论文部分内容阅读
摘 要：工程测量技术是服务于工程建设的一种测绘技术，它的发展与测绘科学技术和工程建设的发展密切相关。
关键词：控制测量;放样测量;工业测量;变形监测
中图分类号：P208 文献标识码：A
一、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。全站仪的发展提高了测角和测距的精度，目前全站仪测角精度达到0.5s，测距精度达到±（0.5mm+1×10-6D），同时自动化程度越来越高。自动全站仪能自动识别、跟踪和精确照准目标，因此大大简化了仪器的观测操作，在工程测量中得到广泛应用。在小范围高精度的工程控制测量、控制测量加密、城市导线测量和地下工程控制测量中，还是主要采用全站仪布设工程控制网和导线网进行工程控制测量。几何水准测量仍旧是建立高精度高程工程控制测量的基本方法。电子水准仪的出现，使几何水准测量向自动化、数字化方向迈进。全站仪电子测距精度的提高和高灵敏度垂直度盘读数的自动补偿，使三角高程测量精度得到提高，操作更为简单。采用电子测距三角高程测量在起伏较大的地区代替三、四等几何水准测量，已得到实际应用。GPS高程测量近几年来受到广泛关注，建立三维GPS控制网，结合精化局部大地水准面，改变了传统的平面和高程控制网分别布设、分别施测和分别处理的状况。
二、施工放样测量
随着大型工程建设的规模增大、工程结构的日趋复杂和机械化施工，加大了施工放样的难度。目前，全站仪在施工放样测量中发挥了极大的作用，放样方法主要采用全站仪坐标法放样。在线路曲线放样中，按测量坐标系计算曲线点的测量坐标，在测量控制点上由全站仪直接放样曲线点，简化了线路曲线放样操作。
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。
在地下工程和某些特殊的场合需要高精度的方向测量，高精度陀螺经纬仪可全程进行全自动化测量，在数分钟内得到3～5″的高精度定向。手持式激光测距仪可以在建筑工地替代普通钢尺进行距离测量。在高耸建筑物施工中，使用高精度天顶天底投点仪、激光铅直仪进行轴线测量，保证轴线的铅直方向。
三、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。徕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。该系统通过摄影测量装置可确定测量装置的3个转动角，即可得到测量装置下部触针端点的精确位置，给测量带来很大的方便。激光跟踪仪工业测量系统具有很高的3维坐标测量精度（大约0.01mm/m），已用于飞机、汽车制造的设备检测和外形测量。工业近景摄影测量系统采用两台高分辨率的数码相机对被测物体同时摄影，如对静态物体可采用单台相机在两个位置上摄影，得到物体的数字影像，经计算机图像处理后得到物体的空间坐标。工业近景摄影测量系统主要用于复杂形状测量，特别适用于动态物体的快速坐标测量。工业近景摄影测量系统的测量精度一般在1/10万左右。激光准直测量系统可分为激光束准直和波带板激光准直，前者受激光束漂移的影响，准直距离一般在10m范围内，准直精度一般为1/10万左右。后者采用3点测量方法，削弱了激光束漂移的影响，准直精度可达1/100万左右。激光准直测量系统的探测器采用CCD和PSD光电位置传感器，提高了探测的采样率和灵敏度。激光准直测量系统已应用于大型汽轮发电机组、电子加速器、大型机械设备安装和检修中的轴线测量。静力连通管高程测量系统采用电容、电感等位移传感器自动探测液面位置，可以得到高精度的基准平面，主要应用于大型柴油机、设备安装平台的水平面测量。
参考文献：
[1] 宁津生，张祖勋等. 高新技术于测绘学科发展.中国测绘学会2003年蓝皮书[M]. 北京：测绘出版社，2003.
[2] 潘庆林，刘继宝. 当代测绘新仪器、新技术在测绘工程中的应用[J]. 工程勘察，2004（4）.
关键词：控制测量;放样测量;工业测量;变形监测
中图分类号：P208 文献标识码：A
一、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。全站仪的发展提高了测角和测距的精度，目前全站仪测角精度达到0.5s，测距精度达到±（0.5mm+1×10-6D），同时自动化程度越来越高。自动全站仪能自动识别、跟踪和精确照准目标，因此大大简化了仪器的观测操作，在工程测量中得到广泛应用。在小范围高精度的工程控制测量、控制测量加密、城市导线测量和地下工程控制测量中，还是主要采用全站仪布设工程控制网和导线网进行工程控制测量。几何水准测量仍旧是建立高精度高程工程控制测量的基本方法。电子水准仪的出现，使几何水准测量向自动化、数字化方向迈进。全站仪电子测距精度的提高和高灵敏度垂直度盘读数的自动补偿，使三角高程测量精度得到提高，操作更为简单。采用电子测距三角高程测量在起伏较大的地区代替三、四等几何水准测量，已得到实际应用。GPS高程测量近几年来受到广泛关注，建立三维GPS控制网，结合精化局部大地水准面，改变了传统的平面和高程控制网分别布设、分别施测和分别处理的状况。
二、施工放样测量
随着大型工程建设的规模增大、工程结构的日趋复杂和机械化施工，加大了施工放样的难度。目前，全站仪在施工放样测量中发挥了极大的作用，放样方法主要采用全站仪坐标法放样。在线路曲线放样中，按测量坐标系计算曲线点的测量坐标，在测量控制点上由全站仪直接放样曲线点，简化了线路曲线放样操作。
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。
在地下工程和某些特殊的场合需要高精度的方向测量，高精度陀螺经纬仪可全程进行全自动化测量，在数分钟内得到3～5″的高精度定向。手持式激光测距仪可以在建筑工地替代普通钢尺进行距离测量。在高耸建筑物施工中，使用高精度天顶天底投点仪、激光铅直仪进行轴线测量，保证轴线的铅直方向。
三、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。徕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。该系统通过摄影测量装置可确定测量装置的3个转动角，即可得到测量装置下部触针端点的精确位置，给测量带来很大的方便。激光跟踪仪工业测量系统具有很高的3维坐标测量精度（大约0.01mm/m），已用于飞机、汽车制造的设备检测和外形测量。工业近景摄影测量系统采用两台高分辨率的数码相机对被测物体同时摄影，如对静态物体可采用单台相机在两个位置上摄影，得到物体的数字影像，经计算机图像处理后得到物体的空间坐标。工业近景摄影测量系统主要用于复杂形状测量，特别适用于动态物体的快速坐标测量。工业近景摄影测量系统的测量精度一般在1/10万左右。激光准直测量系统可分为激光束准直和波带板激光准直，前者受激光束漂移的影响，准直距离一般在10m范围内，准直精度一般为1/10万左右。后者采用3点测量方法，削弱了激光束漂移的影响，准直精度可达1/100万左右。激光准直测量系统的探测器采用CCD和PSD光电位置传感器，提高了探测的采样率和灵敏度。激光准直测量系统已应用于大型汽轮发电机组、电子加速器、大型机械设备安装和检修中的轴线测量。静力连通管高程测量系统采用电容、电感等位移传感器自动探测液面位置，可以得到高精度的基准平面，主要应用于大型柴油机、设备安装平台的水平面测量。
参考文献：
[1] 宁津生，张祖勋等. 高新技术于测绘学科发展.中国测绘学会2003年蓝皮书[M]. 北京：测绘出版社，2003.
[2] 潘庆林，刘继宝. 当代测绘新仪器、新技术在测绘工程中的应用[J]. 工程勘察，2004（4）.