工程測量的發(fā)展與需求

郭艷杰

（遼寧晟華城科檢驗檢測有限公司，遼寧 沈陽 110168）

各項建筑工程的順利進(jìn)行是離不開測量工作的。各項建筑工程當(dāng)中，在勘測設(shè)計階段都要利用測量得到的各種資料和圖紙，進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，并根據(jù)設(shè)計意圖進(jìn)行定位，建立各種測量標(biāo)志，作為進(jìn)一步施工的依據(jù)。在施工過程中，還要進(jìn)行大量的施工測量，以保證工程質(zhì)量。在工程竣工以后，為了滿足使用、管理、維修和擴(kuò)建的需要，還要進(jìn)行竣工總平面圖的編繪等?？傊?，測量工作自始至終貫穿在整個建筑工程中。

1 工程測量的內(nèi)容

工程測量涉及國民經(jīng)濟(jì)的各類部門，所包含的內(nèi)容極為廣泛。一般按照測量工作的對象來分，包括工業(yè)與民用建筑、水利、鐵路、公路、橋梁、隧道、礦山、地下工程、地質(zhì)勘探和物化探等工程測量。按工程建設(shè)的順序分，包括：勘察設(shè)計階段的測量工作，主要是根據(jù)工程建設(shè)的需要，布設(shè)測圖控制網(wǎng)，測繪所需不同比例尺的地形圖。在工程施工階段，主要是建立施工控制網(wǎng)進(jìn)行建（構(gòu)） 筑物的各種放樣。工程竣工后還需進(jìn)行竣工測量。運(yùn)營階段的測量工作，要是對建（構(gòu)） 筑物和大型設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行沉陷、平面位移和傾斜觀測，向有關(guān)部門提供變形觀測資料。以便根據(jù)這些資料分析建（構(gòu)） 筑物結(jié)構(gòu)受力的狀態(tài)，研究維護(hù)建（構(gòu)） 筑物安全的方法，提出加固建筑物的措施，同時用觀測的資料驗證設(shè)計的理論，改進(jìn)設(shè)計的方法[1]。

2 工程測量的要求

第一，測量工作中的測量和計算兩個環(huán)節(jié)，無論是實踐操作還是計算有錯，均表現(xiàn)在點位的確定上產(chǎn)生錯誤，因此必須做到步步有校核，一定要堅持精度標(biāo)準(zhǔn)，保證各個環(huán)節(jié)的可靠性。

第二，測量儀器和工具是測量工作中不可缺少的生產(chǎn)工具，必須按規(guī)定的要求正確使用，精心檢校和科學(xué)保養(yǎng)[2]。

第三，測量成果是集體作業(yè)的結(jié)晶，要有互相協(xié)助、緊密配合的團(tuán)隊精神，以及共同完成測量任務(wù)的全局觀念。

3 工程測量中的新興技術(shù)

3.1 電磁波測距儀

光電測距儀是一種基于電磁波測距原理，直接測量空間任意兩點之間直線距離或規(guī)劃投影至水平面的投影距離的精密測量儀器。光電測距儀具有測程遠(yuǎn)、精度高、速度快、操作簡便和作業(yè)勞動強(qiáng)度低等優(yōu)點，它的應(yīng)用使測距工作發(fā)生了根本性革命。目前，光電測距與電子經(jīng)緯儀組合而成的全站儀已得到了普及應(yīng)用。

3.2 全站儀

全站儀是全站式電子速測儀的簡稱，是電子經(jīng)緯儀和測距儀的有機(jī)組合體。其是集水平角、垂直角、距離（斜距、平距） 、高差測量功能于一體的測量儀器系統(tǒng)。因一次安置儀器就可完成該測站上的全部測量工作，故稱為全站儀。全站儀可通過數(shù)據(jù)電纜實現(xiàn)與計算機(jī)的雙向通信，使測量的內(nèi)、外業(yè)工作有機(jī)地聯(lián)系起來，真正實現(xiàn)內(nèi)、外業(yè)的一體化測量。全站儀的主機(jī)程序功能有角度測量、距離測量、坐標(biāo)數(shù)據(jù)采集與存儲、坐標(biāo)放樣、距離放樣、懸高測量、對邊測量、偏心測量等，由菜單調(diào)用全站儀主機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)上述各種功能。目前，全站儀的發(fā)展相當(dāng)迅速，不同廠家、不同型號的儀器又各具特色。我國生產(chǎn)全站儀的廠家有南方測繪儀器公司、蘇州光學(xué)儀器廠、科利達(dá)南方測繪儀器公司等[3]。

3.3 GPS全球定位系統(tǒng)

GPS是一種同時接收多個衛(wèi)星的電磁波信號，以衛(wèi)星為基準(zhǔn)解析確定接收點位置的現(xiàn)代定位技術(shù)。該系統(tǒng)由美國開發(fā)研制，擁有24顆GPS衛(wèi)星，耗時20余年，它是繼阿波羅計劃、航天飛機(jī)計劃之后又一龐大的空間計劃，是目前世界最有影響的、應(yīng)用最廣泛的定位系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)包括地面監(jiān)控部分、空間衛(wèi)星部分、用戶接收部分三大部分。三大部分之間還要用數(shù)字通信技術(shù)聯(lián)絡(luò)傳達(dá)各種信號信息，靠各種計算軟件處理反復(fù)的數(shù)據(jù)，最后由用戶接收信號來解決導(dǎo)航定位問題。GPS可以應(yīng)用在控制測量和施工測量。

3.4 激光儀器

激光在科技領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。激光輻射所具有的性質(zhì)，決定了此光源作為制造新的測量儀器和建立新的測量方法的基礎(chǔ)所獨有的價值。激光輻射的特點，在于它的高單色性和在空間及時間方面的高相干性。這些性質(zhì)使激光束具有方向性強(qiáng)、光譜的功率密度高、傳播距離遠(yuǎn)的優(yōu)點。在一系列情況下，把激光輻射的偏振特性利用上還更有益。激光輻射的上述特點，決定了激光器在測量儀器制造方面的迅速運(yùn)用，并在實際上取代了其他光源。眾所周知，激光已用于測距，及至測量到月球的距離；激光儀器用于人造地球衛(wèi)星測距和空中三角測量，激光光線用在準(zhǔn)線測量中，而且由于激光輻射的相干性，使衍射法測量的有效應(yīng)用成為可能；在航空攝影測量中，激光器用作掃指光線進(jìn)行地面照明和測量航高。目前，正在進(jìn)行借助激光干涉儀測量地殼變形和確定大陸漂移的試驗；探索制造激光重力儀、激光折射儀和其他儀器的工作也在進(jìn)行中[4]。

4 工程測量的發(fā)展趨勢

工程測量技術(shù)的發(fā)展與當(dāng)代各種新技術(shù)的應(yīng)用是分不開的。其發(fā)展趨勢將表現(xiàn)在下列幾個方面：

4.1 優(yōu)化設(shè)計

過去的測量設(shè)計是憑測量人員的生產(chǎn)經(jīng)驗和規(guī)范要求直觀地進(jìn)行。隨著計算技術(shù)的不斷更新，完全有可能在概率論、數(shù)理統(tǒng)計及現(xiàn)代最小二乘平差理論的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理的測量設(shè)計方案，即根據(jù)精度指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)因素、可靠程度及可檢驗性四個準(zhǔn)則，選擇最優(yōu)方案。

4.2 研究工程建筑物實地放樣和施工的新方法

對于工程建筑物施工與設(shè)備安裝中的細(xì)部放樣來說，主要是廣泛應(yīng)用激光技術(shù)，既能提高放樣精度，又能加快施工進(jìn)度[5]。根據(jù)用途在施工測量中所用的激光儀器有以下四類，第一類是激光水準(zhǔn)儀，利用置平設(shè)備將激光束置平，用以傳遞高程；第二類是激光經(jīng)緯儀，代替望遠(yuǎn)鏡的功能，用以定位或?qū)?；第三類是激光垂直投影儀，用于施工成安裝測量中垂直向上或向下進(jìn)行垂直投影；第四類是激光準(zhǔn)直儀，主要用于高精度的直線定向。

4.3 變形觀測的自動化

隨著社會的現(xiàn)代化發(fā)展，高大建筑物愈來愈多，對變形觀測的精度要求也愈來愈高。由于變形觀測要求作業(yè)時間短，提供成果要快，再加上作業(yè)環(huán)境狹窄，因此宜采用局部或全部自動化設(shè)備。自動化測量可以遠(yuǎn)距離操縱，從而可避免放射線的輻射、高溫和機(jī)械干擾的影響，由于變形觀測自動化，不僅能提高效率，還能獲取連續(xù)性的資料成果。

4.4 測量成果的數(shù)學(xué)處理

這是自動制圖中的一個重要環(huán)節(jié)，包括對制圖信息的存貯、選取、分析、加工和輸出等操作。可以利用電子計算機(jī)和自動繪圖機(jī)，最后繪出平面圖、草圖或其他專用圖。

4.5 攝影測量在建筑工程測量中的廣泛應(yīng)用

用航空攝影測量的方法制作大比例尺地形圖，為工程的規(guī)劃設(shè)計提供圖紙資料將繼續(xù)得到發(fā)展。另外，利用近景攝影測量方法測定大型工程結(jié)構(gòu)物的位移和變形將得到進(jìn)一步應(yīng)用，問題的關(guān)鍵是研究如何提高觀測成果的精度。

5 結(jié)語

近年來，工程測量領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展日新月異?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了工程測量的發(fā)展，同時又在精度方面和速度方面對工程測量不斷地提出新的和更高的要求，促使工程測量本身不得不研究解決許多新的課題。