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精密工程測量的發(fā)展與展望

新聞時間：2017-07-18 文章來源： 文章作者：ztcjjt
精密工程測量是工程測量的分支，是測繪科學(xué)在大型工程、高新技術(shù)工程和特種工程等精密工程建設(shè)中的應(yīng)用。精密工程測量主要研究精密工程測量的理論和方法，突出其“高精度”與“可靠性”。代表了工程測量的最新發(fā)展。精密工程測量是傳統(tǒng)工程測量的發(fā)展和延伸，應(yīng)用先進的技術(shù)和高精度的儀器設(shè)備進行測角、測距、測高、定向、定位，從而獲得各點的三維坐標或進行施工放樣、設(shè)備安裝和求得微小位移量等一系列測量信息。精密工程測量精度一般為1~2 mm，甚至亞毫米 。
 
精密工程測量的發(fā)展與展望
 
1、精密工程測量的特點
 
精密工程測量主要為工程建設(shè)和科學(xué)研究服務(wù)。與普通的工程測量相比，其服務(wù)范圍、精度要求、采用的儀器設(shè)備和測量方法等都有一定的差別。概括起來，精密工程測量有以下特點：
 
1)精密工程測量的“精密”主要體現(xiàn)在測量精度要求高，一般為1~2 mm，甚至亞毫米，相對精度高于10-6。
 
2)服務(wù)對象規(guī)模大、構(gòu)件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、測量困難多、難度大。
 
3)應(yīng)用最新的儀器設(shè)備，而且儀器性能好，精度高，穩(wěn)定性強，自動化程度高，有時還能遙控作業(yè)或自動跟蹤測量。
 
4)精密工程測量服務(wù)領(lǐng)域?qū)挘瑧?yīng)用范圍廣。在使用儀器和工程建設(shè)方面，經(jīng)常會涉及到物理學(xué)、電子學(xué)、建筑學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地震學(xué)，計算機技術(shù)、通訊技術(shù)和自動控制技術(shù)等，具有交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科的性質(zhì)，并逐步向鄰近學(xué)科滲透。
 
2、精密工程測量的展望
 
精密工程測量是伴隨著大型工程、微型工程、高科技工程和特殊工程發(fā)展而發(fā)展的，而且不斷深入地下、水域和宇宙空間。這些工程建設(shè)中的測量工作難度大，精度要求高，許多工程要求達到亞毫米級，甚至更高。傳統(tǒng)的測量方法和儀器設(shè)備已不能滿足工程的需要。人類必將研究和探討精密工程測量的新理論、新方法和新的測繪儀器，推動了精密工程測量的飛速發(fā)展。
 
2.1?新理論、新方法的研究
 
精密工程測量最基本的特點就是精度要求高，工作難度大。它的工作對象都是高科技工程和尖端科學(xué)工程。如三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、線形鎖和鋼尺量邊的導(dǎo)線等，不能滿足精密測量的需要，要進行新理論、新方法的研究。例如全球定位系統(tǒng)(GPS)、雷達干涉測量(INSAR)、全站儀、傳感器和機器人等的研發(fā)，更好地促進了它們在精密工程測量中的應(yīng)用[5]。更重要的是，隨著科學(xué)技術(shù)的進步和精密工程測量的需要，研究開發(fā)象納米技術(shù)和一些人類目前還未知的新材料、新技術(shù)應(yīng)用于測量，可望使測量精度達到1/1 000 mm或1/10 000 mm，測量方法大大改善。
 
2.2?研究減少環(huán)境等外界各因素對精度的影響
 
測量工作都在大氣中進行，受溫度、氣壓影響比較大，各類測量儀器在測角、測距、測高、定向、定位和工程放樣中都受到大氣折光等因素的影響。氣象影響除了折射率誤差外，還有溫度、氣壓的測定誤差。人類曾采取飛機、氣球等各種措施測定測線上的氣象元素，但并沒有根本解決問題，氣象誤差仍是精密工程測量的主要誤差源之一。被測物體受熱脹冷縮的影響，也會影響測量結(jié)果。同時，地形、地物和大面積水面的影響也不可忽視。另一方面，現(xiàn)在所用的測量儀器多數(shù)是電子類儀器，電磁波在傳輸過程中除了大氣影響外，還受到強磁場的影響，如電磁波、微波發(fā)射臺、站，高壓線、變電站等。這些環(huán)境等外界因素對測量精度的影響規(guī)律和相應(yīng)的改正措施的研究，是精密工程測量研究的重要方向。
 
3、研究現(xiàn)代測繪信息處理的新方法
 
現(xiàn)代測繪信息不僅是點、線、面等三維坐標，而且是包括時間、色彩、亮度以及地球、太陽運轉(zhuǎn)狀態(tài)等多維信息。測量誤差不光會服從正態(tài)分布，傳統(tǒng)的最小二乘原理并非最優(yōu)。此外，在精密工程測量和微型變形監(jiān)測中，傳統(tǒng)的統(tǒng)計模型和分析方法也并非最佳。同時，現(xiàn)代測繪信息處理并不是單一的平差，還包括圖形、圖像、色彩及時間等處理，是多維、多項的綜合處理。
 
現(xiàn)代測繪要隨著精度要求的提高和觀測方法的更新，研究新的信息處理模型，如確定性模型、混合模型、　動態(tài)模型和不確定性模型等。在處理方法上可采用灰關(guān)聯(lián)法、模糊評判法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。更需要研究一些前人沒有用過的信息處理方法，即創(chuàng)新。
 
4、專用精密測量儀器的研制
 
常規(guī)的測量儀器在測繪工作中發(fā)揮著巨大作用，但隨著科學(xué)技術(shù)的進步，常規(guī)的測量儀器精度和自動化、智能化程度還不能滿足精密工程的需要。要大膽改革，勇于創(chuàng)新，可以采用納米技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、宇宙環(huán)境、空間信息以及特殊的技術(shù)，研制新一代精密工程測量專用儀器，實現(xiàn)測量的高精度、自動化、智能化，使測量信息采集和成圖一體化、成果多元化、施工放樣和微小變量監(jiān)測與災(zāi)害預(yù)測自動化，實現(xiàn)測繪科學(xué)的現(xiàn)代化。

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