淺談工程測量理論方法

淺談工程測理論方法摘要工程測量是測繪科學與技在國民經(jīng)濟和國防建設中的直接應用綜合性的應用測繪科學與技要求計算理論嚴,測量方法嚴密。本文對工程測量進行了義，按照工程建設進行的程序和工程種類進行了具體的述工程測量在理論方法方面的發(fā)展點平差理論和程控制網(wǎng)優(yōu)化設計理論和方法進行了歸納和總結(jié)。關鍵詞：工程測量、平差理論、工程、優(yōu)化設計一工測的義在工程建設的設計工管理各階段中進行測量工作的理論和技術為工程測量。工程測量是測繪科學與技術在國民經(jīng)濟和國防建設中的直接應用合性的應用測繪科學與技術，它直接為工程建設服務的，它的服務和應用范圍包括城建、地質(zhì)、鐵路、交通、房地產(chǎn)管理、水利電力、能源、航天和國防等各種工程建設部門。、照程設進程類按工程建設的進行程序程測量可分為規(guī)劃設計階段的測量工建階段的測量和竣工后的運營管理階段的測量劃計階段的測量主要是提供地形資料得地形資料的方法是，在所建立的控制測量的基礎上進行地面測圖或航空攝影測量。施工興建階段的測量的主要任務是設要求在實地準確地標定建筑物各部分的平面位置和高程作施工與安裝的依一般也要求先建立施工控制網(wǎng)然后根據(jù)工程的要求進行各種測量工作?？⒐ず蟮臓I運管理階段的測量竣工測量以及為監(jiān)視工程安全狀況的變形觀測與維修養(yǎng)護等測量工作。、照程量服的程類分按工程測量所服務的工程種類可分為建筑工程測量線測量、橋梁與隧道測量山測量城測量和水利工程測量外還將用于大型設備的高精度定位和變形觀測稱為高精度工程測量攝測量技應用于工程建設稱為工程攝影測量將以電子全站儀或地面攝影儀為傳感器在電子計算機支持下的測量系統(tǒng)稱為工業(yè)測量。無論是工程進程各階段的測量工作是不同工程的測量工作需根據(jù)誤差分析和測量平差理論選擇適當?shù)臏y量手段對測量成果進行處理和分析也就是說測數(shù)據(jù)處理是工程測量的重要內(nèi)容。二測平理

最小二乘法廣泛應用于測量平差小二乘配置包括了平差濾波和推估附有限制條件的條件平差模型被稱為概括平差模型是各種經(jīng)典的和現(xiàn)代平差模型的統(tǒng)一模型量差理論主要表現(xiàn)在對模型誤差的研究上要包括平中函數(shù)模型誤差隨機模型誤差的鑒別或診斷模誤差對參數(shù)估計影響參數(shù)和殘差統(tǒng)計性質(zhì)的影響病態(tài)方程與控制網(wǎng)及其觀測方案設計的關系于形監(jiān)測網(wǎng)參考點穩(wěn)定性檢驗的需要致了自由網(wǎng)平差和擬穩(wěn)平差的出現(xiàn)和發(fā)展測值粗差的研究促進了控制網(wǎng)可靠性理論及變形監(jiān)測網(wǎng)變形和觀測值粗差的可區(qū)分性理論的研究和發(fā)展對觀測值存在粗差的客觀實際現(xiàn)穩(wěn)健估計或稱抗差估)；針對法方程系數(shù)陣存在病態(tài)的能，發(fā)展了有偏估計。與最小二乘估計相區(qū)別，穩(wěn)健估計和有偏估計稱為非最小二乘估計。巴爾達的數(shù)據(jù)探測法對觀測值中只存在一個粗差時有效估計法具有抵抗多個粗差影響的優(yōu)點立正數(shù)向量與觀測真誤差向量之間的函數(shù)關系對個粗差同時進行定位和定值，這種方法已在通用平差軟件包中得到算法實現(xiàn)和應用。方差和協(xié)方差分量估計實質(zhì)上是精化平差的隨機模型去一直僅停留在理論的研究上際中求對多種觀測量進行綜合處理差量估計已成為測量平差的必備內(nèi)容了。目前，通用平差軟件包中已增加了該功能，但還需要在測量規(guī)范中明確提出來。需要指出的是多測量作業(yè)單位喜歡采用附合導線進行逐級加密要據(jù)目前規(guī)范中有關一、二、三級導線和圖根導線的規(guī)定。無疑附合導線具有許多優(yōu)點，但由于多余觀測少，發(fā)現(xiàn)和抵抗粗差的能力較弱，不宜濫用。建立一個區(qū)域的控制，首級網(wǎng)點采用G測，下面最好用一個等級的導線網(wǎng)作全面加密測量平差理論來看面設的導線網(wǎng)具有更好的圖形強度，精密較均勻，可靠性也較高。三工控網(wǎng)化計論方網(wǎng)的優(yōu)化設計方法有解析法和模擬法兩種。、解法解析法是基于優(yōu)化設計理論構(gòu)造目標函數(shù)和約束條件求目標函數(shù)的極大值或極小值般將網(wǎng)的質(zhì)量指標作為目標函數(shù)或約束條件質(zhì)量指標主要有精度性建網(wǎng)費用，對于變形監(jiān)測網(wǎng)還包括網(wǎng)的靈敏度或可區(qū)分性于網(wǎng)的平差模型而言固參數(shù)和待定參數(shù)的不同的化設計又分零類類類和三類優(yōu)化設計及到網(wǎng)的基準設計，網(wǎng)形觀值精度以及觀測方案設計在工程測量中施工控制網(wǎng)安控制網(wǎng)和變形監(jiān)測網(wǎng)都需要作優(yōu)化設計。由于采用位技術和電磁波測距，網(wǎng)的幾何圖形概念與傳統(tǒng)的測角網(wǎng)有很大的區(qū)別別精密控制網(wǎng)可考慮用專門編寫的解析法優(yōu)化設計程序作網(wǎng)的優(yōu)化設計外，其他的網(wǎng)都可用模擬法進行設計。模擬法優(yōu)化設計的軟件功能和進行優(yōu)化設計的步驟主要是設計資料和地圖資料在圖上選點布網(wǎng)，獲取網(wǎng)點近似坐標最好將資料作數(shù)字化掃描并在微機上進。模擬觀測方案，根據(jù)儀器確定觀測值精度，可進一步模擬觀測值。計算網(wǎng)的各種質(zhì)量指標如精度、可靠性、靈敏度。精度應包括點位精標最好將資料作數(shù)字化掃描并在微機上進。模擬觀測方案，根據(jù)儀器確定觀測值精度，可進一步模擬觀測值。計算網(wǎng)的各種質(zhì)量指標如精度、可靠性、

靈敏度。精度應包括點位精度鄰位精度、任意兩點間的相對精度、最弱點和最弱邊精度、邊長和方位角精度。進一步可計算坐標未知數(shù)的協(xié)方差陣或部分點坐標的協(xié)方差陣方差陣的主成份計算征值計算，點位誤差橢圓、置信橢圓的計算等?？煽啃园總€觀測值的多余觀測分內(nèi)部可靠性和某一觀測值的粗差界限值對差坐標的影(部可靠性)敏度包括靈敏度橢圓給變形向量下的靈敏度標以及觀測值的靈敏度影響系數(shù)計算出的各質(zhì)量指標與設計要求的指標比較使既足設計要求又不致于有太大的富余通過改變觀測值的精度或改變觀測方案增加或減少觀測或局部改變網(wǎng)(增加或減少網(wǎng)點)等方法重新作上述設計計算，直到獲取一個較好的結(jié)果。在實踐中總出了下述優(yōu)化設策略先固定觀測值的精度，對選取的網(wǎng)點，觀測所有可能的邊和方向計網(wǎng)的質(zhì)量的標，若質(zhì)量偏低，則必須提高觀測值的精度。在某一組先驗精度下，若網(wǎng)的質(zhì)量指標偏高了，這時可按觀測值的內(nèi)部可靠性指標ri刪減觀測值ri太大，說明該觀測值顯得多余，應刪去；若ri很，則該觀測值的精度不宜增加。這種根據(jù)ri小來刪除觀測值的方法稱為“密到疏，從肥到瘦的優(yōu)化策略、模法從模擬法優(yōu)化設計的整個過程來看是一種試算法需要有一個好的軟件該軟件除具有通用平差軟件的功能外在果出的多樣性直觀性在可視化以及人機交互界面設計方面都有更高要求。同時也要求設計者具有堅實的專業(yè)知識和豐富的經(jīng)驗。用模擬法可獲得一個相對較優(yōu)且切實可行的方案，可進一步用模擬觀測值作網(wǎng)的平差計算，同時可模擬觀測值粗差并計算對結(jié)果的影響種方法稱為數(shù)學扭曲法或蒙特卡洛法于一個精度可靠性以及靈敏度要極高的監(jiān)測網(wǎng)或精密控制網(wǎng)上優(yōu)化設計和精細計算是十分必要的。結(jié)工程技術的發(fā)展不斷對測量工作提出新的要求，同時，現(xiàn)代科學技術和測繪新技術的發(fā)展，給直接為經(jīng)濟建