工程测量的发展与需求

郭艳杰

（辽宁晟华城科检验检测有限公司，辽宁 沈阳 110168）

各项建筑工程的顺利进行是离不开测量工作的。各项建筑工程当中，在勘测设计阶段都要利用测量得到的各种资料和图纸，进行规划设计，并根据设计意图进行定位，建立各种测量标志，作为进一步施工的依据。在施工过程中，还要进行大量的施工测量，以保证工程质量。在工程竣工以后，为了满足使用、管理、维修和扩建的需要，还要进行竣工总平面图的编绘等。总之，测量工作自始至终贯穿在整个建筑工程中。

1 工程测量的内容

工程测量涉及国民经济的各类部门，所包含的内容极为广泛。一般按照测量工作的对象来分，包括工业与民用建筑、水利、铁路、公路、桥梁、隧道、矿山、地下工程、地质勘探和物化探等工程测量。按工程建设的顺序分，包括：勘察设计阶段的测量工作，主要是根据工程建设的需要，布设测图控制网，测绘所需不同比例尺的地形图。在工程施工阶段，主要是建立施工控制网进行建（构） 筑物的各种放样。工程竣工后还需进行竣工测量。运营阶段的测量工作，要是对建（构） 筑物和大型设备基础进行沉陷、平面位移和倾斜观测，向有关部门提供变形观测资料。以便根据这些资料分析建（构） 筑物结构受力的状态，研究维护建（构） 筑物安全的方法，提出加固建筑物的措施，同时用观测的资料验证设计的理论，改进设计的方法[1]。

2 工程测量的要求

第一，测量工作中的测量和计算两个环节，无论是实践操作还是计算有错，均表现在点位的确定上产生错误，因此必须做到步步有校核，一定要坚持精度标准，保证各个环节的可靠性。

第二，测量仪器和工具是测量工作中不可缺少的生产工具，必须按规定的要求正确使用，精心检校和科学保养[2]。

第三，测量成果是集体作业的结晶，要有互相协助、紧密配合的团队精神，以及共同完成测量任务的全局观念。

3 工程测量中的新兴技术

3.1 电磁波测距仪

光电测距仪是一种基于电磁波测距原理，直接测量空间任意两点之间直线距离或规划投影至水平面的投影距离的精密测量仪器。光电测距仪具有测程远、精度高、速度快、操作简便和作业劳动强度低等优点，它的应用使测距工作发生了根本性革命。目前，光电测距与电子经纬仪组合而成的全站仪已得到了普及应用。

3.2 全站仪

全站仪是全站式电子速测仪的简称，是电子经纬仪和测距仪的有机组合体。其是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距） 、高差测量功能于一体的测量仪器系统。因一次安置仪器就可完成该测站上的全部测量工作，故称为全站仪。全站仪可通过数据电缆实现与计算机的双向通信，使测量的内、外业工作有机地联系起来，真正实现内、外业的一体化测量。全站仪的主机程序功能有角度测量、距离测量、坐标数据采集与存储、坐标放样、距离放样、悬高测量、对边测量、偏心测量等，由菜单调用全站仪主机程序实现上述各种功能。目前，全站仪的发展相当迅速，不同厂家、不同型号的仪器又各具特色。我国生产全站仪的厂家有南方测绘仪器公司、苏州光学仪器厂、科利达南方测绘仪器公司等[3]。

3.3 GPS全球定位系统

GPS是一种同时接收多个卫星的电磁波信号，以卫星为基准解析确定接收点位置的现代定位技术。该系统由美国开发研制，拥有24颗GPS卫星，耗时20余年，它是继阿波罗计划、航天飞机计划之后又一庞大的空间计划，是目前世界最有影响的、应用最广泛的定位系统。GPS系统包括地面监控部分、空间卫星部分、用户接收部分三大部分。三大部分之间还要用数字通信技术联络传达各种信号信息，靠各种计算软件处理反复的数据，最后由用户接收信号来解决导航定位问题。GPS可以应用在控制测量和施工测量。

3.4 激光仪器

激光在科技领域的应用非常广泛。激光辐射所具有的性质，决定了此光源作为制造新的测量仪器和建立新的测量方法的基础所独有的价值。激光辐射的特点，在于它的高单色性和在空间及时间方面的高相干性。这些性质使激光束具有方向性强、光谱的功率密度高、传播距离远的优点。在一系列情况下，把激光辐射的偏振特性利用上还更有益。激光辐射的上述特点，决定了激光器在测量仪器制造方面的迅速运用，并在实际上取代了其他光源。众所周知，激光已用于测距，及至测量到月球的距离；激光仪器用于人造地球卫星测距和空中三角测量，激光光线用在准线测量中，而且由于激光辐射的相干性，使衍射法测量的有效应用成为可能；在航空摄影测量中，激光器用作扫指光线进行地面照明和测量航高。目前，正在进行借助激光干涉仪测量地壳变形和确定大陆漂移的试验；探索制造激光重力仪、激光折射仪和其他仪器的工作也在进行中[4]。

4 工程测量的发展趋势

工程测量技术的发展与当代各种新技术的应用是分不开的。其发展趋势将表现在下列几个方面：

4.1 优化设计

过去的测量设计是凭测量人员的生产经验和规范要求直观地进行。随着计算技术的不断更新，完全有可能在概率论、数理统计及现代最小二乘平差理论的基础上，进行合理的测量设计方案，即根据精度指标、经济因素、可靠程度及可检验性四个准则，选择最优方案。

4.2 研究工程建筑物实地放样和施工的新方法

对于工程建筑物施工与设备安装中的细部放样来说，主要是广泛应用激光技术，既能提高放样精度，又能加快施工进度[5]。根据用途在施工测量中所用的激光仪器有以下四类，第一类是激光水准仪，利用置平设备将激光束置平，用以传递高程；第二类是激光经纬仪，代替望远镜的功能，用以定位或导向；第三类是激光垂直投影仪，用于施工成安装测量中垂直向上或向下进行垂直投影；第四类是激光准直仪，主要用于高精度的直线定向。

4.3 变形观测的自动化

随着社会的现代化发展，高大建筑物愈来愈多，对变形观测的精度要求也愈来愈高。由于变形观测要求作业时间短，提供成果要快，再加上作业环境狭窄，因此宜采用局部或全部自动化设备。自动化测量可以远距离操纵，从而可避免放射线的辐射、高温和机械干扰的影响，由于变形观测自动化，不仅能提高效率，还能获取连续性的资料成果。

4.4 测量成果的数学处理

这是自动制图中的一个重要环节，包括对制图信息的存贮、选取、分析、加工和输出等操作。可以利用电子计算机和自动绘图机，最后绘出平面图、草图或其他专用图。

4.5 摄影测量在建筑工程测量中的广泛应用

用航空摄影测量的方法制作大比例尺地形图，为工程的规划设计提供图纸资料将继续得到发展。另外，利用近景摄影测量方法测定大型工程结构物的位移和变形将得到进一步应用，问题的关键是研究如何提高观测成果的精度。

5 结语

近年来，工程测量领域的技术发展日新月异。科学技术的发展促进了工程测量的发展，同时又在精度方面和速度方面对工程测量不断地提出新的和更高的要求，促使工程测量本身不得不研究解决许多新的课题。