從道路測量看測量學

1、 班級：路橋一班 姓名：張揚 學號;10201080142 從道路測量看測量學 測量工作是工程建設(shè)中的一項最基礎(chǔ)的工作，尤其是在道路、橋梁、隧道工程建設(shè)中起著極其重要的作用，為選取一條最經(jīng)濟、最合理的路線，首先要進行路線勘測，繪制帶狀地形圖，進行縱、橫斷面測量，進行紙上定線和路線設(shè)計，并將設(shè)計好的路線平面位置、縱坡及路基邊坡在地面上標定出來，以指導施工，當路線跨越河流時，擬設(shè)置橋梁跨越之前，應(yīng)測繪河流及兩岸地形圖，測定橋軸線的長度及橋位處的河床斷面，橋位處的河流比降，為橋梁方案選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計提供必要的依據(jù)，當路線縱坡受地形限制，采用避讓山嶺繞線平面線形不能滿足規(guī)范要求，而選用隧道方案時，測定隧

2、道進出口大比例尺地形圖，為隧道洞口布置選擇提供必要的數(shù)據(jù)。公路工程測量不同階段的工作 1 初步設(shè)計階段的測量工作 初步設(shè)計根據(jù)批準的設(shè)計任務(wù)書和初測資料編制，主要擬定修建原則，選定設(shè)計方案計算主要工程數(shù)量，提出施工方案意見，編制設(shè)計概算，提供方案說明及圖表資料，初測階段為初設(shè)提供平面、高程控制、地形圖、特殊地段的控制樁及縱、橫斷面資料。.2 施工圖設(shè)計階段的測量工作 施工圖設(shè)計根據(jù)批準的初步設(shè)計文件，在1：2000圖上進行方案比選，確定路線方案，進行施工圖詳測。淺談道路測量，可以的看出測量的重要性，下面我們具體談?wù)劀y量學的定義、特點、內(nèi)容.和數(shù)據(jù)處理。 1.1 工程測量的定義 當代人對工程測量

3、學的定義是：工程測量技術(shù)指在工程建設(shè)的勘測設(shè)計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術(shù)的總稱。傳統(tǒng)工程測量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域包括建筑、水利、交通、礦山等部門，其基本內(nèi)容有測圖和放樣兩部分?，F(xiàn)代工程測量己經(jīng)遠遠突破了僅僅為工程建設(shè)服務(wù)的概念，它不僅涉及工程的靜態(tài)、動態(tài)幾何與物理量測定，而且包括對測量結(jié)果的分析，甚至對物體發(fā)展變化的趨勢預報。蘇黎世高等工業(yè)大學馬西斯教授指出：“一切不屬于地球測量，不屬于國家地圖集的陸地測量，和不屬于法定測量的應(yīng)用測量都屬于工程測量”。我國近代以來工程測量可追溯至 1932年，同濟大學工學院高等測量系正式成立，成為當時國立大學中惟一的測量系，并成為我國民用測繪高

4、等教育事業(yè)的發(fā)祥地。隨著傳統(tǒng)測繪技術(shù)向數(shù)字化測繪技術(shù)轉(zhuǎn)化，我國工程測量的發(fā)展可以概括為“四化”和“十六字”，所謂“四化”是：工程測量內(nèi)外業(yè)作業(yè)的一體化，數(shù)據(jù)獲取及其處理的自動化，測量過程控制和系統(tǒng)行為的智能化，測量成果和產(chǎn)品的數(shù)字化。“十六字”是：連續(xù)、動態(tài)、遙測、實時、精確、可靠、快速、簡便。 1.2 工程測量的地位 測量學是一門具有悠久歷史和現(xiàn)代發(fā)展的一級學科。該學科無論怎樣發(fā)展，服務(wù)領(lǐng)域無論怎樣拓寬，與其他學科的交叉無論怎樣增多或加強，學科無論出現(xiàn)怎樣的綜合和細分，學科名稱無論怎樣改變，學科的本質(zhì)和特點都不會改變?？偟膩碚f，測量學的二級學科仍應(yīng)作如下劃分：大地測量學工程測量學攝影測量學地

5、圖制圖學不動產(chǎn)測繪 1.2.工程測量的內(nèi)容（1）工程測量中的地形圖測繪規(guī)劃階段用圖比例尺一般較小，按照工程的規(guī)模可直接使用1：1萬至1:10000的地形圖。在施工階段比例尺一般較大1：1000或1：500。（2）工程控制網(wǎng)布設(shè)和優(yōu)化設(shè)計工程控制網(wǎng)包括測圖控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、變形監(jiān)測網(wǎng)和安裝控制網(wǎng)。目前除特高精度的工程專用網(wǎng)的和設(shè)備安裝控制網(wǎng)外，絕大多數(shù)控制網(wǎng)都可采用GPS定位技術(shù)建立。（3）施工放樣技術(shù)和方法將抽象的幾何實體放樣到實地上去，成為具體的幾何實體所采用的測量方法和技術(shù)稱為施工放樣，機器和設(shè)備的安裝也是一種放樣。放樣放樣可分為點、線、面、體的放樣。具體方法包括：極坐標、偏角法、偏距法

6、、投點法、距離交會、方向交會。（4）工程的變形監(jiān)測分析和預報工程建筑物的變形及與工程有關(guān)的災害監(jiān)測、分析和預報是工程測量研究的重要內(nèi)容。變形監(jiān)測技術(shù)幾乎包括全部工程測量技術(shù)，除常規(guī)儀器外還包括各種傳感器和專用設(shè)備。變形模型的建立。其主要針對目標點上的時間序列進行數(shù)據(jù)處理，包括多元線性回規(guī)分析、時間序列等。 2 工程測量中常用數(shù)據(jù)處理的幾種方法 2.1 測量平差理論 最小二乘法廣泛應(yīng)用于測量平差。最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，它是各種經(jīng)典的和現(xiàn)代平差模型的統(tǒng)一模型。測量誤差理論主要表現(xiàn)在對模型誤差的研究上，主要包括：平差中函數(shù)模型誤差、隨機模型

7、誤差的鑒別或診斷；模型誤差對參數(shù)估計的影響，對參數(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(shè)計的關(guān)系。由于變形監(jiān)測網(wǎng)參考點穩(wěn)定性檢驗的需要，導致了自由網(wǎng)平差和擬穩(wěn)平差的出現(xiàn)和發(fā)展。觀測值粗差的研究促進了控制網(wǎng)可靠性理論，以及變形監(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。針對觀測值存在粗差的客觀實際，出現(xiàn)了穩(wěn)健估計(或稱抗差估計)；針對法方程系數(shù)陣存在病態(tài)的可能，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。 2.2 工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計理論和方法 網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優(yōu)化設(shè)計理論構(gòu)造目標函數(shù)和約束條件，解求目標函數(shù)的極

8、大值或極小值。一般將網(wǎng)的質(zhì)量指標作為目標函數(shù)或約束條件。網(wǎng)的質(zhì)量指標主要有精度、可靠性和建網(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。對于網(wǎng)的平差模型而言，按固定參數(shù)和待定參數(shù)的不同，網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計又分為零類、一類、二類和三類優(yōu)化設(shè)計，涉及到網(wǎng)的基準設(shè)計，網(wǎng)形、觀測值精度以及觀測方案的設(shè)計。在工程測量中，施工控制網(wǎng)、安裝控制網(wǎng)和變形監(jiān)測網(wǎng)都需要作優(yōu)化設(shè)計。由于采用GPS定位技術(shù)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。除特別的精密控制網(wǎng)可考慮用專門編寫的解析法優(yōu)化設(shè)計程序作網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計外，其他的網(wǎng)都可用模擬法進行設(shè)計。模擬法優(yōu)化設(shè)計的軟件功能和進行優(yōu)化設(shè)計的步驟主要是：根據(jù)

9、設(shè)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行)。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(yīng)包括點位精度、相鄰點位精度、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，協(xié)方差陣的主成份計算，特征值計算，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量(內(nèi)部可靠性)和某一觀測值的粗差界限值對平差坐標的影響(外部可靠性)。靈敏度包括靈敏度橢圓、在給定變形向量下的靈敏度指標以及觀測值的靈敏度影響系數(shù)。將計算出

10、的各質(zhì)量指標與設(shè)計要求的指標比較，使之既滿足設(shè)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(增加或減少觀測值)或局部改變網(wǎng)形(增加或減少網(wǎng)點)等方法重新作上述設(shè)計計算，直到獲取一個較好的結(jié)果。 2.3 變形觀測數(shù)據(jù)處理 2.3.1變形觀測數(shù)據(jù)處理的幾種典型方法 根據(jù)變形觀測數(shù)據(jù)繪制變形過程曲線是一種最簡單而有效的數(shù)據(jù)處理方法，由過程曲線可作趨勢分析。如果將變形觀測數(shù)據(jù)與影響因子進行多元回歸分析和逐步回歸計算，可得到變形與顯著性因子間的函數(shù)關(guān)系，除作物理解釋外，也可用于變形預報。多元回歸分析需要較長的一致性好的多組時間序列數(shù)據(jù)。 2.3.2 變形的幾何分析與物理解釋 傳統(tǒng)的方

11、法將變形觀測數(shù)據(jù)處理分為變形的幾何分析和物理解釋。幾何分析在于描述變形的空間及時間特性，主要包括模型初步鑒別、模型參數(shù)估計和模擬統(tǒng)計檢驗及最佳模型選取3個步驟。變形監(jiān)測網(wǎng)的參考網(wǎng)、相對網(wǎng)在周期觀測下，參考點的穩(wěn)定性檢驗和目標點和位移值計算是建立變形模型的基礎(chǔ)。變形的物理解釋在于確定變形與引起變形的原因之間的關(guān)系，通常采用統(tǒng)計分析法和確定函數(shù)法。統(tǒng)計分析法包括多元回歸分析、灰色系統(tǒng)理論中的關(guān)聯(lián)度分析以及時間序列頻域法分析中的動態(tài)響應(yīng)分析等。 2.3.3 變形分析與預報的系統(tǒng)論方法 用現(xiàn)代系統(tǒng)論為指導進行變形分析與預報是目前研究的一個方向。變形體是一個復雜的系統(tǒng)，它具有多層次高維的灰箱或黑箱式結(jié)構(gòu)，是非線性的，開放性(耗散)的，它還具有隨機性，這種隨機性除包括外界干擾的不確定性外，還表現(xiàn)在對初始狀態(tài)的敏感性和系統(tǒng)長期行為的混沌性。此外，還具有自相似性、突變性、自組織性和動態(tài)性等特征。 3 課程結(jié)束的一點感想 十一前的一節(jié)課，老師你說這是倒數(shù)第二次上課了，十一來了后我們