我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與成就
一、前 言
工程測(cè)量學(xué)科是一門應(yīng)用學(xué)科，它是直接為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)服務(wù)，緊密與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，是測(cè)繪學(xué)中最活躍的一個(gè)分支學(xué)科。工程測(cè)量有著悠久的歷史，近20年來，隨著測(cè)繪科技的飛速發(fā)展，工程測(cè)量的技術(shù)面貌發(fā)生了深刻的變化，并取得很大的成就。主要原因有：一是科學(xué)技術(shù)的新成就，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、空間技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，以及測(cè)繪科技本身的進(jìn)步，為工程測(cè)量技術(shù)進(jìn)步提供新的方法和手段；二是改革開放以來，城市建設(shè)不斷擴(kuò)大，各種大型建筑物和構(gòu)筑物的建設(shè)工程、特種精密建設(shè)工程等不斷增多，對(duì)工程測(cè)量不斷提出新的任務(wù)、新課題和新要求，使工程測(cè)量的服務(wù)領(lǐng)域不斷拓寬，有力地推動(dòng)和促進(jìn)工程測(cè)量事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。隨著傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)向數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)轉(zhuǎn)化，面向21世紀(jì)的我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和方向是：測(cè)量數(shù)據(jù)采集和處理的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、數(shù)字化；測(cè)量數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化；測(cè)量數(shù)據(jù)傳播與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會(huì)化。GPS技術(shù)、RS技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)以及先進(jìn)地面測(cè)量?jī)x器等將廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量中，并發(fā)揮其主導(dǎo)作用。
二、先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器在工程測(cè)量中的應(yīng)用
80年代以來出現(xiàn)許多先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器，為工程測(cè)量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段，如：光電測(cè)距儀、精密測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光準(zhǔn)直儀、激光掃平儀等，為工程測(cè)量向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件，改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測(cè)量、道路測(cè)量和施工測(cè)量等的作業(yè)方法。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測(cè)距導(dǎo)線網(wǎng)所替代；光電測(cè)距三角高程測(cè)量代替三、四等水準(zhǔn)測(cè)量；具有自動(dòng)跟蹤和連續(xù)顯示功能的測(cè)距儀用于施工放樣測(cè)量；無需棱鏡的測(cè)距儀解決了難以攀登和無法到達(dá)的測(cè)量點(diǎn)的測(cè)距工作；電子速測(cè)儀為細(xì)部測(cè)量提供了理想的儀器；精密測(cè)距儀的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。
電子經(jīng)緯儀和全站儀的應(yīng)用，是地面測(cè)量技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。電子經(jīng)緯儀具有自動(dòng)記錄、自動(dòng)改正儀器軸系統(tǒng)差、自動(dòng)歸化計(jì)算、角度測(cè)量自動(dòng)掃描、消除度盤分劃誤差和偏心差等優(yōu)點(diǎn)。全站儀測(cè)量可以利用電子手簿把野外測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄下來，通過接口設(shè)備傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，利用“人機(jī)交互”方式進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)數(shù)據(jù)處理和圖形編輯，還可以把由微機(jī)控制的跟蹤設(shè)備加到全站儀上，能對(duì)一系列目標(biāo)自動(dòng)測(cè)量，即所謂“測(cè)地機(jī)器人”或“電子平板”野外直接圖形編輯，為測(cè)圖和工程放樣向數(shù)字化發(fā)展開辟了道路。激光水準(zhǔn)儀、全自動(dòng)數(shù)字水準(zhǔn)儀、記錄式精密補(bǔ)償水準(zhǔn)儀等儀器的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了在幾何水準(zhǔn)測(cè)量中自動(dòng)安平、自動(dòng)讀數(shù)和記錄、自動(dòng)檢核測(cè)量數(shù)據(jù)等功能，使幾何水準(zhǔn)測(cè)量向自動(dòng)化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。激光準(zhǔn)直儀和激光掃描儀在高層建筑施工和大面積混凝土施工中是必不可少的儀器。國(guó)產(chǎn)JDA系列多功能自動(dòng)激光準(zhǔn)直儀，具有6種自動(dòng)保持精度的基準(zhǔn)，可用于高層和高聳建筑的軸線測(cè)控；滑模測(cè)偏、測(cè)扭、水平測(cè)控；構(gòu)筑物與設(shè)備安裝放線控測(cè)；各類工程測(cè)平，結(jié)構(gòu)變形觀測(cè)等。陀螺經(jīng)緯儀是用于礦山、隧道等工程測(cè)量的另一類主要的地面測(cè)量?jī)x器，新一代的陀螺經(jīng)緯儀是由微機(jī)控制，儀器自動(dòng)、連續(xù)地觀測(cè)陀螺的搖動(dòng)并能補(bǔ)償外部的干擾，觀測(cè)時(shí)間短、精度高，如Cromad陀螺經(jīng)緯儀在7min左右的觀測(cè)時(shí)間能獲取3″的精度，比傳統(tǒng)陀螺經(jīng)緯儀精度提高近7倍，作業(yè)效率提高近10倍，標(biāo)志著陀螺經(jīng)緯儀向自動(dòng)化方向邁進(jìn)。
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工程測(cè)量學(xué)科是一門應(yīng)用學(xué)科，它是直接為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)服務(wù)，緊密與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，是測(cè)繪學(xué)中最活躍的一個(gè)分支學(xué)科。工程測(cè)量有著悠久的歷史，近20年來，隨著測(cè)繪科技的飛速發(fā)展，工程測(cè)量的技術(shù)面貌發(fā)生了深刻的變化，并取得很大的成就。主要原因有：一是科學(xué)技術(shù)的新成就，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、空間技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，以及測(cè)繪科技本身的進(jìn)步，為工程測(cè)量技術(shù)進(jìn)步提供新的方法和手段；二是改革開放以來，城市建設(shè)不斷擴(kuò)大，各種大型建筑物和構(gòu)筑物的建設(shè)工程、特種精密建設(shè)工程等不斷增多，對(duì)工程測(cè)量不斷提出新的任務(wù)、新課題和新要求，使工程測(cè)量的服務(wù)領(lǐng)域不斷拓寬，有力地推動(dòng)和促進(jìn)工程測(cè)量事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。隨著傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)向數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)轉(zhuǎn)化，面向21世紀(jì)的我國(guó)工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和方向是：測(cè)量數(shù)據(jù)采集和處理的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、數(shù)字化；測(cè)量數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化；測(cè)量數(shù)據(jù)傳播與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會(huì)化。GPS技術(shù)、RS技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)以及先進(jìn)地面測(cè)量?jī)x器等將廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量中，并發(fā)揮其主導(dǎo)作用。
二、先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器在工程測(cè)量中的應(yīng)用
80年代以來出現(xiàn)許多先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器，為工程測(cè)量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段，如：光電測(cè)距儀、精密測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光準(zhǔn)直儀、激光掃平儀等，為工程測(cè)量向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件，改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測(cè)量、道路測(cè)量和施工測(cè)量等的作業(yè)方法。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測(cè)距導(dǎo)線網(wǎng)所替代；光電測(cè)距三角高程測(cè)量代替三、四等水準(zhǔn)測(cè)量；具有自動(dòng)跟蹤和連續(xù)顯示功能的測(cè)距儀用于施工放樣測(cè)量；無需棱鏡的測(cè)距儀解決了難以攀登和無法到達(dá)的測(cè)量點(diǎn)的測(cè)距工作；電子速測(cè)儀為細(xì)部測(cè)量提供了理想的儀器；精密測(cè)距儀的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。
電子經(jīng)緯儀和全站儀的應(yīng)用，是地面測(cè)量技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。電子經(jīng)緯儀具有自動(dòng)記錄、自動(dòng)改正儀器軸系統(tǒng)差、自動(dòng)歸化計(jì)算、角度測(cè)量自動(dòng)掃描、消除度盤分劃誤差和偏心差等優(yōu)點(diǎn)。全站儀測(cè)量可以利用電子手簿把野外測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄下來，通過接口設(shè)備傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，利用“人機(jī)交互”方式進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)數(shù)據(jù)處理和圖形編輯，還可以把由微機(jī)控制的跟蹤設(shè)備加到全站儀上，能對(duì)一系列目標(biāo)自動(dòng)測(cè)量，即所謂“測(cè)地機(jī)器人”或“電子平板”野外直接圖形編輯，為測(cè)圖和工程放樣向數(shù)字化發(fā)展開辟了道路。激光水準(zhǔn)儀、全自動(dòng)數(shù)字水準(zhǔn)儀、記錄式精密補(bǔ)償水準(zhǔn)儀等儀器的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了在幾何水準(zhǔn)測(cè)量中自動(dòng)安平、自動(dòng)讀數(shù)和記錄、自動(dòng)檢核測(cè)量數(shù)據(jù)等功能，使幾何水準(zhǔn)測(cè)量向自動(dòng)化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。激光準(zhǔn)直儀和激光掃描儀在高層建筑施工和大面積混凝土施工中是必不可少的儀器。國(guó)產(chǎn)JDA系列多功能自動(dòng)激光準(zhǔn)直儀，具有6種自動(dòng)保持精度的基準(zhǔn)，可用于高層和高聳建筑的軸線測(cè)控；滑模測(cè)偏、測(cè)扭、水平測(cè)控；構(gòu)筑物與設(shè)備安裝放線控測(cè)；各類工程測(cè)平，結(jié)構(gòu)變形觀測(cè)等。陀螺經(jīng)緯儀是用于礦山、隧道等工程測(cè)量的另一類主要的地面測(cè)量?jī)x器，新一代的陀螺經(jīng)緯儀是由微機(jī)控制，儀器自動(dòng)、連續(xù)地觀測(cè)陀螺的搖動(dòng)并能補(bǔ)償外部的干擾，觀測(cè)時(shí)間短、精度高，如Cromad陀螺經(jīng)緯儀在7min左右的觀測(cè)時(shí)間能獲取3″的精度，比傳統(tǒng)陀螺經(jīng)緯儀精度提高近7倍，作業(yè)效率提高近10倍，標(biāo)志著陀螺經(jīng)緯儀向自動(dòng)化方向邁進(jìn)。
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