精密工程测量在工程测量中的重要性

精密工程测量在工程测量中的重要性

何小利

黄河勘测规划设计研究院有限公司，河南 郑州 450000

摘要： 精密工程测量是工程测量的发展方向，大型专业精密工程的建设是工程测量学科发展的动力。随着中国科学技术的不断发展，精密工程测量已成为最具动态工程测量的重要组成部分，也在很大程度上反映了工程测量的发展趋势。

 关键词：精密仪器测量；测量分析；应用

导言： 从当前的形势来看，工程测量的技术已经远远超过了我国工程建设应用的程度和范围，并且逐步向一个更高的领域发展。在我国现代的工程测量工作中，主要的发展方向包括了精密仪器测量、工程测量仪器以及工程信息系统等方面。随着我国科技的不断发展，在整个的工程测量之中，精密工程测量已经成为了最具活力的一个重要的组成部分，同时也在很大的程度上反映了工程测量的发展趋势。因此对精密工程测量工作进行分析和探究，并且研究其发展趋势具有十分重要的现实意义。

1精密工程测量的内涵及其特点
        根据工程测量学所知，工程测量主要包括精密工程测量与普通工程测量。精密工程测量的定义主要指的是研究抽象几何实体的精密工程测量的理论、方法及技术和在地球空间中具体的几何实体的精密工程测量描绘。在将来的现代测量工作中，其发展趋势是精密测量高的工作。精度主要有绝对精度与相对精度两大类，精度代表的范围十分宽广。相对精度主要包括两种：一类是观测量的精度和比值，比值越大，那么精度就越低，比如：变长的相对精度；另一类是与基准相关的精度，它是相对于基准点来说的，而且必须在相同的基准点下测量。而绝对精度又分为两种：其中一种是相对于其真值的观测量精度，这种精度的应用范围更为广泛，本文中所提及的精度都是指的这种精度。因为在精密工程中准确值很难被发现，一般情况下，用值或最来代替。但是运用这一绝对精度来进行测量工作也有不足之处，绝对精度与观测大小紧密相关，例如长度观测量。所以说，伴随着我国技术水平的不断提高，精密工程测量的精度也在不断提高。精密工程测量的普遍定义为当用到一般的。普遍的测量仪器无法满足工程队进行测设和测量精度的要求时，所用到的方法来测量和仪器测量都叫精密工程测量。
        精度测量的使用范围极为广泛，工程变形监测和三维工业测量都属于精度测量。在工业层面来说，精度可能在计量级，如在设备的安装、检测以及质量控制过程中用到的微米甚至纳米；在工程控制网建立层面来说，精度可能在毫米级；在工程变形监测层面来说，精度可能在亚毫米级；在一般隧道等横向贯穿的精度中，精度在厘米级。精密工程测量的特点为对可靠性要求很高。主要表现在测量标志的稳定、观测量间的互相检测监控、严密的测量方法、测量仪器的鉴定检核、严格的数据处理、精确的测量监督以及选择最优的测量方案等。

2现代精密工程测量技术
        2.1GPS技术
        GPS作为全球最先进、应用最广泛的定位信息系统，在现代工程测量中同样有着广泛的应用，包括土地测量、航空测量、工程测量、地形测量等。GPS的测量是通过卫星信号传输来完成的，测量范围非常小，并且因为是通过卫星信号测量，所以难免会出现误差，因此接下来还要进行一系列的分解测量，消除误差，使测量结果更加准确。但是GPS测量具有着传统测量技术无法比拟的优势。一是它可以快速地获得高精度的数据。它采用了更加科学的测量方法和数据处理方式，实现了毫米级、亚毫米级的测量效果。二是体现在它的灵活度方面。传统的测量技术在进行测量时，工作点之间要能够相互通视，这就需要增加连接点，增加了人力成本及工作量，还受到环境的影响，导致测量精度将对，GPS测量不需要通视，避免了这些问题的出现。二是它实现了自动化、全天候的测量。GPS测量不用考虑天气以及环境因素，用户只需要接收信号，便可进行全天候、无时段的测量，具有成本低、效率高、可操作性强的特点。
        2.2三维激光扫描技术
        三维激光扫描技术又称“实景复制技术”，是一种先进的全自动高精度立体扫描技术，是继GPS技术之后的又一项革新。它是通过三维激光扫描仪，获取表面物各点的空间坐标，再根据获得的数据来构造观测目标的三维模型。相比于传统的测量技术，三维激光扫描技术越过了繁琐的数据处理，只需将测量的数据简易处理即可，具有很强的可操作性。同时，它在进行测量时，不需要和目标直接接触，测量距离远，采样点速率高，定位精度高，数字兼容性好。但是它自身也存在着诸多的不足，包括仪器价格昂贵，软件兼容性差，检校方法单一，精度评定差等。主要应用于野外地质测量、考古测量、桥梁道路测量、建筑测量等领域，具有广阔的市场发展潜力。

3精密测量仪器
        在对精密测量仪器进行应用的过程中，多传感器可以将测绘系统、测量机器人以及不同精度的GPS接收机集成在一起，这样就为精密工程测量工作奠定了基础。此外，通过对这些仪器的应用，还可以提升测量工程的精度，从而为我国精密测量工作的发展奠定方向。

4变形观测数据
        最常见的一种数据处理的方式就是采用数据观测的方法，它可以通过对变形观测数据的分析来绘制出反映变形过程的曲线，通过对曲线的分析来对观测到的数据进行有效的处理。在实际的测量工作之中，还可以将变形数据进行分类，分成几何分析和物理解释，这两种分析方法各有自身的特点。       

5精密工程测量的应用

5.1测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展，其应用范围将进一步扩大，影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强。
         5.2三维激光扫描。近年来，三维激光扫描测量技术的应用，为人们获取丰富的空间信息提供了一种全新的技术手段。随着硬件水平的提高和应用软件的不断发展，三维激光扫描技术已成为国内外研究的热点。城市高层建筑的变形观测及安全监测是维护建筑物正常使用的必要技术措施。变形监测的技术手段多种多样，目前主要采取的方法有：常规测量、GPS测量、传感测量等。利用常规测量方式进行变形监测，需要在变形体上布设监测点，由于监测点的数量有限、测量效率低、受雨雾影响大，新技术的研究和引入对于提高变形监测效率有重要的意义。作为前沿科技，地面三维激光扫描技术在文物古建筑保护、施工检测、地质灾害监测等方面有较为广泛的应用，但在建筑物变形监测方面的应用实例较少，未形成体系。将地面三维激光扫描技术引入到高层建筑变形监测中，具有极大的现实意义。
        5.3实时摄影测量系统：它是通过装有电荷耦合器CCD面阵传感器的固态电子摄影机与数字处理技术融为一体的自动化测量系统。由CCD固体摄影机的“立体视角系统”对目标或区域形成立体覆盖，实时获取物点的三维坐标，其相对精度可达1∶50000，因为它可做到无接触、高精度、实时的自动化，不仅广泛运用在航空与航天工业、汽车制造、舰船天线、加速器、核电站及机械等领域，而且在军事部门也有广泛的应用前景.
        5.4合成孔径雷达干涉系统（INSAR）：它是一个相当年轻而富有潜力的专业领域。它能以两张SAR象片导出精确的几何信息，利用机载或星载雷达可用于农作物监测、环保测量和数字地面模型（DTM）的制作，根据差分雷达干涉测量具有检测地面微小变化的特性，可获得毫米级的测量精度和地壳形变位移。

结语：随着现代科学技术的不断进步和发展，人们对于精密工程测量的需求程度也越来越高。精密工程测量工作通过创新和改革，也逐渐的实现了自动化和系统化、智能化，测量的精度也逐渐的得到了提高。只有通过不断的改进和创新测量技术，才能够提升我国精密工程测量技术，并且为这一技术的进步和发展提供更加广阔的发展空间。
        参考文献：
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