精密工程測量技術(shù)相關(guān)問題探討

(江西理工大學(xué)，建筑與測繪工程學(xué)院 江西 贛州 341000)

精密工程測量技術(shù)相關(guān)問題探討

饒智華吳光榮

(江西理工大學(xué)，建筑與測繪工程學(xué)院江西贛州341000)

目前，隨著廣電技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和其他學(xué)科的發(fā)展，工程測量技術(shù)也在不斷地發(fā)展，主要突出體現(xiàn)在精密工程測量、工程測量儀器、工程度形變監(jiān)測分析以及工程信息系統(tǒng)等方面。現(xiàn)代工程建設(shè)，對工程測量提出了新的要求，大型建筑和新型建筑等，采用常規(guī)的方法無法完成其測量工作，需要采用精密工程測量技術(shù)和手段，因此，對精密工程測量的相關(guān)問題進(jìn)行研究具有一定的理論和實際意義。本文主要對以下幾個方面工作進(jìn)行探討：如何提高全站儀放樣精度，保證放樣質(zhì)量；如何合理建立精密工程控制網(wǎng)；如何實施精密水準(zhǔn)測量，減少其誤差影響等。理論和實驗證明，精密工程測量在社會實踐生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，并且提高了工作效率和質(zhì)量，符合現(xiàn)代化進(jìn)程的發(fā)展，并且有廣闊的發(fā)展空間。

精密放樣；GPS；實例分析

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新與提升，精密工程測量技術(shù)越來越多被提到議事日程。尤其是建筑事業(yè)的持續(xù)發(fā)展，各類體積大、形狀奇特的建筑物層出不窮，這時就需要突破傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸，同時其他各類科學(xué)技術(shù)也有很大提高，在設(shè)計、制造和工藝等方面取得重要突破，現(xiàn)代測量工程隨之發(fā)展，毫不夸張得說，在現(xiàn)代工程測量的四個方面中，精密工程測量居于主導(dǎo)地位，對工程測量的前進(jìn)方向有很大影響。因此，加強(qiáng)對精密工程測量的研究和它的應(yīng)用的探究是非常有必要、有意義的。

一、精密工程測量的概述

(一)精密工程測量的概念

程測量指的是在工程整個施工過程中，對施工地形進(jìn)行測量與地形圖的繪制、施工進(jìn)程、工程放樣等進(jìn)行管理的手段，隨著精密測量的使用，工程測量已經(jīng)逐步走向先進(jìn)的測量進(jìn)程，精度一般是毫米級別，通過先進(jìn)的測量儀器輔助特殊的手段，在各種不一般的環(huán)境下進(jìn)行的精密測量工作。

(二)精密工程測量的特點

精密工程測量相對于普通工程測量具有下列特點：測量精度高是重中之重。基本為1-2mm，有時候達(dá)到了亞毫米級[1]。

圖1 角度、距離放樣設(shè)計圖

二、對精密工程測量的分析

(一)全站儀精密放樣實驗分析

1.先用測量機(jī)器人利用人工操作，初步放樣90°的角，標(biāo)注在實地上；2.再用測量機(jī)器人進(jìn)行自動測角，測回數(shù)為4個測回，記錄數(shù)據(jù)；3.重復(fù)測量機(jī)器人進(jìn)行人工多測回測角，記錄數(shù)據(jù)；4.對以上獲得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，了解其精度情況測量機(jī)器人進(jìn)行自動測角和測量機(jī)器人進(jìn)行人工多測回測角精度差異情況，分析產(chǎn)生差異原因；5.然后用歸化法精密放樣設(shè)計角值為90°的角。

(二)精密測量點位實驗

圖2 測量草圖

在測量工作中，測點是最簡單、基本的工作，但也是最關(guān)鍵的。所謂兩點一線、三點一面充分體現(xiàn)了測點的重要性，因此點位精度在精密測量中處于基石地位，希望在今后的測量工作中引起足夠的關(guān)注[3]。既然分析了點位測量，高程測量自然而然就被提到議事日程。高程在精密工程測量中也是個很重要的工作對象，那么對于精密高程測量我也以一個實例進(jìn)行簡要分析。

(三)二等水準(zhǔn)測量實驗分析

圖3 二等水準(zhǔn)測量草圖

HM34=109.10456m

HT44=110.81580m

HN22=110.69474m

通過對實例數(shù)據(jù)的研究發(fā)現(xiàn)，在精密水準(zhǔn)測量的過程中[2]，前后視的視距差越小對測量的精度要求越好，這就需要在今后的實際工作中養(yǎng)成良好的視距保持習(xí)慣，以大大提高精密水準(zhǔn)測量的精度。最后對于精密工程測量的控制測量這一方法結(jié)合實例進(jìn)行深入分析，以研究在建立精密控制網(wǎng)過程中影響精度的因素，在本次畢業(yè)設(shè)計中我采用GPS測量的方式進(jìn)行實驗以得到直觀的成果展示。

(四)GPS控制網(wǎng)建立的實驗

圖4 GPS控制網(wǎng)測量計劃草圖

GPS控制網(wǎng)解算成果：

基線條數(shù):6

平差點數(shù):4

基線標(biāo)準(zhǔn)差置信度(松弛因子):13.70σ

Tau檢驗顯著水平:1.00%

單位權(quán)中誤差比:1.3163

x2檢驗值:15.7959

x2理論范圍:3.0738-28.2995

x2檢驗結(jié)果:True

實驗總結(jié)：1.天線高的設(shè)置：導(dǎo)入文件后，檢查天線高是否和量取的天線高一致，如果不一致更改天線高。2.坐標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)置：目標(biāo)坐標(biāo)系統(tǒng)要和當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)保持一致，軟件沒有的新建坐標(biāo)系統(tǒng)。3.基線解算的軟件選擇：采用可以接收GNSS信號的最新軟件。4.控制點的個數(shù)選取：至少選取兩個點為控制點進(jìn)行三維約束平差。

三、精密工程測量的應(yīng)用

隨著國家創(chuàng)新機(jī)制與社會市場的擴(kuò)大來，精密測量技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾方面：軍事戰(zhàn)略上的應(yīng)用；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用；地形地貌測量上的應(yīng)用；變形監(jiān)測與高層建筑碼頭集裝箱的有效管理；建筑工程的測量應(yīng)用；科學(xué)防汛；防災(zāi)監(jiān)測；軋鋼廠切割技術(shù)的應(yīng)用等[4]。

精密工程測量除了應(yīng)用在實際實踐生產(chǎn)上的應(yīng)用，提高實際生活生產(chǎn)效率與質(zhì)量，在理論技術(shù)上的應(yīng)用也起了很大的作用。

四、精密工程測量的展望

在測量界日新月異的今天，精密工程測量不僅要繼承傳統(tǒng)測量的經(jīng)驗成果，更要時刻準(zhǔn)備著經(jīng)驗的更新和創(chuàng)新，比如在全站儀精密施工放樣過程中，結(jié)合測量機(jī)器人的操作靈活、連續(xù)性等優(yōu)點進(jìn)行自動識別棱鏡、跑點等操作結(jié)合傳統(tǒng)全站儀的操作程序以達(dá)到精密測量的要求[5]；又可在傳統(tǒng)測量手段上精益求精創(chuàng)新思維，如精密水準(zhǔn)測量的保持每站前后視距基本相等以求達(dá)到精密測量的目的，這就是很好地傳承了傳統(tǒng)測量的經(jīng)驗方法；另一方面相信GPS精密測量將是未來測量界的主角，因此加大這方面的科技研究力度極為必要，諸如發(fā)射更多的衛(wèi)星星座、研發(fā)更為智能的GPS信號接收機(jī)等[6]。

[1]張燕.精密工程測量及其應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2014(28)

[2]馬守成.GPS在精密工程測量中的應(yīng)用[J].知識經(jīng)濟(jì).2014(10)

[3]葛紀(jì)坤，萬宏德，李軍吉.精密工程測量的發(fā)展與展望[J].地理空間信息.2015(01)

[4]李永強(qiáng)，劉會云.《精密工程測量》課程在測繪本科專業(yè)中的教學(xué)與實踐[J].礦山測量.2011(02)

[5]張正祿，鄧勇，羅長林，劉祖強(qiáng)，楊紅.論精密工程測量及其應(yīng)用[J].測繪通報.2006(05)

[6]YUAN ChunHua;ZHANG KeYe;ZHANG WeiPing;Quantum Institute for Light and Atoms,Department of Physics,East China Normal University;State Key Laboratory of Precision Spectroscopy,East China Normal University.

饒智華，男，江西省撫州市人，碩士研究生，江西理工大學(xué)。