建筑工程測(cè)量新技術(shù)科技創(chuàng)新成果

建筑工程測(cè)量新技術(shù)科技創(chuàng)新成果學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院工程測(cè)量協(xié)會(huì)組員：趙海利、江濤、陳濤、豐倩倩于雪、譚玉嬌一、工程測(cè)量學(xué)定義：工程測(cè)量學(xué)主要研究在工程、工業(yè)和城市建設(shè)以及資源開(kāi)發(fā)各個(gè)階段所進(jìn)行的地形和有關(guān)信息的采集和處理，施工放樣、設(shè)備安裝、變形監(jiān)測(cè)分析和預(yù)報(bào)等的理論、方法和技術(shù)，以及研究對(duì)測(cè)量和工程有關(guān)的信息進(jìn)行管理和使用的學(xué)科，它是測(cè)量學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中的直接應(yīng)用。對(duì)象：工業(yè)建設(shè)、鐵路、公路、橋梁、隧道、水利工程、地下工程、管線（輸電線、輸油管）工程、礦山和城市建設(shè)等。二、測(cè)量學(xué)的發(fā)展測(cè)量學(xué)有著悠久的歷史。古代的測(cè)量技術(shù)起源于水利和農(nóng)業(yè)。古埃及尼羅河每年洪水泛濫，淹沒(méi)了土地界線，水退以后需要重新劃界，從而開(kāi)始了測(cè)量工作。公元前2世紀(jì),中國(guó)司馬遷在《史記·夏本紀(jì)》中敘述了禹受命治理洪水的情況：“左準(zhǔn)繩,右規(guī)矩,載四時(shí)，以開(kāi)九州、通九道、陂九澤、度九山”。說(shuō)明在公元前很久，中國(guó)人為了治水，已經(jīng)會(huì)使用簡(jiǎn)單的測(cè)量工具了。測(cè)量學(xué)的研究對(duì)象是地球，人類對(duì)地球形狀認(rèn)識(shí)的逐步深化,要求對(duì)地球形狀和大小進(jìn)行精確的測(cè)定,因而促進(jìn)了測(cè)量學(xué)的發(fā)展。到目前為止，測(cè)量學(xué)科已擁有水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GPS衛(wèi)星定位儀等大量先進(jìn)的儀器和技術(shù)，而且儀器精度越來(lái)越高，已形成一套完整的測(cè)量系統(tǒng)體系和技術(shù)，但目前有些技術(shù)還有些不是太成熟，需要更好地完善和改進(jìn)！三、測(cè)量學(xué)的各個(gè)分支

時(shí)代在發(fā)展，測(cè)量也在發(fā)展，從原始的測(cè)量技術(shù)，發(fā)展到近代的測(cè)繪學(xué)，形成大地測(cè)量學(xué)、普通測(cè)量學(xué)、攝影測(cè)量學(xué)、工程測(cè)量學(xué)、海洋測(cè)繪和地圖制圖學(xué)等分支學(xué)科。

1、大地測(cè)量學(xué)研究和測(cè)定地球的形狀、大小和地球重力場(chǎng)，以及地面點(diǎn)的幾何位置的理論和方法。大地測(cè)量學(xué)是測(cè)繪學(xué)各個(gè)分支的理論基礎(chǔ)，基本任務(wù)是建立地面控制網(wǎng)、重力網(wǎng)，精確確定控制點(diǎn)的三維位置，為地形圖提供控制基礎(chǔ)，為各類工程施工提供依據(jù)，為研究地球形狀、大小、重力場(chǎng)以及變化，地殼形變及地震預(yù)報(bào)提供信息。2、普通測(cè)量學(xué)研究地球表面局部區(qū)域內(nèi)控制測(cè)量和地形圖測(cè)繪的理論和方法。局部區(qū)域是指在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，可以不顧及地球曲率，把它當(dāng)作平面處理，而不影響測(cè)圖精度。3、攝影測(cè)量學(xué)研究利用攝影機(jī)或其他傳感器采集被測(cè)物體的圖像信息，經(jīng)過(guò)加工處理和分析，以確定被測(cè)物體的形狀、大小和位置，并判斷其性質(zhì)的理論和方法。按距離分可分為：航天攝影測(cè)量、航空影測(cè)量、地面影測(cè)量、近景影測(cè)量和顯微影測(cè)量：按技術(shù)處理方法不同可以分為：模擬法影測(cè)量、解析法影測(cè)量和數(shù)字影測(cè)量。

4、工程測(cè)量學(xué)研究工程建設(shè)中設(shè)計(jì)、施工和管理各階段測(cè)量工作的理論、技術(shù)和方法。為工程建設(shè)提供精確的測(cè)量數(shù)據(jù)和大比例尺地圖，保障工程選址合理，按設(shè)計(jì)施工和進(jìn)行有效管理。在工程運(yùn)營(yíng)階段對(duì)工程進(jìn)行形變觀測(cè)和沉降監(jiān)測(cè)以保證工程運(yùn)行正常。按研究的對(duì)象可以分為：建筑工程測(cè)量、水利工程測(cè)量、礦山工程測(cè)量、鐵路工程測(cè)量、公路工程測(cè)量、輸電線路與輸油管道測(cè)量、橋梁工程測(cè)量、隧道工程測(cè)量、隧道工程測(cè)量、軍事工程測(cè)量等。5、海洋測(cè)繪以海洋水體和海底為對(duì)象，研究海洋地位、測(cè)定海洋大地水準(zhǔn)面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力以及海洋磁力、海洋環(huán)境等自然和社會(huì)信心的地理分布及其編制各種海圖的理論餓技術(shù)的學(xué)科。為艦船航行安全、海洋工程建設(shè)提供保障。6、地圖制圖學(xué)研究地圖及其編制的理論和方法。7、測(cè)量?jī)x器學(xué)

研究測(cè)量?jī)x器的制造、改進(jìn)和創(chuàng)新的學(xué)科。8、地形測(cè)量學(xué)是研究如何將地球表面局部區(qū)域內(nèi)的地物、地貌及其它有關(guān)信息測(cè)繪成地形圖的理論、方法和技術(shù)的學(xué)科。按成圖方式的不同地形測(cè)圖可分為模擬化測(cè)圖和數(shù)字化測(cè)圖。四、測(cè)繪的作用

1、測(cè)量學(xué)在軍事的作用

“天時(shí)，地利，人和”是打勝仗的三大要素。要有地利就要了解和利用地利。地圖上詳細(xì)表示著山脈、河流、道路、居民點(diǎn)等地形和地物，具有確定位置、辨識(shí)方向的作用。地圖一直在軍事活動(dòng)中起著重要的作用，這對(duì)于行軍、布防以及了解敵情等軍事活動(dòng)都是十分重要的。因此，早就成為軍事上不可缺少的工具，獲得廣泛的應(yīng)用。人造衛(wèi)星定位技術(shù)早期用于軍事部門(mén)，后逐步解密才在測(cè)量及其它眾多部門(mén)中獲得應(yīng)用、海洋測(cè)量技術(shù)首先是由航海的需要而產(chǎn)生，但其高速發(fā)展的動(dòng)力主要來(lái)自軍事部門(mén)的需要……等等。至今軍事測(cè)繪部門(mén)仍在測(cè)繪領(lǐng)域科技前沿對(duì)重大課題進(jìn)行探索和研究。傳統(tǒng)上各國(guó)測(cè)繪部門(mén)隸屬于軍事部門(mén)。至今相當(dāng)多國(guó)家的測(cè)繪部門(mén)仍然隸屬于軍事部門(mén)。隨著測(cè)繪技術(shù)在各方面的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，測(cè)繪科技國(guó)際間的交流日益頻繁，不少國(guó)家終于建立了民用的測(cè)繪機(jī)構(gòu)。

2、測(cè)量學(xué)在國(guó)土管理中的作用

測(cè)量學(xué)的起源和土地界線的劃定緊密聯(lián)系著。非洲尼羅河每年泛濫會(huì)把土地的界線沖刷掉，為了每年恢復(fù)土地的界線很早就采用了測(cè)量技術(shù)。早期亦稱“土地測(cè)量”、“土地清丈”等。用以測(cè)定地塊的邊界和坐落，求算地塊的面積，在農(nóng)業(yè)為主的社會(huì)里，國(guó)家為了征稅而開(kāi)展地籍測(cè)量，同時(shí)記錄業(yè)主姓名和土地用途等。在我國(guó),地籍測(cè)量是國(guó)家管理土地的基礎(chǔ)。地籍測(cè)量的成果不僅用于征稅，還用于管理土地的權(quán)屬以保障用地的秩序，為了提高土地利用的效益、合理和節(jié)約利用十分珍貴和有限的土地。測(cè)量學(xué)還服務(wù)于國(guó)家領(lǐng)土的管理?！稇?zhàn)國(guó)策·燕策》中關(guān)于荊軻刺秦王，“圖窮而匕首見(jiàn)”的記述，表明在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期地圖在政治上象征著國(guó)家的領(lǐng)土和主權(quán)。當(dāng)代，在一些國(guó)家間的領(lǐng)土爭(zhēng)執(zhí)中，也常以對(duì)方出版的地圖上對(duì)國(guó)境線的表示作為有利于己方的證據(jù)或者用測(cè)量技術(shù)為手段標(biāo)定國(guó)界.。

3、測(cè)量學(xué)在工程建設(shè)中的作用勘測(cè)設(shè)計(jì)階段為選線測(cè)制帶狀地形圖。施工階段把線路和各種建筑物正確地測(cè)設(shè)到地面上?？⒐y(cè)量對(duì)建筑物進(jìn)行竣工測(cè)量。運(yùn)營(yíng)階段為改建、擴(kuò)大建而進(jìn)行的各種測(cè)量。變形觀測(cè)為安全運(yùn)營(yíng)，防止災(zāi)害進(jìn)行變形測(cè)量。四、電子數(shù)字水準(zhǔn)儀

DL-101C/102C拓普康精密型電子數(shù)字水準(zhǔn)儀圖片拓普康DL-101C/102C應(yīng)用先進(jìn)的圖象處理技術(shù)使其水準(zhǔn)測(cè)量精度更高，操作更方便，因而特別適用于一、二等水準(zhǔn)測(cè)量和變形監(jiān)測(cè)等高精度測(cè)量。DL-101C/102C拓普康精密型電子數(shù)字水準(zhǔn)儀特點(diǎn)1.快速自動(dòng)測(cè)量：使用拓普康獨(dú)特的條碼水準(zhǔn)尺，DL-101C/102C即可自動(dòng)測(cè)定水平視線在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)和視線長(zhǎng)度，并以數(shù)字形式顯示，由于這是全自動(dòng)電子測(cè)量，因此無(wú)須進(jìn)行光學(xué)讀數(shù)！觀測(cè)員只需將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，調(diào)焦并按下測(cè)量鈕，整個(gè)操作就這么簡(jiǎn)單！啟動(dòng)測(cè)量，4秒鐘之后即可在顯示屏上清晰地顯示出測(cè)量結(jié)果。2.內(nèi)置水準(zhǔn)測(cè)量程序，可進(jìn)行下列模式水準(zhǔn)測(cè)量：BF（后前）,BFFB（后前前后）和FBBF（前后后前），且奇偶站觀測(cè)順序可自動(dòng)交替更換。DL-101C/102C拓普康精密型電子數(shù)字水準(zhǔn)儀特點(diǎn)3.PCMCIA存儲(chǔ)卡系統(tǒng)：DL101C/102C采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的PCMCIA存儲(chǔ)卡系統(tǒng)，容量為256KB/128KB/64KB的存儲(chǔ)卡可以作為儀器400KB內(nèi)存的補(bǔ)充，儀器內(nèi)存可以存儲(chǔ)8000個(gè)水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)。PCMCIA存儲(chǔ)卡槽隱藏在儀器內(nèi)部電池的后面，這可確保PCMCIA卡防水。4.數(shù)據(jù)輸出功能：標(biāo)準(zhǔn)的RS-232C端口可供水準(zhǔn)儀與數(shù)據(jù)采集器之間的實(shí)時(shí)通訊或?qū)?shù)據(jù)直接輸出到計(jì)算機(jī)。精度放大倍數(shù)主要特點(diǎn)DL-101C

電子讀數(shù)：±0.4mm/km（用銦瓦尺）

光學(xué)讀數(shù)：±1.0mm/km32X內(nèi)置PCMCIA卡帶RS-232接口，可作BFFB（后前前后）和FBBF（前后后前）水準(zhǔn)測(cè)量DL-102C

電子讀數(shù)：±1.0mm/km（用玻璃鋼尺）

光學(xué)讀數(shù)：±1.5mm/km30X儀器五、全站儀概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，由光電測(cè)距儀，電子經(jīng)緯儀，微處理儀及數(shù)據(jù)記錄裝置融為一體的電子速測(cè)儀（簡(jiǎn)稱全站儀）正日臻成熟，逐步普及。這標(biāo)志著測(cè)繪儀器的研究水平制造技術(shù)、科技含量、適用性程度等，都達(dá)到了一個(gè)新的階段。全站儀是指能自動(dòng)測(cè)量角度和距離，并能按一定程序和格式將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器。全站儀自動(dòng)化程度高，功能多，精度好，通過(guò)配置適當(dāng)?shù)慕涌冢墒挂巴獠杉臏y(cè)量數(shù)據(jù)直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或進(jìn)入自動(dòng)化繪圖系統(tǒng)。與傳統(tǒng)方法相比，省去了大量的中間人工操作環(huán)節(jié)，使勞動(dòng)效率和經(jīng)濟(jì)效益明顯提高，同時(shí)避免了人工操作、記錄等過(guò)程中差錯(cuò)率較高的缺陷。全站儀ETS(ElectronicTotalStation)全站儀的工作特點(diǎn)1.能同時(shí)測(cè)角、測(cè)距并自動(dòng)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)；2.設(shè)有各種野外應(yīng)用程序，能在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)得到歸算結(jié)果；3.能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流。GTS-301D系列全站儀圖片

GTS-301D系列全站儀圖片

GTS-301D系列全站儀圖片

GTS-301D系列全站儀圖片

4.測(cè)站上基本操作（一）角度測(cè)量1．根據(jù)需要選擇左、右角測(cè)量模式。

2．將儀器處在測(cè)角狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部使屏面讀數(shù)為所設(shè)置的水平度盤(pán)讀數(shù)（借助于水平制動(dòng)與微動(dòng)螺旋）再按HOLD鍵，這時(shí)水平讀數(shù)不應(yīng)變化。

3．照準(zhǔn)目標(biāo)。

4．進(jìn)行角度測(cè)量。（二）距離測(cè)量1．置入溫度、氣象和棱鏡常數(shù)。2．選擇單次或多次距離測(cè)量方式進(jìn)行測(cè)量。（三）坐標(biāo)測(cè)量1．置入測(cè)站點(diǎn)（OCC.POINT）坐標(biāo)值。將儀器（測(cè)站）的坐標(biāo)作為原點(diǎn)坐標(biāo)，即起始點(diǎn)坐標(biāo)，則在以后的測(cè)量中，儀器將自動(dòng)地?fù)Q算并顯示出未知點(diǎn)（棱鏡）的坐標(biāo)值。

2．輸入儀器高和棱鏡高。

3．三維坐標(biāo)測(cè)量。（四）其它功能1．遙測(cè)高測(cè)量2．對(duì)邊測(cè)量3．偏心測(cè)量瑞士徠卡TPS700全站儀圖片瑞士徠卡TPS700全站儀圖片8種常用功能（在任何應(yīng)用程序中直接可以調(diào)用）

*直接切換IR與RL兩種測(cè)距模式

*對(duì)邊檢查

*數(shù)據(jù)記錄

*懸高點(diǎn)測(cè)量

*開(kāi)/關(guān)激光指向束

*設(shè)置目標(biāo)偏心常數(shù)

*開(kāi)/關(guān)跟蹤模式

*刪除最后一個(gè)記錄機(jī)載程序?yàn)榱吮M可能給工作帶來(lái)便利，徠卡隨機(jī)供應(yīng)一些常用軟件。TPS700機(jī)載程序有：

*測(cè)量

*放樣

*對(duì)邊測(cè)量

*面積測(cè)量

*自由測(cè)站

*參考線放樣

*聯(lián)機(jī)放樣升級(jí)徠卡可以對(duì)硬件、軟件進(jìn)行更新。其功能如下：

*軟件上載

*任何時(shí)候可以根據(jù)需要將700系列的TC升級(jí)為T(mén)CR無(wú)反射棱鏡全站儀，同型號(hào)不同類型儀器的全站儀。5.3日本索佳全站儀日本索佳圖片5.3日本索佳全站儀日本索佳圖片5.4中國(guó)南方全站儀中國(guó)南方NTS-202/205全站儀圖片

5.4中國(guó)南方全站儀中國(guó)南方NTS-202/205全站儀圖片

5.4中國(guó)南方全站儀中國(guó)南方NTS-202/205全站儀圖片

特點(diǎn)1.關(guān)鍵電子元件進(jìn)口,性能優(yōu)越,質(zhì)量保證.

2.技術(shù)指標(biāo)：5+3ppm,測(cè)程：2.3km.

3.設(shè)計(jì)合理,外型美觀，操作簡(jiǎn)單,功能實(shí)用.

4.價(jià)格低廉,為進(jìn)口的1/2-1/3，可普及到小組.

5.設(shè)有RS-232C接口,能與微機(jī),PC-E500(S)通訊,特別適合做數(shù)字化測(cè)圖.輸入溫度和氣壓，儀器將自動(dòng)進(jìn)行氣象修正.

6.大氣折光和地球曲率的影響可以在平距和高差測(cè)量中自動(dòng)補(bǔ)償

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS(GlobalPositioningSystem)

地理信息系統(tǒng)

GIS(GeographicInformationSystem)

遙感RS

(RemoteSensing)

六、目前測(cè)量界最先進(jìn)的理論和技術(shù)是“3S”6.1全球定位系統(tǒng)GPS6.1.1GPS簡(jiǎn)介6.1.2GPS的應(yīng)用6.1.3GPS技術(shù)在測(cè)繪應(yīng)用中的特點(diǎn)6.1.4GPS施測(cè)全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem，簡(jiǎn)稱GPS）6.1.1GPS簡(jiǎn)介授時(shí)與測(cè)距導(dǎo)航系統(tǒng)及全球定位系統(tǒng)（NavigationSystemTimingandRanging/GloblepositioningSystem-NAVSTAR/GPS）,通常簡(jiǎn)稱為“全球定位系統(tǒng)”，即GPS。GPS是以人造衛(wèi)星組網(wǎng)為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。利用設(shè)置在地面或運(yùn)動(dòng)載體上的專用接收機(jī)，接收衛(wèi)星發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位。它是根據(jù)美國(guó)國(guó)防部1973年12月批準(zhǔn)的國(guó)防導(dǎo)航衛(wèi)星計(jì)劃而建設(shè)的。它由三部分組成，即：空間的衛(wèi)星、地面控制系統(tǒng)、用戶的接收處理裝置。6.1.1GPS簡(jiǎn)介空間部分有24顆衛(wèi)星，其中3顆為備份衛(wèi)星。24顆工作衛(wèi)星均勻分布在約二萬(wàn)公里高的六個(gè)軌道平面上，每個(gè)軌道面4顆，運(yùn)行周期約為12小時(shí)。工作衛(wèi)星以L1=1575.42兆赫和L2=1227.6兆赫兩種頻率發(fā)送導(dǎo)航信號(hào)，導(dǎo)航信號(hào)采用偽隨機(jī)噪音編碼調(diào)制，L1用P碼和C/A碼調(diào)制；L2用P碼調(diào)制。C/A碼開(kāi)放民用。地面控制系統(tǒng)由一個(gè)主控站、四個(gè)監(jiān)控站和三個(gè)注入站組成，任務(wù)是保證衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)的質(zhì)量。