小议工程测量技术的发展前沿

小议工程测量技术的发展前沿

摘要：现代工程测量己经远远突破了仅仅为工程建设服务的概念，它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定，而且包括对测量结果的分析，甚至对物体发展变化的趋势预报。工程测量学科是一门应用学科，它是直接为国民经济建设和国防建设服务，紧密与生产实践相结合的学科，是测绘学中最活跃的一个分支学科。今年来，工程测量技术越来越发展，并取得很大的成就。

关键词：定义，现状，应用

Abstract: the modern engineering measurement has been far breakthrough for engineering construction is only the concept of service, it is not only related engineering static and dynamic geometry and physical quantity determination, and include the analysis on the measurement results, even for the object development tendency prediction. Engineering measurement subject is an application area, it is directly for the development of national economy and national defense construction service, works closely with the production of the combination of practice discipline, is the most active of surveying and mapping learning a branch discipline. From this year, engineering survey technology is more and more development, and has made a lot of progress.

Keywords: definition, present situation, the application

一、定义

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，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. 按照工程建设的进行程序分类。按勤务员建设的进行程序，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。

2. 按照工程测量所服务的工程种类分类。按照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度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三维工业测量。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。

二、我国工程测量技术现状

1.先进的地面测量仪器在工程测量中的应用。

20 世纪 80 年代以来出现许多先进的地面测量仪器，为工程测量提供了先进的技术工具和手段，如：光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等，为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件，改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网、测距导线网所替代；光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量；具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量；无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作；电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器；精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。

2. GPS定位技术在工程测量中的应用。

GPS是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有海、陆、空进行全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。随着GPS定位技术的不断改进,软、硬件的不断完善,长期使用的测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的高速度、高精度、费用省、操作简单的GPS技术代替。

在我国 G P S 定位技术的应用已深入各个领域，国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用 G P S 技术，在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用 G P S 技术。随着D G P S 差分定位技术和 R T K 实时差分定位系统的发展和美国 A S 技术的解除，单点定位精度不断提高，G P S 技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。

3. 数字化测绘技术在工程测量中的应用。

数字化测绘技术在测绘工程领域得以广泛应用，使大比例尺测图技术向数字化、信息化发展。大比例尺地形图和工程图的测绘,历来就是城市与工程测量的重要内容和任务。

三、几种相关的测量

1.工程控制测量

工程控制测量是各种工程测量的基础和基准。现代空间定位技术特别是GPS的发展,提供了一种崭新的控制测量技

术手段,使工程平面控制测量发生了革命性的变革。传统的三角测量、三边测量、边角测量以及导线测量建立高等级控制测量的方法已被GPS测量所替代。在线路测量中,也经常应用GPS快速定位和RTK技术来进行线路控制测量。

2.施工放样测量

在道路施工、管线架设中,除采用全站仪进行桩点放样外,利用GPSRTK技术直接放样点位也已在生产中广泛应用。在桥梁、港口工程施工中,水面上桩位测量也采用GPSRTK技术,在打桩船上安置两台GPSRTK接收机和打桩机桩位构成固定的几何关系,实时测定打桩船的位置和方位进行桩位样。全站仪的自动跟踪和遥测操作功能给施工的实时、动态测量创造了条件。在城市地铁隧道盾构掘进施工时,由一台自动照准、观测的全站仪实时地测量盾构的位置,与设计位置进行比较,自动或人工调整盾构的掘进方向,使盾构按隧道设计轴线掘进。在大口径曲线顶管工程施工中,将数台自动照准、观测的全站仪安置在自动整平的基座上,在计算机控制下自动进行空间支导线测量,将起点坐标、高程传递到顶管机头上,实时地对机头的位置进行跟踪测量,为调整机头施工方向提供数据,大提高了顶管的施工质量和

进度。在施工测量中有很多专用仪器,简化了测量操作,提高了工效3.工业测量

在飞机、造船、汽车、钢铁等工业生产,以及大型汽轮发电机组、电子加速器和大型抛物面天线等设备安装中,需要进行相对位置极高的精密测量工作。工业测量方法主要有:两台或多台高精度电子经纬仪的空间前方交会测量系统、单台高精度全站仪(包括激光跟踪仪)的极坐标测量系统、采用数字量测相机的工业近景摄影测量系统,及用于直线测量的激光准直测量系统和用于水平面测量的静力连通管高程测量系统。经纬仪空间前方交会测量系统采取高精度测角,在几米到十几米的测量范围内可达到0.02～0.05mm的点位精度,应用于形状测量、设备的安装和检修测量。高精度全站仪极坐标测量系统的测距精度在120m范围内可达到0.5mm左右,因此在中等精度的工业测量中得到广泛应用。而激光跟踪仪是利用激光干涉法原理测距,在有效测量范围内(30～40m)测距精度优于0.005mm/m。莱卡公司最新推出的带摄影测量装置的激光跟踪仪工业测量系统,由LTD500和T-Cam构成主机,配合T-Probe测量装置构成。

四、地面测量仪器在工程测量中的应用

20世纪80年代以来出现许多先进的地面测量仪器，为工程测量提供了先进的技术工具和手段，如：光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等，为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件，改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。电子经纬仪和全站仪的应用，是地面测量技术进步的重要标志之一，电子经纬仪具有自动记录、自动改正仪器轴系统差，自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差等优点。全站仪测量可以利用电子手簿把野外测量数据自动记录下来，通过接口设备传输到计算机，利用“人机交互”方式进行测量数据的自动数据处理和图形编辑，还可以把由微机控制的跟踪设备加到全站仪上，能对一系列目标自动测量，即所谓“测地

机器人”或“电子平板”野外直接图形编辑，为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。激光水准仪、全自动数字水准仪、记录式精密补偿水准仪等仪器的出现，实现了在几何水准测量中自动安平、自动读数记录，自动检核测量数据等功能，使几何水准测量向自动化、数字化方向迈进，激光准直仪和激光扫描仪在高层建筑施工和大面积混凝土施工中是必不可少的仪器。国产JDA系列多功能自动激光准直仪，具有6种自动保持精度的基准，可用于高层和高耸建筑的轴线测控，滑模测偏，测扭，水平测控，构筑物与设备安装放线控制；各类工程测平，结构变形观测等。

总结

苏黎世高等工业大学马西斯教授指出：“一切不属于地球测量，不属于国家地图集的陆地测量，和不属于法定测量的应用测量都属于工程测量”。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化，我国工程测量的发展可以概括为“四化”和“十六字”，所谓“四化”是：工程测量内外业作业的一体化，数据获取及其处理的自动化，测量过程控制和系统行为的智能化，测量成果和产品的数字化。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。