浅析精密工程测量和有效运用

[摘要]精密工程测量是现代测量工程中研究三维空间中具体几何实体和抽象几何实体的精密测绘和精细设计的现代测量技术。本文阐述了精密工程测量的发展概况和应用前景，详细论述了精密工程测量的理论基础和基本技术方法，并在实例中阐述了精密工程测量在工程中的有效应用。

[关键词]精密工程测量 GPS技术

[中图分类号] P258 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-7-217-1

1精密工程测量概述及其特点

所谓精密，是精确严密的意思。传统意义的工程测量是指普通工程测量，如施工中的放样、监测地理变形、测绘山地地形等，而精密工程测量是在现代各种精密测量技术发展的基础上而逐渐形成的工程测量技术，它是指以高精度进行的工程测量，在测量方案设计、监测等阶段利用误差理论综合分析，使得整个系统达到设计的精度要求。

由于其较高的测量精度要求，特殊工作环境，必须根据工程精密工程的具体要求选择。同时，设施设备的要求也很高。因此，有必要加强数据的处理，和不同的测量的一般工程特性。在设置控制网，在上下限控制网络选择的点，精密工程测量中，只选择一个控制点和一个参考方向，以确保在调查区域的测量点的精度。

精密工程测量的最突出的特性是所需的精度很高。这个概念分为绝对精度和相对精度。精密测量的绝对精度概念主要有两种，一种是指测量相对于它的真值概念的精确度，使用最广泛的精度指标（以下称为精度）。由于真值是很难找到的，所以在实际应用中经常用测量值替代。这种绝对精度也有缺点，因为它涉及到观测值的大小，观测值的不同会影响绝对精度。另一种是指在相同的基准下，一点相对于基准点的准确度。相对精度概念也有两种，一种是一个观测值的精度与该观测值的比率，较小的比率有较高的相对精度。

另一个重要特点是对测量的可靠性要求很高，测量的首要任务是保证科学量制体系的统一，比如测量仪器的审核鉴定，稳定的测量标志，测量数据处理与控制和质量检测监督等等。在系统地测量后，必须对工程进行可靠性评价，分析其误差来源和分类，计算其总的不确定度。

2精密工程测量有效应用的主要内容

2.1精密工程测量的理论基础

大地测量学是精密工程测量的理论基础。因为所有的测量都涉及的基准的表面和线，如地球椭球体，大地水平面，经纬线，真北方向等。在小范围内的设计和施工放样的要求，在更大的范围内应用有时要穿过好几个3度带，这时就有必要对椭圆面进行平面归化计算。因此局部的坐标系设计和实际工程中基准的选择是精密工程测量至关重要的问题。

2.2精密工程测量的传感器应用

在精密工程测量应用中，传感器的作用是不言而喻的，其在工程的各个方面起到了基准的作用。在精密工程测量仪器，多传感器集成的激光跟踪仪，各种高精度GPS，激光扫描仪，绘图系统，测量机器人，电子全站仪和各种特殊的测量仪器，以保障精密的制图技术。其中，机载激光扫描逐渐成为地面数据收集的主要手段。在施工监控，道路和桥梁的设计中，激光扫描仪在不同位置扫描被测对象、建筑监测、并转化为CAD制图，在土木工程，工业设计方面具有广阔的应用前景。

2.3工程控制网的精密测量

工程控制网在许多方面和国家大地测量控制网不同。网的精度优化设计、可靠性和灵敏度计算更加精细，如要求模拟法优化设计精密测量的控制网等。通常工程控制网的长短边也相差很多，地面观测条件差，这就要求工程控制网的布设需要反复设计。同时还涉及各种地面边之间的匹配问题、如GPS边、地面的边角测量精度匹配等。在目前情况下，GPS网正逐渐取代地面网，然而对于许多精密工程来说，不能简单地采用GPS网。地面网和GPS网高精度测量相结合是目前最新的研究方向。

3精密工程测量有效应用的实例分析

面对现代工业社会中大量工程建设的需求，精密工程在社会领域中的应用越来越广泛，精密工程测量技术越来越成熟，主要表现在以下几方面：军事和农业上的应用;建筑工程的测量应用;科学防汛;防灾监测;轧钢厂切割技术的应用等。此外，精密工程测量还可以运用在大型建筑物的变形监测，文物保护工程以及工程中的质量施工管理中。

包含精密工程测量的典型工程非常多，如我国的长江三峡工程、葛洲坝工程和其他大型枢纽工程;还有上海东海大桥、30km长的杭州湾大桥、以及其他特大桥梁工程;18.5km长的秦岭大隧道以及其他特长隧道工程，上海磁悬浮铁路、国家大剧院等特种工程，北京的正负电子对撞机工程，大型大坝变形监测工程，滑坡岩崩变形监测工程，大型设备的安装过程、质量控制等都属于精密工程测量的范畴。例如，由GPS接收机、激光测距仪组成的远程位移测量系统可实现无人值守远距离遥控实时变形监测，可用于活动性滑坡的持续监测预报。

国外的特种精密测量工程更是不胜枚举，瑞士的阿尔卑斯山隧道长57km，穿越了阿尔卑斯山，沟通南北欧，减轻了瑞士高速公路的压力，缩短了德国与意大利之间的距离。欧洲原子核研究中心的大型粒子加速器，环形正负电子对撞机LEP，整个工程位于深达百米的地下环形隧道中，周长27km，布设有5000多块永磁磁铁。高828米的世界第一高楼（2008年底前）――迪拜塔，共162层，消耗了33万立方米混凝土、3.9万吨钢，造价达15亿美元，更是对精密工程测量的挑战。为保证迪拜塔在建设过程中有绝对的稳定性，以确保建设的精度，它的水平方向和垂直方向都有一个全球卫星定位系统（GPS）进行跟踪定位，并在建设过程中，在建筑物的各个基准点有700多个传感器进行实时监测。在迪拜塔中，综合应用了GPS、GIS等先进测量和数据处理技术，这代表了人类精密工程的先进水平，是现代建筑工程中的典范。

4结束语

伴随着测量科技的日益进步，一个精密工程测量的初步体系已经形成。但在精密工程测量中仍然存在以下几方面的挑战：一是，深入研究测量的基础理论，为精密测量的进一步发展打下深厚的理论基础。二是，高效合理的数据处理方法，实现精密测量的自动化、智能化，从而进一步提高测量精度和效率。三是，多学科结合的精密工程测量解决方案，这是大型工程中经常涉及到的技术问题，是未来精密测量的热点方向。

参考文献

[1]吴翼麟.中国特种精密工程测量的发展与前景[J].测绘通报，1993，（1）.

[2]严伯铎.中国工程测量技术的发展与展望[J].地矿测绘，2005， （4）：39-42.