工程测量理论及测量技术应用探究

工程测量理论及测量技术应用探究

高祥雪

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摘要：工程测量是测绘技术在工程建设中的应用，对整个测绘科学技术和计算都有很高的要求。工程测量是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用，是综合性的应用测绘科学与技术，要求计算理论严密，测量方法严密。本文就工程测量理论进行分析，探讨工程测量技术的应用，以期工程测量技术得到发展。

关键词：工程测量理论；测量技术；应用研究

一、工程测量的概述

工程测量是指在工程建设的各个环节中实施的测量活动，包括工程的设计、管理以及施工等环节。测量活动中的测量理论方法以及测量技术等，都属于工程测量的范畴。从学术角度来说，工程测量源于测绘科学，是测绘技术在建筑与经济中地发展与运用，工程测量通过对测绘技术的综合有效运用，为整个工程建设事业服务。工程测量在实际的建设项目中主要应用于水利水电、市政建设、地质能源勘探、道路交通施工、航天以及国防等方面。

二、工程测量的分类

（1）对项目规划设计环节的测量。该测量环节的主要工作内容是为项目施工设计和规划提供地形及地理资料等，通过对地形地理资料地测量和提供，为项目设计和规划提供支持。对地形地理资料地测量和获取可以通过在控制测量基础上的地面测图测量以及航空摄影测量方式来完成。

（2）对项目施工环节的测量。对施工环节的测量任务主要有：根据工程项目的设计要求进行实地建筑物的标定，包括对建筑物平面位置以及高程地标定等。通过对建筑物的实地标定，为后续工程施工工作提供依据。

（3）对项目完工后运营环节的测量。该阶段的测量工作主要包括完工验收测量、管理以及检测工程的运行状况测量等，工程运行状况的管理和测量包括对工程的安全状况以及对工程的日常养护及维修等。

三、工程测量中常用的理论方法

测量平差理论法是采用最小二乘法原理来处理各种观测结果的理论和计算方法。测量平差理论法的测量目的是为了尽量消除各观测值间的矛盾，以获得最可靠的评定测量精度和结果，因为在实际工程测量过程中，只要是测量活动，只要有多余的观测，就会出现平差的问题。测量平差理论法中采用的测量方法是最小二乘法，最小二乘法包括了测量环节中平差、滤波以及推估等方面的测量和计算。常见的平差模型为概括平差模型，该模型一般都附有限制条件。测量误差相关理论主要应用于模型误差的研究方面，主要研究方向是平差中函数以及该函数模型，还有对随机模型误差地研究；模型测量误差对模型参数估计方面以及对残差统计性质方面地影响；测量误差理论对病态方程以及控制网的观测方案设计也有所研究。此外，自由网平差以及拟稳平差是依据变形监测网稳定性检测的需求而产生和发展的，观测值粗差的有关研究对控制网可靠性地发展起到了推动作用，面对观测值粗差客观存在的实际现象，产生了抗差估计法。测量平差法的测量步骤为：首先进行数据观测，并对数据进行检验和核查，确保起始数据的正确性，其次，根据测量数据列出条件方程式和误差方程式，然后根据最小二乘法理论原理来进行平差计算。最后还需要对测量和计算出的平差结果进行评估和鉴定。测量平差根据观测量之间的相互关系，分为相关和不相关的平差。平差计算的方法有直接平差法、间接平差法、条件平差法、附有条件的间接平差法以及附有未知数的条件平差法等。

（1）解析法。工程控制网优化设计的解析法是通过对目标函数以及约束条件的构造，计算目标函数的极大值与极小值的方法。常用的解析法是将工程控制网的质量指标设定为目标函数和约束条件，一般来说，工程控制网的质量指标包括网的精度、可靠度以及网的投资费用等，在变形监测网中网的质量还包括灵敏度以及可区分性等。根据固定参数与待定参数的具体情况，控制网的平差模型中，对控制网的优化设计分为零类、一类、二类和三类四种优化设计方案，每种设计方案都涉及到控制网的设计标准，网的观测值精度和网的观测方案等方面。在实地工程测量中，对施工控制网以及安装、监测控制网都要进行优化设计，保证工程测量的有效性。此外，工程控制网在GPS定位技术以及电磁波测距技术的条件下，几何图形概念同传统测角网有所不同。

（2）模拟法。工程控制网的优化设计中，除了一些秘密控制网的解析法优化设计程序需要专门编写，其它的工程控制网都可以利用模拟法进行设计。模拟优化法优化设计是根据工程设计资料以及相关的地图资料在地图上进行选点和布网，然后计算出布网点近似坐标，最后模拟可行的观测方案，可以通过专业测量仪器进行观测值精度的确定，进一步做好观测值的模拟工作。进行模拟法优化设计，需要通过优质的软件进行试算工作，试算软件需要具有平差测算功能，可以对控制网的各种指标包括精度、灵敏度及可靠性等进行有效地计算，通过计算来获得可行的工程控制网优化设计方案，对优化方案地获取，可以将模拟观测值进行平差计算，通过观测值粗差计算来保证控制网的精确性，最终，可以将计算出的各项指标与设计目标进行对比，来获得最优设计方案。

四、工程测量技术的应用

目前，数字化测绘技术在工程测量领域已经得到了广泛的利用，这便促进了大比例尺的测图技术的信息化以及数字化的发展方向。而大比例尺的测图技术在工程测量中是一项较为重要的内容，甚至是其主要任务。传统的成图方法是一项周期较长的工作，其需要脑力以及体力的完美结合，必要时还要进行野外勘探，在此基础上对测量数据还要经过一定的处理并且将其绘成图，由于现代城市化以及工程的不断发展，传统的测绘技术已经不能满足现在对测绘的要求，而全站仪、电子经纬仪以及一些新的测绘系统的出现已经在很大程度上解决了这一问题，例如GEOMAP系统就能够将野外勘探的数据与数控绘图仪进行完美结合，从而形成一个自动化的测绘系统，其可以囊括数据的采集与处理、图形的编辑与绘制等等，这使得工作效率大大增加。

全球卫星定位技术自发明以来，无不体现出其精度高、自动化程度高、操作简单以及可以进行全天候作业等的优点，现今已经大量应用于工程测量、航空摄影测量、大地测量、地球动力学、资源勘探以及导航和管制等的各个领域，在全球范围内已经得到了广泛的应用。随着全球卫星定位技术的不断发展，其测量方式也开始不断变化，现今经常使用的方法包括静态定位方法以及快速静态定位方法两种。

地理信息技术是集空间信息科学、测控遥感学、环境科学、管理学以及计算机科学等多种学科为一体的新兴技术，它自出现以来，无不表现出其存储量较大、处理能力强、功能强大以及规模宏大等等优点，已经逐渐成为能够对多门学科进行集成显示的主要工具。

结语：

测量技术对工程建筑至关重要，不仅影响着测量工作的完成，还决定着建筑工程的质量与安全。因此，施工人员在施工测量时，必须对测量工作高度重视，避免出现不必要的错误，更好地保障工程质量。

参考文献：

[1]薛文礼.工程测量理论及测量技术应用探究[J].居业，2015（08）

[2]李辉.精密工程测量理论与应用研究[J].湖南城市学院学报（自然科学版），2016，（01）

[3]汪洁.浅析测绘新技术在测绘工程测量中的应用[J].江西建材，2017（21）