对工程测量在各个领域应用的探讨

对工程测量在各个领域应用的探讨

程相兵

程相兵（广州市城市规划勘测设计研究院）

摘要：以工程测量的理论为基础，以先进地面测量仪器的应用到数字化测绘技术为主线，阐述了工程测量的基本理论和应用的基本技能。

关键词：工程测量应用领域

0引言

以工程测量的理论为基础，以先进地面测量仪器的应用到数字化测绘技术为主线，阐述了工程测量的基本理论和应用的基本技能。近年来，测量新技术、新设备的不断出现，给工程测量带来了全新的工作模式。结合工程实际的发展，增加了与新设备和新技术紧密结合的内容，如地面测量仪、三维工业测量、GPS定位技术、数字化测绘技术等，以期用尽量简洁的语言和典型的工程实例，使大家在道路工程测量应用领域的知识面能得到进一步的拓展。仅供参考。

1先进的地面测量仪器在工程测量中的应用

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、精帮测距仪、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。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13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彤编辑，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、自动读数和记录、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测；各类工程测平，结构变形观测等。

陀螺经纬仪是用于矿山、隧道等工程测量的另一类主要的地面测量仪器，新一代的陀螺经纬仪是由微机控制，仪器自动、连续地观测陀螺的摇动并能补偿外部的干扰，观测时间短、精度高，如Cromad陀螺经纬仪在7min左右的观测时间能获取3”的精度，比传统陀螺经纬仪精度提高近7倍，作业效率提高近10倍，标志着陀螺经纬仪向自动化方向迈进。

2三维工业测量技术的兴起和应用

80年代以来，随着高新技术的发展和社会的进步。现代工业生产进入了一个新的阶段，许多新的工业生产要求对生产的自动化流程、生产过程控制、产品质量检验与监测等工作进行快速、高精度的测点、定位，并给出运行轨道或复杂形体的数字模型等，这是传统的光学、机械方法所无法完成的。3维工业测量系统是以电予经纬仪或近景摄影仪为传感器，在电子计算机的支持下而形成的三维测量系统。主要应用于以下的工业领域：

2.1汽车、飞机、造船工业及空间技术等方面设计、试验、制造、组装过程中的测量和定位。

2.2工业用机器人的检测。

2.3卫星接收天线安装和维护的精度检测。

2.4生产自动化过程、生产过程控制、生产质量检验与检测的动态测量。

2.5负荷试验中变形与应变测定。

2.6栏水与边坡稳定性的检测等。

三维工业测量系统分为两大类，以电子经纬仪为传感器的工业大地测量系统和以近景摄影机为传感器的工业摄影测量系统。工业摄影测量系统，通常是以近景摄影的方式实现的，其优点是通过像片提供大量信息，施测周期短，可在瞬间完成测量全过程，可对动态目标进行测量，可以多重摄影，有多余观测值。西欧北美一些国家的高精度工业摄影测量系统，最好的相对测量精度已达到百万分之一。在我国的工业摄影测量系统一般精度较低。但也较多地得到应用并取得显著成效。如北京市测绘设计研究院用于测绘大型飞机外型；建设部综勘院用于香港宝莲寺天坛大佛建造工程；武汉测绘科技大学用于葛洲坝船闸变形监测、龙口及上下游水面流速动态测量；武钢“4号高炉”煤气管道变形监测等。

3GPS定位技术在工程测量中的应用

80年代以来，随着GPS定位技术的出现和不断发展完善。使测绘定位技术发生了革命性的变革，为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、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3维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS技术所代替。同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间；定位方法已从静态扩展到动态；定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。

在我国GPS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GPS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GPS技术。随着DGPS差分定位技术和RIK实时差分定位系统的发展和美国AS技术的解除，单点定位精度不断提高，GPS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。

4数字化测绘技术在工程测量中的应用

大比例尺地形图和工程图的测绘，是城市与工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作，同时还有大量的室内数据处理和绘图工作，成图周期长，产品单一，难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。

随着电子经纬仪、全站仪的应用和GEOMAP系统的出现，把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来，形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统的开发研究主要是面向城市大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供纸图，也可提供软盘，为专业设计自动化，建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。

综上所述，我国工程测量科技进步很大，发展很快，取得了显著成绩；但是发展还很不平衡，尚跟不上国民经济建设发展和社会进步的需要。摆在我们面前的任务是：大力促进工程测量技术方法与手段的更新换代，积极推动新技术的推广与应用。把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展；同时加强相关学科的研究。不断拓宽工程测量服务新领域，开创工程测量发展新局面，为推动我国工程测量科技进步而努力奋斗。