面说过观测脉冲星信号即可方便地推出它的运动情况，所以过去通过观测宇宙中常见的脉冲星和其他某个天体组成的双星系统，去检测等效原理是否成立，也就是观测这两个天体围绕银河系中心时是否有同样的加速度，但是银河系中心对这个双星系统产生的引力很微弱，所以观测固然不会很精确。而现在这个完全由致密天体构成的三体系统就是一个完美检验等效原理和弦理论的“实验场所”，也就是观测脉冲星和白矮星是否以同样加速度与另一个白矮星围绕，只要高精度地观测脉冲星信号就可以了。
地质测量 篇十
关键词：地下管线；测量方法；质量控制
Abstract: the underground pipeline measurement in the construction of urban and industrial factory occupies very important position, along with the city construction into the fast lane, underground pipe network construction is increasingly obvious, the importance of attention by the government departments at all levels. Real-time, accurate and reliable underground pipeline information, is the urban underground space planning, construction and underground pipeline operation maintenance and management, emergency management and so on the basis of the city. This paper mainly discusses the method of underground pipeline measurement and the factors affecting underground pipeline detection straight to quality control measures are put forward.
Key words: underground pipeline; Measurement methods; The quality control
中图分类号：TU990.3文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
随着城市建设步伐的加快，地下管线设施发展也十分迅速。城市地下管线布局非常复杂，纵横交错，组成了规模庞大的城市地下管网。规划部门和建设单位往往通过地下管网测量资料了解管线分布的详细情况，如地下空间大小、埋设深度、隐蔽程度等。事实上因城市地下管线埋设情况不清而致管线损坏的施工事故不断发生，为此造成的人民生命财产损失难以估算，教训十分深刻。由此可见，城市地下管线测量的必要性和重要性是不容忽视的。
一、地下管线的探测方法
1、地下管线的探查
在实际工作中地下管线测量工作分为地下管线的探查与地下管线的测量两部分。地下管线的调查主要针对明显的线点（主要有接线箱、变压器、消防栓、入孔井、阀门、窨井等附属设施）进行。作业员根据工作图上的井位和管线位置将沿线两侧建筑物间的所有窨井逐一打开，一一量测管径、走向、管道位置、深度等直接数据，并对走向判断不清的管线进行查证。由于地下管线具有不可见性，所以地下管线的探测除了要求管线探测仪器达到应有的精度，而且要求管线探测人员在实际工作中具有很好的判断能力和丰富的经验，即根据现场地下管线的不同种类、材质、管径、疏密程度、地电情况，采取不同的探测方法。
2、地下管线测绘
本次地下管线测量是以外业探查现场绘制的草图为依据而进行的管线测量。地下管线测绘的内容包括：
1)建立地下管线测量控制网，为管线点联测和管线图测绘提供基础；
2)行管线点联测，确定管线点的坐标与高程；
2.1地下管线图的测绘
1)控制测量我们进行地下管线点测量时，与地面部分相结合进行。平面控制测量采用静态GPS测量方式，在已有C级GPS点的基础上，布设D级、E级GPS网作为测区首级控制，在此基础上进行RTK点加密作为图根控制。高程控制测量采用水准测量方式进行。D级、E级GPS网中各点均进行四等水准联测，对于测区内的埋石图根点联测等外水准，不埋石图根点使用GPS拟合高程。
2)管线点测量地下管线点测量在已有各等级控制点的基础上进行，测量时使用托普康GTS－226型全站仪，采用极坐标法施测其平面位置，高程采用电磁波三角高程法施测。由于管线点的测量比一般的地物碎部点测量精度要求高，测量时使用对中杆配合施测。野外采集的各管线特征点平面位置相对于邻近控制点不大于±5cm，高程测量中误差相对于邻近控制点不大于±2cm。
3、未还土地下管线测量的特点及施测方法
未还土地下管线测量的特点：
1）边施工边测量，东一处、西一处，没有规律，没有预见性；
2）施工完马上就要埋上，这就要求施测准确，最好现场进行复检一次，确保数据的正确；
3）由于是施工现场，控制点不容易保存；
4）施工周期长，控制点必须便于保存，能反复、多次使用。施测前应作好收集资料的准备工作，主要是收集各种管线的设计图，合理有效地利用好设计图，有利于提高地下管线测量质量，提高作业效率。
施测方法：
1）一般采用全站仪直接施测管道各种特征点处的外顶或内底高及平面位置。
2）在空旷地区，建筑物不太稠密的住宅区和大马路上，可采用GPSRTK测量各管道每个特征点的3维坐标。
4、已竣工的地下管线测量的特点及施测方法
已竣工的地下管线测量的作业程序是：先用物探方法在实地探查出各管线的类别、管径或断面、管（沟）内底高、管外顶高等项目，并且把各特征点在实地标出，然后用全站仪或RTK测定各特征点的三维坐标，再用成图软件把采集的数据展绘在地形图上进行编辑。
1）已竣工的地下管线测量的特点：
①管线的特征点全部埋在地下，需要用物探的方法将特征点的数据反映到地面上来，同时查明地下管线的平面位置、走向、埋深及其他各项属性。然后对各管线的特征点进行施测和制作专业管线图或综合管线图。
②管线特征点的密度大、数量多，并且多种管线平行交叉、给探测增加很大的难度，而且在施测过程中由于距离太近造成点号混乱等。
③工作周期长、工作量大，给多组作业的衔接带来难度。已竣工的地下管线测量的外业工作主要包括管线探查和管线特征点的测量这两道工序。而管线特征点的测量必须在探查工作完成后才能进行，这样一来，对整个工程的进度将会有一定的影响。
地质测量 篇十一
【关键词】GPS-RTK技术；勘探测量；经验点滴
1.GPS测量简述
在矿区测量工作中，首先要进行控制测量等。我们以前一般采用常规测量，由于受通视条件等因素，给野外测量工作造成很大困难。测量技术的发展与测量设备的更新，出现了GPS。GPS即全球定位系统，它具有全天候、连续性和实时性的精密三维导航功能。由于GPS对图形结构、通视条件也没有要求，点位无需选在制高点上，也无需建造觇标。可以快速测定各级控制点的坐标，测量精度高，与常规三角测量、导线测量，费工时，精度不均匀。减少了测量人员的脑力和体力劳动，提高了工作效率。所以GPS测量技术深受广大测量人员的亲睐。
GPS-RTK技术，仅依据一定数量的基准控制点，基准点应设在无遮挡、无信号干扰的制高点上，一人或几人可同时开展工作。
2.GPS-RTK测量在地质勘探测量中的应用
控制测量：由于地质勘探工作地区一般面积相对较小，可采用三台接收机，按E级布设，即可满足相关要求。由于GPS的普及，大多数单位已经拥有多台套，同型号或不同型号的接收机，可根据实际工作情况，采取不同的作业模式。多台套同步进行作业，然后将观测原始数据统一换算成标准格式，采用相关处理软件一并解算。
在设计作业方案时，应充分收集测区原始和已有的资料。选点要选在交通便利，易到达的点上，尽量减少不必要的搬站时间。同时要充分考虑到实际工作中应用的便利，尽可能保证通视条件的良好、及定向以及RTK校点的方便。同时点位要选在牢固，便于取用，不易被破坏的地方。同时尽可能使新选的点位与旧控制点重和，这样就便于保证新旧成果一致性，以利于可靠确定GPS网与旧成果之间的转换参数。作业时多机种同时观测，以提高图网中控制点的精度。
GPS网图的布设方式随然对点的位置和图形结构没有苛刻的要求，可根据测区实际情况和精度要求，采取灵活多变的方式。一般采用边连式，该方法只需由同步图形中的一条公共基线连接即可，适合多台套作业模式，它具有作业效率高，图形强度好，定位精度高的特点，目前是GPS测量中较为普及的一种方法。
首级网布设时，应联测两个以上高精度国家控制点或地方坐标系下等级控制点。在外业工作结束后，对数据进行强制约束平差，平差结果应输出观测点在相应坐标系中的二维或三维坐标、基线向量改正数、基线长度以及相关精度的信息。
同时为了检查成果的可靠性，应用高精度全站仪检测不少于2条观测边长，与解算出来的边长进行对比。虽然两者之间无法直接进行对比，此时应将原控制点距离投影至测区平均高程面上。方法主要有两种：常规作业法是在一个控制点上摆站，准确测出至另一点的距离，然后以一个控制点为基准，边长以全站仪测出的距离、方位以原两控制点为准，计算另一点坐标。然后约束平差，最终得到该矿区投影后的坐标。另一种作法是：利用软件直接计算或根据传统计算公式也可。但在资料提交时应提供两套坐标系统，并且说明在矿区使用哪一套系统施工即可。当边长相对中误差满足要求时，方可进行下步工作。否则应分析原因，并检查已知点的可靠性。
在相关资料不全，任务紧急的情况下，可先期进行外业数据采集，内业处理时假设两个观测点坐标，以此为基准进行网平差，方便后续工作的开展。在得到国家或地方坐标系下的坐标后，以假设的两个坐标点为公共点，对其余的成果利用相关软件进行坐标转换，修改相关图件，以规划到标准系统中。
GPS定位技术现已得到广泛应用，其高程测定精度也已具有相当的可靠性。在矿区高程测量中用GPS高程代替水准测量也能满足相关要求。在5～10km范围内，GPS高程精度可以达到三等水准测量的精度，范围越大精度越高。与传统的水准测量相比，GPS高程测量效率高，不受地形地物的制约。在矿区控制高程测量中，在绝对位置和精度要求不是很高的情况下，GPS高程可作为首选方案。
2.1当用GPS做图根控制测量时，GPS-RTK的作业半径不宜超过5Km，并且至少用三个以上控制点进行校正参数，同时在观测过程中尽可能多检查以知点，发现问题应及时查明原因。对每个图根点均应进行同一参考站或不同参考站下的两次独立测量，其有关要求严格按规范执行。
2.2矿区地形图。采用RTK测图时，宜检测2个以上不低于图根精度的已知点，检测结果与已知成果的平面较差不应大于图上0.2mm，高程较差不应大于基本等高距的1/5方可进行。仅需一人背着仪器在地形、地貌特征点上采集数据，输入相关属性代号，采集速度快，省时又省力，避免了常规测图测站点与地物点的通视，而且人员至少2人，大大提高了工作效率。
2.3工程放样及定位测量。根据地质提供的设计坐标，事先输入手薄中，手薄会自动提醒你走到放样的位置，即迅速又方便。定测时，用事先校正好的GPS-RTK直接测定其三维坐标。
2.4地质剖面测量。在室内计算出各剖面两端点的理论坐标，输入手薄中，手薄会自动显示该剖面线的方向，依据剖面图的比例尺，精度要求，在地形变化之上或地质特征点上就完成了该项工作。与传统全站仪、经纬仪视距测剖面相比，节省了人力物力，大大提高了工作效率。
3.结束语
实践证明GPS-RTK技术给测量带来了重大的技术改革，极大方便了广大测量工作者，随着今后该技术的不断发展和更新，在各个领域的应用会更加普及和广泛，如何更好地应用该项技术，还需我们测量人员不断总结和探索。
【参考文献】