工程测量学发展简述

工程测量学发展简述（精选8篇）

工程测量学发展简述 第1篇

GPS全球定位新一代卫星导航定位系统, 限制已经得到广泛应用, 这一技术是由美国陆海空三军联合研制, 具有非常优良的保密性和抗干扰性, 同时作为新一代的卫星导航和定位系统, 它还可以通过全球性、全天候、连续性、实时性的精密三维导航与定位能力, 实时地想我们提供所需的三维坐标、速度和时间, 并且其精密度非常之高。正因为GPS技术可以在为用户24 h全天候地提供所需的三维坐标、时间和三维速度等技术信息, 它也在水电工程中得到广泛应用, 尤其在最近几年发展更是非常迅速。从测量领域来讲, 大地测量、工程测量、地形测量等诸多方面已经在很大程度上得益于GPS全球定位系统这一高新技术。

2 GPS技术基本原理

2.1 GPS观测与测量

GPS技术是通过含有多种定位信息的卫星信号来实施定位的观测量, 通常可以分为即码相位观测量和载波相位观测量。从测量精度来讲, 载波相位要比码相位高, 因为码元的宽度要比载波的波长比长得多。正因此, 现在载波相位测量技术广泛应用于大地型GPS接收机目前大地型GPS接收机都采用载波相位测量。

2.2 GPS观测量技术中载波相位观测方程和定位方程

载波相位观测方程为:

式中:ψ为载波相位观测值;c为真空中的光速;f为载波频率;p为卫星至接收机的距离;δp1为卫星信号通过电离层折射的改正;υ1t为接收机的改正;υ2t为卫星钟的改正;N为整周未知数。载波相位定位方程为设卫星坐标为Xs、Ys、Zs (可根据卫星信号计算出, 为已知值) , 接收机 (即测站) 坐标为X、Y、Z (待求值) , 则p=[ (XS-X) 2+ (YS-Y) 2+ (ZS-Z) 2]12。

2.3 定位方法

绝对定位方法和相对定位方法是两类常用的定位方法, 其中还有很多细节上的区分模式。相对定位方法的静态定位模式。相对定位就是确定至少为2台同步跟踪相同GPS卫星信号的接收机之间的相对位置。而静态相对定位模式就是相对定位的一种模式。其方法是将两台或两台以上的GPS接收设备分别安置在几个点上, 同步观测1~2 h。当观测站间的距离超过20 km时, 还要适当延长观测时间, 当测站间距离不超过5 km时, 观测时间可缩短到45 min左右。这样, 用边连接方法构网, 用后处理软件解算基线, 经平差计算求定观测点三维坐标。对于双频GPS接收机, 这种相对定位模式的精度可以达到5 mm+1 ppmd, d为测站间的距离 (km) 。一般GPS控制网, 都应采用静态相对定位测量方法。这种方法定位精度高, 适用长边。

3 GPS测量技术的特点

与传统测量技术相比, GPS测量主要有以下特点:解决了测站与测站之间难易互相同时的难题, 大大降低了空间上的客观局限性, 使得测试站站点的选择更灵活更方便;定位精度高, GPS测量技术的特点是随着距离的增长, 精度会越高, 优越性也会越发明显, 比精度很高的红外仪测量还要精确方便;缩短观测的时间, 当短基线小于20 km时, 一般只需要5 min就可以完成快速相对定位的观测;精确的三维坐标, 除了能对观测站的平面位置进行精确测量, 还能够实时地精准的测出站点的三维坐标;操作简易化, 与传统测量方法相比, GPS技术的观测工作主要由卫星等自动化仪器自动完成, 大大简化了操作人员的工作。

4 GPS在水电工程中应用及发展

尽管随着科学技术的不断进步, 我国水电工程建设已经开始广泛的运用GPS技术, 但是深度还不够, 主要是犹豫水电工程行业的客观环境导致的, 比如说复杂的地形、交通不便、通讯信号不稳定等等, 所以进一步的深层的开发和推广仍然是一段时间内继续解决的研究和解决的课题。通过采用一定的数据处理技术, 要做到±1~±2 mm的测量精度并不是难事, 所以只要能想办法让相关环境条件能符合要求, 那就可以深层次的运用GPS技术, 对我国水电工程事业的发展将起到非常深远的意义。例如, 三峡工程是一个相当复杂的大型系统工程, 而GPS技术就在早起早期围堰合拢时对合拢口的形态与水文特性的测量中起到了关键作用。其实不局限于此, 随着技术的成熟, GPS技术还能发挥更大的作用。

另外, GPS实时测控系统也已经逐步在大型水电工程施工中建立起来, 这也是一项应该大力推广的新的系统技术, 具有很高的实用性, 也有很高的市场前景。实时测控系统能在相当大的程度上降低测量工作的繁琐性, 降低劳动强度, 同时可以自动、准确、快速地定位地面各项相关设施, 为检查和复测控制系统提供了极大的便利条件。同时, 这一技术还能够测量河床断面、坝区水下地形、水文等的具体数据和情况, 为水电工程的具体施工提供系统的数据参考, 保证工程施工的顺利进行。

5 结语

随着GPS定位技术的出现和不断发展完善, 其先进作用已经体现在各行各业, 影响力也扩大到社会诸多领域。就水电工程而言, 这一技术彻底改变了工程测量技术和测绘定位技术, 传统的地面定位技术一直停留在测角、测距、测水准等环节上, 而这些早已不再适用于当今飞速发展的社会的需要。传统的技术虽然仍然运用在工程施工中, 但是其正在逐步被GPS技术所代替。水电工程中测量过程是一个至关重要的课题, 而带给水电工程测量革命性突破的就是GPS技术的运用和发展, GPS定位技术应用于水电工程施工, 它突破了空间距离给传统测量技术带来的种种难题, 改变了传统的测量学的理念和方法, 不但提升了测量精度, 还大大提高了测量工作的效率。

摘要：随着科学技术的飞速发展, 传统的水电工程测量技术已经无法满足工程施工的需要, 而GPS技术的出现和在水电工程中的积极作用, 让我们看到了突破传统工艺的希望。本文结合水电工程所涉及到的主要因素、GPS技术的概念、特点、原理和发展现状等方面来介绍GPS技术的原理和运用, 探讨其未来的发展方向, 目的也就是希望GPS技术能在水电工程中发挥更大的作用, 使我国水电工程的整体水平不断提升。

关键词：水电工程,GPS技术,运用,发展

参考文献

[1]易杰军, 周忠.卫星测量原理与应用[M].北京测绘出版社, 1997 (1) .

[2]吴钰锋, 刘泉, 李方敏.测高原理及其算法[M].北京大学出版社, 1998.

[3]钟转茂.谈水利项目施工监理[J].企业科技与发展, 2001 (5) .

[4]岳东杰.水利水电工程变形监测中GPS技术与数据处理研究[D].河海大学, 2006.

[5]徐伟声.GPS在工程变形监测中的应用[J].湖北民族学院学报, 2009.

地下工程测量发展回顾与展望 第2篇

地下工程测量发展回顾与展望

地下工程测量是地下工程建设和施工的重要技术,对地下工程建设和施工起保障和监督作用.随着科技进步和城市化进程的加快,人类将向地下空间发展.地下工程测量的服务面将大大拓宽,新理论、新技术将不断涌现,同时地下工程测量将向自动化、数字化、智能化方向发展.

作 者：赵吉先 吕开云 聂运菊 ZHAO Ji-xian L(U) Kai-yun NIE Yun-ju 作者单位：东华理工学院,地球科学与测绘工程学院,江西,抚州,344000刊 名：测绘通报 ISTIC PKU英文刊名：BULLETIN OF SURVEYING AND MAPPING年，卷(期)：“”(10)分类号：P2关键词：地下工程测量 隧道 隧洞 地铁

浅析工程测量学的发展 第3篇

1.1 学科定义

工程测量学是研究地球空间 (地面、地下、水下、空中) 中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。

1.2 学科地位

测绘科学和技术 (或称测绘学) 是一门具有悠久历史和现代发展的一级学科。总的来说, 整个学科的二级学科应作如下划分:

①大地测量学 (包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量) ;

②工程测量学 (含近景摄影测量和矿山测量) ;

③航空摄影测量与遥感学;

④地图制图学;

⑤不动产地籍与土地整理。

1.3 研究应用领域

工程测量遍布我国国民经济建设的各个方面, 按照工程建设的对象可分为:建筑工程测量、水利工程测量、桥梁工程测量、矿山测量、军事工程测量等;按照工作顺序可分为:勘测设计阶段的工程测量;施工过程中的工程测量和竣工结束后的工程测量这三个阶段。工程测量在不同的建筑工程施工阶段有着不同的职责, 它是工程建设中最基本的工作之一, 它为建筑工程的其他相关工作提供服务, 同时也是保障施工建筑工程质量的最基本工作。由于工程测量学的研究应用领域非常广泛, 很多的学者就工程测量的某一行业进行著书立说的比较常见, 而全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材则尚未出现。

工程测量学的研究领域既有相对的固定性, 又是不断发展变化的。笔者认为, 工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障, 满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向, 大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。

2 工程测量仪器的发展和新技术的应用

测量仪器伴随着测绘科学发展而不断发展, 工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。随着计算机技术和精密机械技术的发展, 通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。专用仪器主要包括机械式、光电式及光机电 (子) 结合式的仪器或测量系统, 具有高精度、自动化、遥测和持续观测的特点。

2.1 GPS系统的应用

在工程测量的工作中, GPS技术发挥着至关重要的作用, 是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统, 它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能, 而且具有良好的抗干扰性和保密性。RTK技术对传统逐级布网的理念进行了更新, 具有点位选择限制少, 作业时光短, 结果精度高, 工程费用低等优势。过去测地形图时, 都需要通过在测站上测出四周地貌的碎部点来完成, 最少需要2-3人才能完成该项工作。RTK技术只需要一人背着仪器在要测的地貌碎部点呆上两秒钟左右, 并同时输入特性编码, 通过手簿能实时知道点位精度, 把一个区域测完后回到室内, 由专业的软件接口就能输出所要求的地形图, 省时省力, 工作效率大大提高。

2.2 地图数字化技术

早期的纸质地图不利于保存和使用, 信息技术的发展使得各工程测绘部门开始对早期的纸质地图进行数字化的处理工作, 方便存取、传输、修改和排版。利用扫描矢量化技术进行地图数字化是提高数字化质量与速度的必由之路, 针对大比例尺地形图, 大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息, 高效、便捷、保真地对地图进行数字化处理。

2.3 数字化成图技术

传统的成图方法难以适应社会发展的需要。测绘向自动化、数字化、信息化方向发展。数字测图取代模拟测图将成为必然。数字化成图技术以其精度高、劳动强度小、便于保存和管理的特性受到了工程测绘人员的青睐。目前数字测图有内外业一体化和电子平板两种模式, 主要设备为全站仪、电子手簿等, 操作方便, 成图效率高, 现场可以方便、及时发现和纠正出现的错误和遗漏的信息, 这是传统测图方法所无法比拟的, 是一种理想数字测图模式。

2.4 小型无人机的应用

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。小型无人机航测系统在工程测量中得到越来越广泛应用, 尤其是在公路工程测量的应用。常规的测量方法是使用全球仪和电子手簿采用地物编码的方法, 利用测图软件测绘地形图。这种方法要求测站点与被测的周围地物地貌等碎部点之间通视, 而且至少要求2-3人操作, 费工费时, 而且精度不均匀, 外业中不知道测量成果的精度, 内业整理工作量大, 且发现精度不合要求必须返工测量。由于数字化技术的发展, 其影像处理也日趋简单化, 越来越多的设计单位已采用DTM技术来进行道路工程设计, 随着数码摄像技术的进一步发展, GPS动态定位技术精度的提高, 设计单位将逐渐告别依靠单纯野外勘测进行数据采集的历史。传统的道路平、纵、横测量将被取代。工程测量变得更为简单、准确, 工程设计的进度将进一步加快。若是进一步与数字虚拟技术相结合, 工程设计将出现最优化的设计, 在节约投资的同时, 使各项设计合理化。同时在地藉测量、旧城改造、新区规划建设等各类基础建设中也将发挥重大作用。

2.5 3S集成技术

3S及其集成技术兴起于20世纪90年代, 为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具, 可以说是测绘技术及观念上的一场革命。目前“3S”技术的结合与集成研究已经有了一定的发展, 正在经历一个从低级向高级发展和完善的过程, 具体主要表现四种结合方式:①GIS与RS的结合;②GIS与GPS的结合;③RS与GPS的结合;④GIS、GPS和RS的结合。如今3S集成技术已经被成功应用于海洋渔业, 精细农业, 防灾、减灾、救灾, 车辆导航、车辆监控及城市规划与管理等诸多领域。目前应用比较成熟的是在精细农业中的应用。其具体应用形象的说, 收割季节时在广袤的农田当中哪些区域的作物已经成熟, 收割机上安装的卫星接收系统会作出不同的颜色指示, 用户所要做的是按照指示把收割机开进去收割。如果是除虫或者施肥, 那么用户的播撒机会根据所在区域虫害或者肥力的情况, 自动装好相应的农药或肥料, 配好合适的浓度, 以最恰当的密度, 把农药或者肥料播撒出去。近年来, 3S已在我国地质灾害研究中得到了比较广泛的应用, 具体做法是:首先利用GIS建立所研究区域内的数字高程模型, 再利用经GPS定位的RS不同时相的航空像片的复合配准处理, 形成直观的三维显示, 则可全面、直观地观察地质灾害动态变化特征, 然后通过GIS分析处理, 即可更加准确地分析判断地质灾害的活动趋势及危害程度等。3S技术不仅可以提高数据采集的精度, 而且可以减少大量野外工作量、大大提高工作效率, 特别是在特殊困难地区应用, 可以使工作效益提高十倍以上, 生产费用可降低30-50%。

2.6 科傻系统

科傻系统 (COSA) 是“地面测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统”的简称, 它使工程测量行业发生了革命性变化。该系统由两个子系统组成:“基于掌上型电脑的测量数据采集和处理系统” (简称COSA-HC) , 该系统的最大特点是自动化程度高, 通用性强, 处理速度快, 解算容量大。该子系统具有水准测量、二、三维控制、碎部测量、道路测设、工程放样等测量作业模块;具有小规模水准网、二、三维工程网的平差功能;具有文件管理和数据通信功能;该系统灵活方便, 适合外业环境。其自动化表现在通过和COSA子系统COSA-HC相配合, 可以做到由外业数据采集、检查到内业概算、平差和成果报表输出的自动化数据处理流程;其通用性表现在对控制网的网形、等级和网点编号没有任何限制, 可以处理任意结构的水准网和平面网, 无须给出冗余的附加信息;其解算速度快, 解算容量大表现在采用稀疏矩阵压缩存储、网点优化排序和虚拟内存等技术, 在主频166MHz的586微机上, 解算500个点的平面和水准控制网不到1分钟;在具有20MB剩余硬盘空间的微机上, 可以解算多达5000个点的平面控制网。

3 工程测量学的发展展望

①全球定位系统 (GPS) 技术、RTK、CORS测量技术的广泛应用。随着社会的发展, 科学技术的不断创新带来了现代测量技术的不断推陈出新, 工程测量领域广泛应用GPS、RTK、CORS等现代的数字化测绘技术, 不但加大了工程测量的精确度, 而且降低了在野外进行工程测量的难度。②测量机器人的应用范围进一步扩大。③工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量, 如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理。④大型和复杂结构建筑、设备的三维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。⑤数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。

工程测量对于工程施工的各个环节都起着至关重要的作用。如果没有工程测量人员的参与, 工程的施工人员也将无法开展施工工作。在信息社会里, 工程测量学的作用日益重要。因此, 对测量工作要高度予以重视, 大力提高我国测量的技术水平。

摘要：本文对工程测量学进行了定义, 指出了该学科的地位及研究应用领域, 阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展。结合科研和开发实践, 简单介绍了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统——科傻系统。最后展望了21世纪工程测量学若干发展方向。

关键词：测量学,工程测量,测量机器人

参考文献

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[2]张正禄, 黄全义, 等.从“科傻”系统到全能型全站仪[J].东北测绘, 1998 (1) :5-7.

[3]张正禄, 黄全义, 等.全站式地面测量工程一体化自动化系统研究[J].武汉测绘科技大学学报, 1999 (1) :79-82.

[4]张正禄.工程测量学的发展现状和趋势[J].武汉测绘科技大学学报, 1999 (增刊) :12-14.

[5]程三宋.工程测量学的发展概述[J].科技风, 2009 (10) .

工程测量的发展与需求 第4篇

1.1 相关技术的发展促进了工程测量技术的进步

工程测量随着科学技术的发展而发展, 随着科学技术的壮大而壮大。就当前工程测量的发展来看, 取得了很多成就, 进步巨大, 这都与科技的发展息息相关。其中对工程技术影响较大的几项关键技术有以下几种:首当其冲的是计算机技术和电子技术, 计算机和电子技术的发展可以说对工程测量的发展是一场革命, 它彻底改变了传统的测量手段, 并提供了更多现实的可能性。又比如GPS技术、激光技术、无线通讯技术等等都对工程测量的发展做出了不可磨灭的贡献。

1.2 精密工程测量方法和仪器设备的发展

随着社会经济的发展, 大型机器设备的安装以及各种复杂建筑的建设都对工程测量的要求越来越高。这从一个侧面促进了工程测量技术、方法的发展。在我们实际的工程建设过程当中, 工程测量主要作用于民用的工程建设以及各种工业建设, 军用比较常见。通常在工程建设的过程中, 工程测量主要包括地形测量、控制测量、工程检测与监测、放样定位、数据管理、数据处理分析等方面。现阶段我国的工程测量的特点有以下几点, 首先测绘的方案更加合理, 更加的科学。其次, 工程测量的过程更加的智能自动化。最后工程测量的测绘成果呈多样化、数字化、可视化。就目前实践来看, 工程测量的应用领域日益广泛化。

2 工程控制测量技术

工程控制测量技术跟测量方法不一样, 测量技术提供的只是框架性的参考性的一个标准。所以工程控制测量技术与工程测量是密不可分的。比如卫星定位测量技术, 它在现代空间信息技术中最为突出。它的发展是一场革命, 为工程控制测量的发展提供了很大的动力, 让工程控制测量手段发生了巨大的变化, 这种变化主要体现在以下几个方面: (1) 卫星定位测量技术已经渐渐取代传统的三边测量、三角测量、导线测量、边角测量等测量手段; (2) 当前三维一体的控制网络已经取代了传统的分别处理、布设、施测的状况。这种变化大幅度提高了工程控制测量技术的作业效率和成果质量的可靠性与稳定性。从当前技术层面上来讲, 测量技术、实时动态GPS技术等已经成为平面测量的标杆性的技术, 已经发展的非常成熟。我国的大部分城市和地区都在建立差分GPS基准站网, 这将为公众和各应

高程控制测量技术一直沿用的是几何水准测量方法, 几何水准测量方法的作业效率低, 并且耗时费力。随着电子测距的发展, 电子测距三角高程测量技术产生。目前的电子测距三角高程测量技术完全能够代替三四等水准测量, 甚至能达到二等水准测量技术水平。紧接着数字水准仪的产生, 让传统的水准测量逐步向自动化和智能化的方向发展。在工程建设的测量中, 数字水准仪与传统的光学水准仪相比, 其应用范围更加广泛。近年来, 我们关注比较多的技术就是GPS高程测量, GPS定位技术可以说对于高程控制测量有非常重要的作用, 其广阔的应用前景让其倍受青睐。在测量的过程中, 我们应充分运用全站仪、卫星定位系统、数字水准仪等高精度三维一体的工程控制网络, 因为只有这样才能够大力发展工程测量数据处理技术。也只有这样才能够对测量技术的作业效率和成果质量予以控制。这个要求也即将会成为未来测量发展的最基本的要求。

3 工程建设场地现状测绘

3.1 工程测量数字测图技术中广泛应用全站仪的数字测图

随着当代地面测量技术的不断发展, 而全站仪的问世让野外数据采集工作发生了根本性的变化。目前, 我国有两种基于全站仪的测图系统: (1) 全站仪数据采集系统, 这套系统主要是通过电子手动记录或者是自动记录来讲信息传输到测图系统中, 然后通过计算机技术的处理将信息生成数据图。 (2) 全站仪数据采集系统和当前被广泛应用的便携式计算机组合起来, 可以说是强强联手, 这样既能采集数据的同时又能实时地生成数字图, 从而就实现了所见和所测的差距越来越小, 可以很好的实现测量的目的。工程测量数字测图系统拥有以下基本功能:符号配置工功能、图形分层功能、数据编辑加工功能。除此之外还能够叠加和集成影像数据、挂接与录入影像数据、转换不同数据格式、创建不规则的三角网。

3.2 多种传感器技术在野外数据采集中的集成应用

目前, 国外大部分的国家已经建立了一个基于数码相机、GPS、全站仪等传感器的, 并且内外业一体化的制图和数据采集系统。例如:移动测绘系统, 这个系统主要应用在建筑物和公用设施、高速公路的测绘中。移动测绘系统主要由三部分组成, 他们分别是测绘传感器、导航传感器、移动平台。汽车、飞机等交通工具可以作为其移动平台。其传感器主要是由导航、车轮传感器、动态传感器共同构成。它的作用在于获得交通工具的行使迹象, 从而确定测绘传感器的方位。测绘传感器主要是对相关的特定目标进行测绘, 就我们熟知的雷达传感器、激光测距仪等都可以作为测绘传感器。

结语

当前, 我国的工程测量技术在不断的发展, 工程测量技术为国家的国防建设和经济建设做出了十分重大的贡献。工程测量技术涉及范围非常广泛, 它影响到国民经济建设的各个领域。工程测量是基于管理信息系统、GPS定位系统、GIS、办公自动化和设施管理的技术。随着我国社会经济的快速发展, 科学技术的提高, 工程测量技术将会以数据获取实时化、基础设施公用化、信息共享法制化、功能取向服务化、信息服务社会化、信息交换网络化为方向进行快速拓展。

参考文献

[1]吴金瑶.浅谈信息化测绘背景下工程测量的发展[J].科技创业家, 2011 (10) :15.

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[4]邵风波.工程测量发展问题研究[J].科技致富向导, 2011 (10) :78.

简述跨河测量的方法与应用 第5篇

在测量过程中, 当测量的水准线要跨越较宽的河流或峡谷时, 因其视线较长, 且有时会超过规定的最长距离, 这就会使水准仪i角的误差以及大气折光和地球曲率的误差增大, 同时伴随着读尺困难。[1]所以, 在跨河测量中必须要采用特定观测方法来进行测量。依据水准规范规定, 当一、二等水准路线跨越江河、峡谷等障碍物的视线长度在l00米以内时, 可用一般观测方法进行施测, 但在测站上应变换一次仪器高度, 观测两次的高差之差应不超过1.5mm, 并取用两次观测的中数。当视线长度超过100米时, 则应根据视线长度和仪器设备选用特殊的方法进行观测。

1 跨河测量的常用方法

通常会用到的观测方法主要有:光学测微法、经纬仪倾角法、倾针螺旋法。依照测距的不同, 选取不同的方法, 下面就对这三种方法进行简要的介绍。

1.1 光学测微法

当跨河的距离在500m以内时, 可采用光学测微法进行观测。为了确保对障碍物另一侧水准标尺进行分划并读数, 需要预制有加粗标志线的特制觇板。特制的觇板可用铝板制作, 并涂以黑色或白色, 并在其上标有相应的白或黑色的矩形标志线。标志线宽度常取跨越障碍距离的1/25000, 标志线长度约为宽度的5倍。

在测站上架平仪器后, 需先对本岸的近处标尺进行观测, 连续照准标尺的基本分划两次, 并使用光学测微器进行读数。之后再向对岸水准标尺进行读数。确保仪器置平后, 对准对岸水准标尺, 要按预先制定的方案指挥对岸人员将觇板沿水准标尺上下移动, 直至觇板上的矩形标志线被望远镜中的楔形丝平分夹住, 此时的读数就是水平视线在对岸水准标尺上的读数。再次移动觇板, 使觇板指标线精确对准水准标尺上最邻近的一条分划线, 则根据水准标尺上分划线的注记读数和用光学测微器测定的觇标指标线的平移量, 就可以进行对岸水准标尺上的精确读数了。

1.2 经纬仪倾角法

当跨河的距离在500m以上时, 按水准规范规定, 可用经纬仪倾角法。使用这种方法最长可测跨距在3000m的障碍物。其原理是:使用经纬仪观测垂直角, 以便间接求出视线水平时, 中丝在远、近水准标尺上的读数, 二者之差就是远、近立尺点间的高差。在观测近尺时, 直接照准水准标尺上的分划线即可。观测远尺时, 则需照准安置在水准标尺上的觇板, 因此使用此法的觇板需两条标志线。

1.3 GPS水准法

近几年来, GPS技术在测量上的应用日益增多, 且逐渐显示其优越性。所以, 其在技术装备和观测方法有了较大的发展。GPS水准法是一种基于高精度GPS相对定位和水准测量相结合的跨河高程传递技术, 它的测定精度可达到毫米级精度, 具有较强的优越性。

在测量过程中, 局部地域大地水准面变化总体上是平缓、规律的, 因此, GPS跨河点位的布设也应尽可能简单而、规则。一般可采用每侧2个点, 共4个点的点位布设方案。同时要确保两岸点位大致对称。同时要概略分析大地水准面在不同方向的变化趋势, 以选择大地水准面变化平缓的方向作为跨河方向, 以减小拟合误差, 提高精度。

2 跨河测量方法的应用

由于在各种测量方法的使用过程中, 随着测绘仪器的不断更新, 精密水准测量转为采用电子水准仪为主, 光学测微法为传统的高精度跨河水准测量方法, 故在仪器改变后, 利用率降低。而经纬仪倾角法又存在着精度较低、效率不高、受通视条件制约等缺点, 而利用受限。因此, 我们就主要针对GPS水准法的实际应该, 略展讨论。

2.1 GPS水准法应用举例

目前我国采用的高程系统是正常高系统, 它是一个以大地水准面为基准的物理量, 而GPS测量所得到的大地高, 则是一个与参考椭球面相关的几何量。对于较长距离的高精度跨河高程测量, 可以综合考虑局部大地水准面的不规则性和相关性, 依具体情况制定有针对性的GPS跨河水准测量方案。[2]据此, 我们可设选两个试验场地进行了GPS水准实测, 来说明其应用。

下面我们就以C海湾大桥位于C湾内, 设计线位由此, 向西连接且与高速公路相接, 大桥全长33.5km, 直线距离约21km (A-B) 。整个测区属低山丘陵地貌, 陆地地形起伏小于50米, 工程按照GB/T 18314-2001《全球定位系统 (GPS) 测量规范》的B级要求布测了15点的控制网, 并沿C湾布测了一等水准路线, 如下图所示。我们在大桥控制点的基础上加布了两个GPS水准点AA01、AA02, 并将其联入同一水准路线, 且与位于A地区的QD13和B地区的QD03两个桥位控制点在同一直线上, 以此拟合计算出跨河点QD03和QD13间的高差并进行相关分析。

测量过程中, 确保各GPS水准点均采用强制对中标志, 以减小误差;对于跨河的4个GPS测量点, 分2个时段进行观测, 每个时段观测时长为12小时, 进行GPS高程拟合计算, 结果如下:

可见, C海湾GPS跨河拟合计算的高差与一等水准实测高差相比, 其比较出的结果满足二等水准测量精度的要求。

2.2 实例分析

实例表明, 对于10km及以上的较长距离跨河高程传递, 采用GPS水准测量, 可以达到二等水准测量的精度, 且具有观测时间较短, 操作简便, 成本低等优点。[3]同时, GPS水准测量方法的经济效益十分明显, 与其它方法相比, 可提高工效, 降低成本。具有广阔的应用前景。

通过以上介绍, 我们阐述了几种常用的跨河测距方法。并对更为先进些的GPS测距法进行了深入些的论述。并对GPS测距法进行了实例分析, 比较其存在优势。跨河测距的方法还有很多, 其中实用性和准确性比较好的方法还包括如激光测距法等方法, 这里不再赘述。希望本文内容可以为学习者提供参考。

参考文献

[1]孔祥元, 郭际明, 刘宗泉.大地测量学基础[M].武汉大学出版社2001:28-48.

[2]徐绍铨, 张华海, 杨志强, 王泽民.GPS测量原理及应用[M].武汉大学出版社, 2003.1.

浅析工程测量的发展与变革 第6篇

关键词：工程测量,知识,变革

测量是一项精确的工作,通过测量学的学习和实习是我在脑海中形成了一个基本的测量学轮廓。测量学是研究地球的形状和大小以及地面点位的科学,它的内容主要包括测定和测设两个部分,测量学要完成的任务在宏观上是进行精密控制,测量和建立国家控制网,提供地形测绘图和大型工程测量所需要的基本控制;为空间科技和军事工作提供精确的坐标资料;作为技术手段参与对地球形状、大小、地壳形变,及地震预报等方面的科学研究。从微观方面讲,测量学的任务为按照要求测绘各种比例尺地形图;为各个领域提供定位和定向服务;管理开发土地,建立工程控制网,进行施工放样,辅助设备安装,监测建筑物变形的任务以及为工程竣工服务等。从本质上讲,测量学主要完成的任务就是确定地面目标在三维空间的位置以及随时间的变化。而这一任务是是有测量学的三个基本元素的测量实现的:角度测量、距离测量、高程测量。丰富的专业知识随着卫星定位系统、遥感技术、地理信息系统、计算机网络技术的飞速发展和相关技术之间的有机地结合,测绘科学正在向实时化、动态化、数字化、智能化、集成化、信息化、现代化方向发展。因此,未来的工程测量技术人员必须以先进的思维方式、扎实的理论基础、熟练的操作技巧、科学的管理方法为依托,不断改善知识结构,拓宽专业领域。在熟练掌握测绘基础理论和基本方法、熟练运用各种测绘仪器设备、有效解决各类工程中的测量问题的基础上,将经典测绘方法和先进技术、传统仪器和现代设备有机地结合起来,借助全站仪、测绘机器人或自动测量系统等新型设备,进行测量数据自动采集、处理和分析,逐步推行数字一体化作业方式。

1 知识结构的变化

广博的相关知识一方面,由于测绘工程贯穿于各类工程的始终,而这些工程主要涵盖土建、水利、交通运输、电力、地矿、农业、林业、房地产、海洋等领域。从工程的勘察、设计、施工、竣工到营运管理等过程均离不开测量。测量技术人员在各类工程建设中扮演着重要的角色,是设计者和施工者之间的中介人。为了确保工程的质量和进度,测量技术人员必须熟悉相应工程的施工工艺和技术要求,积极、主动地开展工作,保证施工各阶段严格做到:“按图放线,按线施工”。另一方面,随着我国市场经济体制的逐步建立和完善,尤其是我国加入WTO后,各种管理制度如何与国际上认同的制度相兼容,已经成为摆在各个领域的重要问题。注册测量师作为众多注册工程师中的一种,及时引入能提高测量人员素质,促进对外开放,开拓国际市场,适应市场经济发展的要求。在新加坡、澳大利亚、马来西亚和香港特别行政区等国家和地区,注册测量师制度已实施很长时间,并享有极高的威信。就我国香港特别行政区而言,各类专业测量师所从事的业务范围非常广泛,其中“土地测量师”可承担地籍测量、工程测量、大地测量、摄影测量、水道测量等业务;“工料测量师”可在房屋建筑、土木工程、城市开发以及矿业、石油化工方面进行成本预算咨询、成本计划、招标与合同、工程结算和工程管理等工作;“产业测量师”可开展产业调查及估算、地产买卖、物业管理等业务;“建筑测量师”则在建筑物的策划、兴建、保养、收购等方面提供法律、设计、文书、监督和保险等一系列的服务。如此等等,这充分说明注册测量师所承担的工作,涉及范围之广、运用相关知识之多是超乎我们所想象的。例如在施工监理过程中,监理工程师与施工技术人员的关系处理是否得当,将直按影响到质量控制的效果。在监理过程中,监理工程师与责任施工技术人员的关系处理应作为一个独立的控制因素加以考虑。由于施工现场的变化因素众多,施工人员的数量远远大于监理人员的数量,监理工程师不可能对每一次测量作业都给予跟踪检查,若想全面掌握现场的施工情况,必须依靠施工技术人员提供的各种信息,如果与施工人员的关系处理不当,使施工人员对监理工程师产生抵触情绪或因惧怕被追究施工责任而故意隐瞒现场存在的问题,或对监理工程师采取不合作的态度,将给监理工作带来很大困难。但是,如果监理工程师对由于施工技术人员的责任而造成的工程质量问题过于放任,或与施工技术人员的个人关系相处过于密切,则极有可能导致施工人员因无所顾忌而放松质量意识,最终造成较大质量事故。在二期建设监理过程中,监理工程师在坚持公正、科学、诚信、守法的原则下,鼓励施工技术人员就现场存在的质量及技术问题积极主动的与监理工程师进行沟通,对于施工过程中产生的一般性质量问题,若责任人员能够及时向监理工程师通报,监理工程师将协助其查明产生问题的原因,并加以整改,此过程不追究责任人员的施工责任。但是,如果责任施工人员故意隐瞒现场存在的施工质量问题,监理工程师一经发现,将对施工责任人员采取严厉的惩罚措施。另外,对于一些施工难度较大的施工过程,监理工程师会采取措施主动与施工技术人员联系,协助其解决有关困难。由于措施得当,现场施工人员对监理工程师产生了充分的信任,重要问题主动同监理工程师通报,并征求监理处理意见,最终取得了较好的质量控制效果。因此,对我国工程测量技术人员而言,必须加强建筑工程、水利工程、地矿工程、海洋工程、房地产管理、法律法规、人文社科、工程管理等相关知识的学习,调整知识结构,适应专业工程师国际化、经济全球化的要求。

2 测量人员素质的不断进步

强烈的责任心和紧迫的责任感在工程建设中,测量人员的造假,即编造假数据、假资料,撰写假报告等,或图省时省力,提高效率,或在检查验收中蒙混过关,或为施工单位提供施工方便,无论用心何在,均会给工程建设造成严重的后果。因此,工程测量技术人员必须具备强烈的责任心和紧迫的责任感,要有严肃认真的工作作风,一切从实际出发事实求是,真正发挥测量人员在工程建设中的“尖兵”和“眼睛”的作用。早在公元前27世纪建设的埃及金字塔,其形状和方向都是很准确的,至今让人羡慕。然而在高科技发展如此迅速的今天,却频频出现楼垮、桥塌、井陷、堤崩等奇闻,无不使人痛心疾首。作为工程测量技术人员,一定要掌握好手中的测绘仪器和工具,放好每一个点、每一条线和每一个面,确保测量成果的准确性,及时指导施工,对不符合测量要求的施工结果要及时指出,并提出相应的处理办法。对于工程测量监理人员,则要对放样结果严格把关,充分履行其监督和管理的职能,为保证工程质量提供必要的、先决的条件。

总之,我国工程测量科技进步很大,发展很快,取得了显著成绩;但是,我们在实际的施工过程中必须充分认识到测量工作的重要性,科学管理,让测量工作更好的为施工质量管理服务,提高施工质量,为业主、为社会建造出优质的精品工程。

参考文献

[1]张正禄.工程测量学的发展评述(续)[J].测绘通报,2000(2).

工程测量技术的发展及其应用 第7篇

社会的发展推动了各种科学技术的发展, 传统的技术已经没有办法适应当今工程的测量需要, 选用现代化的科学技术, 可以提升工程测量技术的发展, 确保工程测量技术的规范化。现如今的工程测量技术与卫星测量技术是重点的测量技术, 为了可以提升当今工程的技术规范性, 强化施工质量, 改进施工测量的精准度, 就需要不断创建现代化的工程规范测量。随着我国现代化工程建设施工的不断改进, 工程测量的效率也在不断提高, 而新技术的发展也提高了工程测量技术的水平。

2 现代工程测量技术研究的必要性

随着现代工程建设应用功能的逐渐增多, 对工程的合理化布置就显得十分必要了。在对工程各施工阶段进行规划的过程中, 工程测量技术对工程建设的顺利实施具有重要的作用。在工程建设的初期, 需要收集工程建设的相关数据并对其进行合理地分析, 从而确定施工计划。在施工的过程中, 运用工程测量技术对工程各阶段施工进行监管, 以确保工程建设的顺利实施。

在水运工程建设中, 工程测量技术需要满足准确性、全面性和先进性的原则, 而GPS测量技术不仅信用度高, 而且抗干扰性强, 尤其在水运工程建设中, 优势作用更为明显。经过大量的应用实践证明, GPS定位测量精准度很高, 若应用条件良好, 设备精良, 在0.03~0.15km范围内进行测量, 其观测误差要小于1cm, 可见其测量精准度之高。随着科技的进步, GPS测量系统的不断完善, 其测量的精准度也在不断提升。因此, 利用GPS测量技术对水运工程建设进行监管和指导, 为保证工程的顺利实施以及工程质量具有重要的作用。

3 现代测量技术发展基本状态

现代科技发展顺应时代的发展变化, 随着建筑行业的综合竞争发展, 先进的科学技术水平快速发展, 各种工程测量技术水平不断变化。传统的光学测距仪已经无法满足人们的基础需求, 随着计算机技术的快速发展, 工程测量人员找寻新的技术方式, 提高计算机与工程测量相互结合的效果, 运用工程测量技术准确的掌握精确测量, 大大的提升工程测量技术的准确性和有效性。现代工程测量实现了在复杂环境的精准测量, 减少了工作人员的工作量, 提高了工作效率, 降低了工程测量耗费时间, 有效为我国建筑行业提供了各种便利。

4 现代工程测量技术的应用概括

4.1 摄影测量技术的应用

由于传感器的更新和完善, 机器定位系统和数据搜索功能得到提高, 使摄影测量技术广泛应用。摄影测量技术将数码拍摄技术、数字测量技术、信息文化技术相融合, 给测量工程提供了一个既不用接触到物体, 又能快速多样的得到结果的测量方式。这种方式的测量技术可以用在高空测量大面积工程、大比例尺寸的土地形状测量以及土地的位置和大小的测量等。

4.2 GPS (全球卫星定位系统) 测量技术的应用

GPS测量技术是美国研发的一种子午仪卫星定位系统方法, 利用GPS卫星星座轨道在全球内准确计算空间到地面点的距离并得到坐标位置, 随着全球卫星定位系统GPS发展和进一步更新, 使GPS测量的应用广泛深入各个领域, 如国家军事、交通、水利、测绘、邮电、城市建设、资源开发、山体滑坡、形变监测以及农业、金融等部门及各个行业等广泛满足使用GPS技术。GPS测量的定位方法主要分静态定位和动态定位两大类, GPS静态定位和动态定位方法根据工作需要选择不同的方法分类标准。GPS静态定位是利用GPS接收机进行定位测量, 主要用于大地控制测量和建立各种控制网定位测量。

5 变形监测技术的应用

5.1 变形监测的意义

工程变形监测是一门科学专业, 它随着我国城镇建设及资源开发迅速发展, 兴建很多高大建筑物及开发地下资源进行的工程设施等, 但随时间推移都会产生变形, 就会影响建筑物的正常使用, 严重会危及建筑物的安全。所以, 必须对它进行变形监视观测。变形监测分静态变形监测和动态变形监测:静态变形通过周期性测量得到的, 动态变形通过连续监测得到。

5.2 建筑变形观测布置及设计方案

建筑变形观测主要是以基础的沉降观测和建筑物本身的变形观测。拟定沉淀观测点的布置, 一般由设计部门提出要求, 由施工单位编制实施技术设计布置方案, 根据不同的建筑物选择不同的测量方法和不同的设备仪器。首先是基准点选择和控制网的布设, 并依据国家有关规定要求, 确定观测网的精度质变形监测的主要方法有:常规的大地测量方法, 专门的测量手段和技术, 空间测量技术, 摄影测量和激光测距扫描技术。量标准。变形监测有水平位移、垂直位移监测, 倾斜、绕度、弯曲、扭转、震动、裂缝等测量, 一般主要布置方法垂直位移观测的基准点布置和水平位移观测布置两种, 在基准点进行变形观测, 是为了减小测量误差, 保证基准点的稳定性, 根据观测得到可靠安全数据, 为设计、施工、管理和科学研究工作者提供可靠资料。

5.3 变形监测的主要方法

(1) 常规的大地测量方法有精密高程测量、精密距离测量、角度测量等, 变形监测技术以全站仪为基础, 其它有光学精密经纬仪、精密水准仪等测量工具。

(2) 专门的测量手段和技术主要有液体静力水准测量、准直测量、应变测量、倾斜测量等, 主要用于观测河堤、大坝、桥梁、及各种基础的沉陷和倾斜监测, 为解决各种工程变形的自动监测或运营中的测量任务提供了使用很好的技术手段。

(3) 空间测量技术是指GPS卫星定位测量和In SAR技术, GPS测量导航技术与现代通信技术相结合, 用GPS监测可采用静态相对定位和动态相对定位两种数据处理方法进行观测, 观测数据绝对和相对精度能到到米级、厘米级甚至亚毫米级, 现在数据解算和分析已提出了更高要求。In SAR技术就是干涉雷达测量方法, 是依据同一地区的几种SAR图像为基本处理数据, 通过求取几种SAR图像的相位差, 获取了干涉图像, 然后经过相位解缠, 再从干涉条纹中获取到地形高程数据的观测新技术。利用In SAR新技术从而达到监测点变形监测目的。

(4) 摄影测量和激光测距扫描技术:利用摄影测量技术进行变形监测, 就是通过象片测量方法, 确定观测点在空间坐标位置, 将起始点的或设计的数据值相比较, 按照需要任务要求, 确定观测物的安全性、稳定性。激光测距扫描测量它的原理是将激光相位测距装置与光学转动装置集成的一种仪器, 能够对周围环境进行二维扫描并且自动记录, 并具有测量精度高、测量速度快的优点。

6 数字化测量的应用

大尺度数字化测量是城市经济发展建设的重要工作。传统的技术测量方法无法满足现代城市的发展和建设, 为了有效提高工程测绘的工作质量, 确保测绘工作的效率, 采用现代测量技术方法完成数字显示、数据处理技术。通过电子仪表、全站仪系统、ERP系统, 将数据搜集、绘制, 实现数据信息的综合处理过程。数字化测量不是单独的计量, 是通过各种现代技术综合完成的测量, 其中包含各种数据信息, 通过自动化系统调节实现集成控制过程。在系统开发中, 采用合理的工程测量数据, 确保城市不同地形的测量准确程度, 加强城市测量的标准划分, 确保现代城市测量数据的合理性。建立合理的数据库信息网络, 通过基础地理信息完善数据系统的准确程度。

为了有效加强数字化信息技术的发展, 我国长期致力于加强数字化测量软件技术系统的研发, 通过大规模数字化测量系统, 对我国多个工程项目进行测量, 通过测量应用, 推广测量技术的准确性, 实现工程测量标准的合理性。通过数字化测量技术的发展, 实现数据工程测量的统一, 改变我国工程测量技术的合理性, 缩短工程测量技术之间的差距, 提高工程测量研究开发的发展需求, 扩大我国专业技术发展标准, 缩短与国际上数字测量技术之间的距离, 尽快的完成数字化测量技术的发展, 消除各种测量间隙问题, 提高测量数据的技术准确程度。

7 卫星定位测量技术的应用

在工程测量中, 使用卫星导航定位技术, 对现有的地理位置、建筑设计进行布局, 确定其他各种项目的精度测定标准范围, 合理的规划精度测量标准, 动态分析测量水平。通过卫星测量定位系统, 完成建设测量技术的发展。我国工程采用卫星定位系统测量较为广泛, 一些地理位置较差的地区, 利用卫星定位测量可以有效的降低测量人员的伤亡数量。现代工程测量中大型建筑的测量, 都采用动态测量分析法, 通过精度实测的方式, 动态分析提高工程勘察测量效率。

8 结语

综上所述, 即使当今科学技术在不断的创新与发展, 还是需要工程技术人员开展更深一步的探索与研究, 给工程测量技术可以更稳定、更先进的朝着自动化、数字化以及智能化的方向发展打下良好的基础, 提高工程测量技术测量数据的准确度, 进而推动社会的发展。

参考文献

[1]徐鹏魁.浅析长距离越野矿浆管道的泄漏检测定位系统[J].有色金属设计, 2012 (3) :53.

[2]田洪波, 等.SCADA系统在长输管道的应用和发展[J].石油化工自动化, 2008, 4 (10) :10~12.

工程测量的理论方法及其发展趋势 第8篇

在工程建设的设计、施工和管理各阶段中进行测量工作的理论、方法和技术, 称为工程测量。工程测量是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用, 是综合性的应用测绘科学与技术, 它直接为工程建设服务的, 它的服务和应用范围包括城建、地质、铁路、交通、房地产管理、水利电力、能源、航天和国防等各种工程建设部门。

1.1 按照工程建设的进行程序分类

按工程建设的进行程序, 工程测量可分为规划设计阶段的测量, 施工兴建阶段的测量和竣工后的运营管理阶段的测量。

规划设计阶段的测量主要是提供地形资料。取得地形资料的方法是, 在所建立的控制测量的基础上进行地面测图或航空摄影测量。

施工兴建阶段的测量的主要任务是, 按照设计要求在实地准确地标定建筑物各部分的平面位置和高程, 作为施工与安装的依据。一般也要求先建立施工控制网, 然后根据工程的要求进行各种测量工作。

竣工后的营运管理阶段的测量, 包括竣工测量以及为监视工程安全状况的变形观测与维修养护等测量工作。

1.2 按照工程测量所服务的工程种类分类

按工程测量所服务的工程种类, 也可分为建筑工程测量、线路测量、桥梁与隧道测量、矿山测量、城市测量和水利工程测量等。此外, 还将用于大型设备的高精度定位和变形观测称为高精度工程测量;将摄影测量技术应用于工程建设称为工程摄影测量;而将以电子全站仪或地面摄影仪为传感器在电子计算机支持下的测量系统称为3维工业测量。无论是工程进程各阶段的测量工作, 还是不同工程的测量工作, 都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段, 并对测量成果进行处理和分析, 也就是说, 测量数据处理是工程测量的重要内容。

2 工程测量中常用的几种方法

2.1 测量平差理论

最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型, 它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上, 主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响, 对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要, 导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论, 以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际, 出现了稳健估计 (或称抗差估计) ;针对法方程系数阵存在病态的可能, 发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别, 稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。

2.2 工程控制网优化设计理论和方法

网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件, 解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。网的质量指标主要有精度、可靠性和建网费用, 对于变形监测网还包括网的灵敏度或可区分性。对于网的平差模型而言, 按固定参数和待定参数的不同, 网的优化设计又分为零类、一类、二类和三类优化设计, 涉及到网的基准设计, 网形、观测值精度以及观测方案的设计。在工程测量中, 施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距, 网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外, 其他的网都可用模拟法进行设计。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是:根据设计资料和地图资料在图上选点布网, 获取网点近似坐标 (最好将资料作数字化扫描并在微机上进行) 。模拟观测方案, 根据仪器确定观测值精度, 可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。精度应包括点位精度、相邻点位精度、任意两点间的相对精度、最弱点和最弱边精度、边长和方位角精度。进一步可计算坐标未知数的协方差阵或部分点坐标的协方差阵, 协方差阵的主成份计算, 特征值计算, 点位误差椭圆、置信椭圆的计算等。可靠性包括每个观测值的多余观测分量 (内部可靠性) 和某一观测值的粗差界限值对平差坐标的影响 (外部可靠性) 。灵敏度包括灵敏度椭圆、在给定变形向量下的灵敏度指标以及观测值的灵敏度影响系数。将计算出的各质量指标与设计要求的指标比较, 使之既满足设计要求, 又不致于有太大的富余。通过改变观测值的精度或改变观测方案 (增加或减少观测值) 或局部改变网形 (增加或减少网点) 等方法重新作上述设计计算, 直到获取一个较好的结果。

2.3 变形观测数据处理

2.3.1 变形观测数据处理的几种典型方法

根据变形观测数据绘制变形过程曲线是一种最简单而有效的数据处理方法, 由过程曲线可作趋势分析。如果将变形观测数据与影响因子进行多元回归分析和逐步回归计算, 可得到变形与显著性因子间的函数关系, 除作物理解释外, 也可用于变形预报。多元回归分析需要较长的一致性好的多组时间序列数据。

2.3.2 变形的几何分析与物理解释

传统的方法将变形观测数据处理分为变形的几何分析和物理解释。几何分析在于描述变形的空间及时间特性, 主要包括模型初步鉴别、模型参数估计和模拟统计检验及最佳模型选取3个步骤。变形监测网的参考网、相对网在周期观测下, 参考点的稳定性检验和目标点和位移值计算是建立变形模型的基础。变形的物理解释在于确定变形与引起变形的原因之间的关系, 通常采用统计分析法和确定函数法。统计分析法包括多元回归分析、灰色系统理论中的关联度分析以及时间序列频域法分析中的动态响应分析等。

2.3.3 变形分析与预报的系统论方法

用现代系统论为指导进行变形分析与预报是目前研究的一个方向。变形体是一个复杂的系统, 它具有多层次高维的灰箱或黑箱式结构, 是非线性的, 开放性 (耗散) 的, 它还具有随机性, 这种随机性除包括外界干扰的不确定性外, 还表现在对初始状态的敏感性和系统长期行为的混沌性。此外, 还具有自相似性、突变性、自组织性和动态性等特征。

3 工程测量学的发展展望

3.1 测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展, 其应用范围将进一步扩大, 影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强;

3.2 在变形观测数据处理和大型工程建设中, 将发展基于知识的信息系统, 并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合, 解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。

3.3 工程测量将从土木工程测量、3维工业测量扩展到人体科学测量, 如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理;

3.4 多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用, 如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成, 可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。

3.5 GPS、GIS技术将紧密结合工程项目, 在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。

3.6 大型和复杂结构建筑、设备的3维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。

工程技术的发展不断对测量工作提出新的要求, 同时, 现代科学技术和测绘新技术的发展, 给直接为经济建设服务的工程测量带来了严峻的挑战和极好的机遇。特别是全球定位系统 (GPS) 、地理信息系统 (GIS) 、摄影测量与遥感 (RS) 以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展, 使工程测量的手段、方法和理论产生了深刻的变化。工程测量的领域在进一步扩展, 而且正朝着测量数据采集和处理的自动化、实时化和数字化方向发展。

摘要：工程测量是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用, 是综合性的应用测绘科学与技术, 要求计算理论严密, 测量方法严密。本文对工程测量进行了定义, 按照工程建设进行的程序和工程种类进行具体阐述了工程测量在理论方法方面的发展, 对几种常用的理论和方法进行了归纳和总结。