工程测量学的简介.doc

工程测量学的简介 1.1.1 工程测量的定义 当代人对工程测量学的定义是：工程测量技术指在工程建设的勘测设计、施工和管理阶段中运用的各种测量理论、方法和技术的总称传统工程测量技术的服务领域包括建筑、水利、交通、矿山等部门，其基本内容有测图和放样两部分。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。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”。? 1932年，同济大学工学院高等测量系正式成立，成为当时国立大学中惟一的测量系，并成为我国民用测绘高等教育事业的发祥地。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。“十六字”是：连续、动态、遥测、实时、精确、可靠、快速、简便。 （1）工程建设规划设计阶段 （2）工程建设施工阶段的测量 （3）工程建设运营管理阶段的测量 2.按照服务对象划分 建筑、水利、线路、桥梁、地下、海洋、军事、工业、矿山等。 1.2.2 工程测量的内容 （1）工程测量中的地形图测绘 规划阶段用图比例尺一般较小，按照工程的规模可直接使用1：1万至1:10000的地形图。在施工阶段比例尺一般较大1：1000或1：500。 （2）工程控制网布设和优化设计 工程控制网包括测图控制网、施工控制网、变形监测网和安装控制网。目前除特高精度的工程专用网的和设备安装控制网外，绝大多数控制网都可采用GPS定位技术建立。 （3）施工放样技术和方法 将抽象的几何实体放样到实地上去，成为具体的几何实体所采用的测量方法和技术称为施工放样，机器和设备的安装也是一种放样。放样放样可分为点、线、面、体的放样。具体方法包括：极坐标、偏角法、偏距法、投点法、距离交会、方向交会。 （4）工程的变形监测分析和预报 工程建筑物的变形及与工程有关的灾害监测、分析和预报是工程测量研究的重要内容。变形监测技术几乎包括全部工程测量技术，除常规仪器外还包括各种传感器和专用设备。变形模型的建立。其主要针对目标点上的时间序列进行数据处理，包括多元线性回规分析、时间序列等。 1.3 工程测量的发展历史 “测量”一词来源于希腊字“γηδ?ιω”，是“土地划分”的意思。古埃及尼罗河每年洪水泛滥，淹没了土地界限，水退后需要重新划界，从而开始了测量工作。 我国是世界文明古国，测绘方法出现很早，最早可以追溯到四千年以前。在《史记·夏本纪》中叙述了夏禹治理洪水的情况：“左准绳，右规矩。载四时，以开九州，通九道，坡九泽，度九山”。这说明在公元前21世纪已经使用简单的测量工具进行了测量工作。春秋战国时期，测绘有了新的发展。从《周髀算经》、《九章算术》、《管子·地图篇》、《孙子兵法》等书的有关论述中都说明了我国的测量、计算技术和军事地形图的内容已经达到了相当高的水平。在长沙马王堆汉墓出土的公元前2世纪的地形图、驻军图和城邑图，是迄今发现的最古老最翔实的地图。魏晋时刘徽著《海岛算经》，阐述了测算海岛之间的距离和高度的方法。西晋的裴秀主持编制了反映晋十六州的郡国县邑、山川原泽和境界的大型地图集——《禹贡地域图十八篇》，并总结出分率、准望、道里、高下、方斜、迂直的“制图六体”，从此地图制图有了标准和原则。 在世界上，17世纪望远镜的发明和应用对测量技术的发展起到了很大的促进作用。1683年，法国进行了弧度测量，证明了地球是两极略扁的椭球体。1794年德国高斯提出了最小二乘法原理，以后又提出了横圆柱投影学说，对测量学的发展做出了很大贡献。1903年飞机的发明对航空摄影测量的发展起到了决定性作用，并大大减小了测量的劳动强度。二十世纪以来，电子计算机的出现，不仅加快了计算速度，并且改变了测绘仪器和方法。特别是1957年人造地球卫星的发射，促使测绘工作有了新的飞跃，开辟了卫星大地测量学这一新领域。多普勒定位是空间技术用于大地测量并得到普遍应用的一种先进技术。到了70年代，又出现了全球定位系统（GPS），用它进行精密控制测量能达到厘米级精度。人们利用遥感、遥测技术获得丰富的图像信息，编制大区域的小比例尺影像地图和专题地图。同时还出现了惯性测量系统和长基线干涉测量，前者是根据惯性原理设计的测定地面点大地元素的装置，后者是一种独立站射电干涉测量技术，用来测定相距很远地面点的相对位置。 1.4工程测量仪器的发展 工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。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。电脑型全站仪配合丰富的软件，