测量在房屋建筑中的应用

摘要南京工业大学本科生毕业论文 -PAGEIV- -PAGEV-浅析测量在房屋屋建筑中的的应用摘要本文介绍了测量量量在房屋屋建筑筑上的应应用；；介绍了了工程程测量的的发展展和应用用；然然后结合合具体体工程项项目，案案例分析析工程程测量应应用。例例如控制制测量量、工程程放样样、垂直直度测测量、建建筑标标高测量量、变变形监测测；并并借助案案例施施工放样样，介介绍了全全站仪仪的使用用知识识，并进进行实实际的放放样工工作；最最后展展望了测测量在在房屋建建筑领领域中的的发展展。关键词：工程测测测量房屋建筑放样全站仪AnalysiiisttheeApppllicaatiionssoofEnnggineeerringgSSurvveyyinHoousiinggConssttrucctiionAbstraccctFirst,sommebrieeffapppllicaatiionssoofeenggineeerringgssurvveyyinnhhoussinngcconnstrrucctioonareeiintrrodduceedinthhispaaperr.Theensommefreequuenttlyyusseddenngiineeeriingsuurveeyss,ssucchaasconntrrolsuurveey,,enngiineeeriinglooftiingg,buiilldinng

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ddefoormmatiionnmeeassureemeentaarresshoowttheeirprrinccipplessaandmeethoodss.Anndd,wweeelaboorrateettheintroodducttioontouussetotaallsttattionn.Finaallly,,tthehoousiinggcoonsstruucttionnsuurveeyiingmaakeacconccluusioononthheaapppliccattionnaandloookfoorwaarddtoommoreeoofiitssapppllicaatiionss.KeyWorrrds:EEngiineeeriinggSuurvvey;;HHoussinngCConnstrrucctioon;;EnngiineeeriingLooftiingg;TTottalSttatiionn目录目录HYPERLINK\l"_Toc295237148"摘要IHYPERLINK\l"_Toc295237149"AbstraccctIIHYPERLINK\l"_Toc295237150"目录IIIHYPERLINK\l"_Toc295237151"第一章引言1HYPERLINK\l"_Toc295237152"1.1工程测量量量地位和和研究究领域应应用11HYPERLINK\l"_Toc295237153"1.1.1工工工程测量量的定定义1HYPERLINK\l"_Toc295237154"1.1.2工工工程测量量的地地位1HYPERLINK\l"_Toc295237155"1.1.3研研研究应用用领域域2HYPERLINK\l"_Toc295237156"1.2工程测量量量的内容容3HYPERLINK\l"_Toc295237157"1.2.1工工工程测量量的内内容划分分3HYPERLINK\l"_Toc295237158"1.2.2工工工程测量量的内内容3HYPERLINK\l"_Toc295237159"1.3工程测测测量的发发展历历史3HYPERLINK\l"_Toc295237160"1.4工程测量量量仪器的的发展展4HYPERLINK\l"_Toc295237161"1.5大型特特特种精密密工程程测量6HYPERLINK\l"_Toc295237162"1.5.1国国国内览胜胜6HYPERLINK\l"_Toc295237163"1.5.2国外外外简述6HYPERLINK\l"_Toc295237164"第二章工程建筑筑筑的测量量应用用8HYPERLINK\l"_Toc295237165"2.1控制测测测量8HYPERLINK\l"_Toc295237166"2.2工程放放放样9HYPERLINK\l"_Toc295237167"2.2.1准准准备工作作9HYPERLINK\l"_Toc295237169"2.2.2极极极坐标法法放点点9HYPERLINK\l"_Toc295237170"2.2.3误误误差处理理100HYPERLINK\l"_Toc295237171"2.2.4复复复测工作作100HYPERLINK\l"_Toc295237172"2.3建筑标标标高测量量111HYPERLINK\l"_Toc295237173"2.4垂直度度度测量111HYPERLINK\l"_Toc295237174"2.5变形监测测测测量122HYPERLINK\l"_Toc295237175"2.5.1工工工程变形形监测测的基础础知识识12HYPERLINK\l"_Toc295237176"2.5.2变变变形监测测数据据处理122HYPERLINK\l"_Toc295237177"2.5.3变形形形的几何何分析析与物理理解释释13HYPERLINK\l"_Toc295237178"2.5.4变形形形分析与与预报报的系统统论方方法14HYPERLINK\l"_Toc295237179"第三章工程测量量量应用案案例分分析16HYPERLINK\l"_Toc295237180"3.1工程概况况况16HYPERLINK\l"_Toc295237181"3.1.1基基基坑及控控制点点图16HYPERLINK\l"_Toc295237182"3.2基础施施施工测量量177HYPERLINK\l"_Toc295237183"3.2.1前前前期准备备工作作17HYPERLINK\l"_Toc295237184"3.2.2基线线线测设177HYPERLINK\l"_Toc295237185"3.2.3轴线线线测设177HYPERLINK\l"_Toc295237186"3.2.4桩位位位的测放放与复复核18HYPERLINK\l"_Toc295237187"3.3工程施工工工放样188HYPERLINK\l"_Toc295237188"3.3.1全站站站仪放样样使用用说明188HYPERLINK\l"_Toc295237189"3.2.2定点点点放样199HYPERLINK\l"_Toc295237190"3.4建筑标标标高测量量211HYPERLINK\l"_Toc295237191"3.3．5工程程程测量在在主体体结构施施工阶阶段对工工程质质量的作作用221HYPERLINK\l"_Toc295237192"第四章工程测量量量的发展展展望望23HYPERLINK\l"_Toc295237193"结语24HYPERLINK\l"_Toc295237194"参考文献25HYPERLINK\l"_Toc295237195"致谢26第一章引言 -1- -1- -26- PAGE28 PAGE11第一章引言言言1.1工程测量量量地位和和研究究领域应应用1.1.1工工工程测量量的定定义当代人对工程测测测量学的的定义义是：工程程测测量技术术指在在工程建建设的的勘测设设计、施施工和管管理阶阶段中运运用的的各种测测量理理论、方方法和和技术的的总称称。传统工程测量技技技术的服服务领领域包括括建筑筑、水利利、交交通、矿矿山等等部门，其其基基本内容容有测测图和放放样两两部分。现现代代工程测测量己己经远远远突破破了仅仅仅为工工程建设设服务务的概念念，它它不仅涉涉及工工程的静静态、动动态几何何与物物理量测测定，而而且包括括对测测量结果果的分分析，甚甚至对对物体发发展变变化的趋趋势预预报。苏苏黎世世高等工工业大大学马西西斯教教授指出出：“一切不属属于于地球测测量，不不属于国国家地地图集的的陆地地测量，和和不不属于法法定测测量的应应用测测量都属属于工工程测量”。我国近代代以以来工程程测量量可追溯溯至

199322年，同济济大大学工学学院高高等测量量系正正式成立立，成成为当时时国立立大学中中惟一一的测量量系，并并成为我我国民民用测绘绘高等等教育事事业的的发祥地地。随随着传统统测绘绘技术向向数字字化测绘绘技术术转化，我我国国工程测测量的的发展可可以概概括为“四化”和“十六字”，所谓“四化”是：工程程测测量内外外业作作业的一一体化化，数据据获取取及其处处理的的自动化化，测测量过程程控制制和系统统行为为的智能能化，测测量成果果和产产品的数数字化化。“十六字”是：连续续、动动态、遥遥测、实实时、精精确、可可靠、快快速、简简便。1.1.2工工工程测量量的地地位测绘学是一门具具具有悠久久历史史和现代代发展展的一级级学科科。该学学科无无论怎样样发展展，服务务领域域无论怎怎样拓拓宽，与与其他他学科的的交叉叉无论怎怎样增增多或加加强，学学科无论论出现现怎样的的综合合和细分分，学学科名称称无论论怎样改改变，学学科的本本质和和特点都都不会会改变。总总的的来说，测测绘绘学的二二级学学科仍应应作如如下划分分：——大地测量学学——工程测量学学——摄影测量学学——地图制图学学——不动产测绘绘值得说明的是，随随着社会的发发展、科技的的进步，教育育不断改革，目目前我国测绘绘本科只有“测绘工程”一个专业，且且有60余所高校设设有此专业，这这对宽口径培培养人才无疑疑很有好处，但但从就业角度度来说，还需需要将其二级级学科作为专专业方向进行行培养。在这这60余所高校中中，大多数是是以工程测量量学这一学科科方向为主。1.1.3研研研究应用用领域域目前国内把工程程程建设有有关的的工程测测量按按勘测设设计、施施工建设设和运运行管理理三个个阶段划划分；；也有按按行业业划分成成：线线路(铁路、公公路路等)工程测量量、水水利工程程测量量、桥隧隧工程程测量、建建筑筑工程测测量、矿矿山测量量、海海洋工程程测量量、军事事工程程测量、三三维维工业测测量等等，几乎乎每一一行业和和工程程测量都都有相相应的著著书或或教材。由由Hennneeckee,MMuellleer,WWerrnerr33个德国人人所所编著的的工程程测量学学，主主要按下下述内内容进行行划分分和编写写：①测量仪器器和和方法；②线路、铁铁路路、公路路建设设测量；③高层建筑筑测测量；④地下建筑筑测测量；⑤安全监测测；⑥机器和设设备备测量。由于工程测量的的的研究应应用领领域非常常广泛泛，发展展变化化也很快快，因因此写书书十分分困难。目目前前国内外外没有有一本全全面涉涉及工程程测量量学理论论、技技术、方方法和和实际应应用的的现代专专著或或教材。国国际际测量师师联合合会(FIGG)的第六委委员员会称作作工程程测量委委员会会，过去去它下下设4个工作组组：：测量方方法和和限差；；土石石方计算算；变变形测量量；地地下工程程测量量。此外外还设设了一个个特别别组：变变形分分析与解解释。现现在，下下设了了6个工作组组和2个专题组组。6个工作组组是是：大型型科学学设备的的高精精度测量量技术术与方法法；线线路工程程测量量与优化化；变变形测量量；工工程测量量信息息系统；；激光光技术在在工程程测量中中的应应用；电电子科科技文献献和网网络。2个专题组组是是：工程程和工工业中的的特殊殊测量仪仪器；；工程测测量标标准。德德国、瑞瑞士、奥奥地利利3个德语语语系系国家自50年代发起起组组织每3～4年举行一一次次的“工程测量量国国际学术术讨论论会”。过去把把工工程测量量划分分为以下下几个个专题：：测量量仪器和和数据据获取；；数据据解释、处处理理和应用用；高高层建筑筑和设设备安装装测量量；地下下和深深层建筑筑测量量；环境境和工工程建筑筑物变变形监测测。1992年第11届讨论会会的的专题是是：测测量理论论与测测量方案案；测测量技术术和测测量系统统；信信息系统统和CAD；在建筑筑工工程和工工业中中的应用用。1996年的第12届讨论会会的的专题是是：测测量和数数据处处理系统统；监监测和控控制；；在工业业和建建筑工程程中的的质量问问题；；数据模模型和和信息系系统；；交叉学学科的的大型工工程项项目。从以上可见，工工工程测量量学的的研究领领域既既有相对对的固固定性，又又是是不断发发展变变化的。笔笔者者认为，工工程程测量学学主要要包括以以工程程建筑为为对象象的工程程测量量和以设设备与与机器安安装为为对象的的工业业测量两两大部部分。在在学科科上可划划分为为普通工工程测测量和精精密工工程测量量。工工程测量量学的的主要任任务是是为各种种工程程建设提提供测测绘保障障，满满足工程程所提提出的要要求。精精密工程程测量量代表着着工程程测量学学的发发展方向向，大大型特种种精密密工程建建设是是促进工工程测测量学科科发展展的动力力。1.2工程测量量量的内容容1.2.1工工工程测量量的内内容划分分1.按阶段划分分（1）工程建设设规规划设计阶阶阶段（2）工程建设设施施工阶段的的的测量（3）工程建设设运运营管理阶阶阶段的测测量2.按照服务对对象象划分建筑、水利、线线线路、桥桥梁、地地下、海海洋、军军事、工工业、矿矿山等。1.2.2工工工程测量量的内内容（1）工程测量量中中的地形图图图测绘规划阶段用图比比比例尺一一般较较小，按按照工工程的规规模可可直接使使用1：1万至1:1000000的地形图图。在在施工阶阶段比比例尺一一般较较大1：1000或1：500。（2）工程控制制网网布设和优优优化设计计工程控制网包括括括测图控控制网网、施工工控制制网、变变形监监测网和和安装装控制网网。目目前除特特高精精度的工工程专专用网的的和设设备安装装控制制网外，绝绝大大多数控控制网网都可采采用GPS定位技术术建建立。（3）施工放样样技技术和方法法法将抽象的几何实实实体放样样到实实地上去去，成成为具体体的几几何实体体所采采用的测测量方方法和技技术称称为施工工放样样，机器器和设设备的安安装也也是一种种放样样。放样样放样样可分为为点、线线、面、体体的的放样。具具体体方法包包括：：极坐标标、偏偏角法、偏偏距距法、投投点法法、距离离交会会、方向向交会会。（4）工程的变变形形监测分析析析和预报报工程建筑物的变变变形及与与工程程有关的的灾害害监测、分分析析和预报报是工工程测量量研究究的重要要内容容。变形形监测测技术几几乎包包括全部部工程程测量技技术，除除常规仪仪器外外还包括括各种种传感器器和专专用设备备。变变形模型型的建建立。其其主要要针对目目标点点上的时时间序序列进行行数据据处理，包包括括多元线线性回回规分析析、时时间序列列等。1.3工程测测测量的发发展历历史“测量”一词来来源于希希腊字字“γηδάάιιω”，是“土地划分”的意思。古古古埃及尼尼罗河河每年洪洪水泛泛滥，淹淹没了了土地界界限，水水退后需需要重重新划界界，从从而开始始了测测量工作作。我国是世界文明明明古国，测测绘绘方法出出现很很早，最最早可可以追溯溯到四四千年以以前。在在《史记记·夏本纪》中中中叙述了了夏禹禹治理洪洪水的的情况：：“左准绳，右右右规矩。载载四四时，以以开九九州，通通九道道，坡九九泽，度度九山”。这说明明在在公元前21世纪已经经使使用简单单的测测量工具具进行行了测量量工作作。春秋秋战国国时期，测测绘绘有了新新的发发展。从从《周周髀算经经》、《九九九章算术术》、《管管管子·地图篇》、《孙孙子兵法》等等书的有关论论述中都说明明了我国的测测量、计算技技术和军事地地形图的内容容已经达到了了相当高的水水平。在长沙沙马王堆汉墓墓出土的公元元前2世纪的地形形图、驻军图图和城邑图，是是迄今发现的的最古老最翔翔实的地图。魏魏晋时刘徽著著《海岛算经经》，阐述了了测算海岛之之间的距离和和高度的方法法。西晋的裴裴秀主持编制制了反映晋十十六州的郡国国县邑、山川川原泽和境界界的大型地图图集——《禹贡地地域图十八篇篇》，并总结结出分率、准准望、道里、高高下、方斜、迂迂直的“制图六体”，从此地图图制图有了标标准和原则。在世界上，1777世纪望远远镜镜的发明明和应应用对测测量技技术的发发展起起到了很很大的的促进作作用。1683年，法国国进进行了弧弧度测测量，证证明了了地球是是两极极略扁的的椭球球体。1794年德国高高斯斯提出了了最小小二乘法法原理理，以后后又提提出了横横圆柱柱投影学学说，对对测量学学的发发展做出出了很很大贡献献。1903年飞机的的发发明对航航空摄摄影测量量的发发展起到到了决决定性作作用，并并大大减减小了了测量的的劳动动强度。二二十十世纪以以来，电电子计算算机的的出现，不不仅仅加快了了计算算速度，并并且且改变了了测绘绘仪器和和方法法。特别别是1957年人造地地球球卫星的的发射射，促使使测绘绘工作有有了新新的飞跃跃，开开辟了卫卫星大大地测量量学这这一新领领域。多多普勒定定位是是空间技技术用用于大地地测量量并得到到普遍遍应用的的一种种先进技技术。到到了70年代，又又出出现了全全球定定位系统统（GPS），用它它进进行精密密控制制测量能能达到到厘米级级精度度。人们们利用用遥感、遥遥测测技术获获得丰丰富的图图像信信息，编编制大大区域的的小比比例尺影影像地地图和专专题地地图。同同时还还出现了了惯性性测量系系统和和长基线线干涉涉测量，前前者者是根据据惯性性原理设设计的的测定地地面点点大地元元素的的装置，后后者者是一种种独立立站射电电干涉涉测量技技术，用用来测定定相距距很远地地面点点的相对对位置置。1.4工程测量量量仪器的的发展展工程测量仪器可可可分通用用仪器器和专用用仪器器。通用用仪器器中常规规的光光学经纬纬仪、光光学水准准仪和和电磁波波测距距仪将逐逐渐被被电子全全测仪仪、电子子水准准仪所替替代。电电脑型全全站仪仪配合丰丰富的的软件，向向全全能型和和智能能化方向向发展展。带电电动马马达驱动动和程程序控制制的全全站仪结结合激激光、通通讯及及CCD技术，可可实实现测量量的全全自动化化，被被称作测测量机机器人。测测量量机器人人可自自动寻找找并精精确照准准目标标，在1s内完成一一目目标点的的观测测，像机机器人人一样对对成百百上千个个目标标作持续续和重重复观测测，可可广泛用用于变变形监测测和施施工测量量。GPS接收机已已逐逐渐成为为一种种通用的的定位位仪器在在工程程测量中中得到到广泛应应用。将GPS接收机与与电子全站站仪或测量量机器人连连接在一起起，称超全全站仪或超超测量机器器人。它将将GPS的实时动动态定位技技术与全站站仪灵活的的3维极坐标标测量技术术完美结合合，可实现现无控制网网的各种工工程测量。专用仪器是工程程程测量学学仪器器发展最最活跃跃的，主主要应应用在精精密工工程测量量领域域。其中中，包包括机械械式、光光电式及及光机机电(子)结合式的的仪仪器或测测量系系统。主主要特特点是：：高精精度、自自动化化、遥测测和持持续观测测。用于建立水平的的的或竖直直的基基准线或或基准准面，测测量目目标点相相对于于基准线(或基准面)的偏距(垂距)，称为基基准准线测量量或准准直测量量。这这方面的的仪器器有正、倒倒锤锤与垂线线观测测仪，金金属丝丝引张线线，各各种激光光准直直仪、铅铅直仪仪(向下、向向上)、自准直直仪仪，以及及尼龙龙丝或金金属丝丝准直测测量系系统等。在距离测量方面面面，包括括中长长距离(数十米至至数数公里)、短距离(数米至数数十十米)和微距离(毫米至数数米)及其变化化量量的精密密测量量。以ME500000为代表的的精精密激光光测距距仪和TERRRAAMETTERRLDMM2双频激光光测测距仪，中中长长距离测测量精精度可达达亚毫毫米级；；可喜喜的是，许许多多短距离离、微微距离测测量都都实现了了测量量数据采采集的的自动化化，其其中最典典型的的代表是是铟瓦瓦线尺测测距仪仪DISTTIINVAAR，应变仪DISTTEERMEETEERISSETTH，石英伸伸缩缩仪，各各种光光学应变变计，位位移与振振动激激光快速速遥测测仪等。采采用用多谱勒勒效应应的双频频激光光干涉仪仪，能能在数十十米范范围内达达到0.01μm的计量精精度度，成为为重要要的长度度检校校和精密密测量量设备；；采用用CCD线列传感感器器测量微微距离离可达到到百分分之几微微米的的精度，它它们们使距离离测量量精度从从毫米米、微米米级进进入到纳纳米级级世界。高程测量方面，最最显著的发展展应数液体静静力水准测量量系统。这种种系统通过各各种类型的传传感器测量容容器的液面高高度，可同时时获取数十乃乃至数百个监监测点的高程程，具有高精精度、遥测、自自动化、可移移动和持续测测量等特点。两两容器间的距距离可达数十十公里，如用用于跨河与跨跨海峡的水准准测量；通过过一种压力传传感器，允许许两容器之间间的高差从过过去的数厘米米达到数米。与高程测测量有关的是是倾斜测量(又称挠度曲曲线测量)，即确定被被测对象(如桥、塔)在竖直平面面内相对于水水平或铅直基基准线的挠度度曲线。各种种机械式测斜斜(倾)仪、电子测测倾仪都向着着数字显示、自自动记录和灵灵活移动等方方向发展，其其精度达微米米级。具有多种功能的的的混合测测量系系统是工工程测测量专用用仪器器发展的的显著著特点，采采用用多传感感器的的高速铁铁路轨轨道测量量系统统，用测测量机机器人自自动跟跟踪沿铁铁路轨轨道前进进的测测量车，测测量量车上装装有棱棱镜、斜斜倾传传感器、长长度度传感器器和微微机，可可用于于测量轨轨道的的3维坐标、轨轨轨道的宽宽度和和倾角。液液体体静力水水准测测量与金金属丝丝准直集集成的的混合测测量系系统在数数百米米长的基基准线线上可精精确测测量测点点的高高程和偏偏距。综上所述，工程程程测量专专用仪仪器具有有高精精度(亚毫米、微微微米乃至至纳米米)、快速、遥遥遥测、无无接触触、可移移动、连连续、自自动记记录、微微机控控制等特特点，可可作精密密定位位和准直直测量量，可测测量倾倾斜度、厚厚度度、表面面粗糙糙度和平平直度度，还可可测振振动频率率以及及物体的的动态态行为。1.5大型特特特种精密密工程程测量大型特种精密工工工程建设设和对对测绘的的要求求是工程程测量量学发展展的动动力。这这里仅仅简单介介绍国国内外有有关情情况。1.5.1国国国内览胜胜三峡水利枢纽工工工程变形形监测测和库区区地壳壳形变、滑滑坡坡、岩崩崩以及及水库诱诱发地地震监测测，其其规模之之大，监监测项目目之多多，都堪堪称世世界之最最。不不仅采用用目前前国内外外最成成熟最先先进的的仪器、技技术术，在实实践中中也在不不断发发展新的的技术术和方法法，如如对滑坡坡体变变形与失失稳研研究的计计算机机智能仿仿真系系统；拟拟进行行研究的的三峡峡库区滑滑坡泥泥石流预预报的的3S工程等，都都都涉及到到精密密工程测测量。隔隔河岩大大坝外外部变形形观测测的GPS实时持续续自自动监测测系统统，监测测点的的位置精精度达达到了亚亚毫米米。该工工程用用地面方方法建建立的变变形监监测网，其其最最弱点精精度优优于±1.55mm。北京正负电子对对对撞机的的精密密控制网网，精精度达±0.33mm。设备定定位位精度优优于±0.22mm，200m直线段漂漂移移管直线线精度度达±0.11mm。大亚湾湾核核电站控控制网网精度达±2mmm，秦山核核电电站的环环型安安装测量量控制制网精度度达±0.11mm。上海杨浦大桥控控控制网的的最弱弱点精度度达±0.22mmm，桥墩点点位位标定精精度达达±0.11mm；武汉长长江江二桥全全桥的的贯通精精度(跨距和墩墩中中心偏差)达毫米级级。高高454m的东方明明珠珠电视塔塔对于于长114m、重300t的钢桅杆杆天天线，安安装的的垂准误误差仅仅±9mm。长18.4kkkm的秦岭隧隧道道，洞外GPS网的平均均点点位精度度优于于±3mmm，一等精精密密水准线线路长长120多公里。目目目前辅助助隧道道已贯通通，仅仅一个贯贯通面面的情况况下，横横向贯通通误差差为12mm，高程方方向向的贯通通误差差只有3mm。1.5.2国外外外简述国外的大型特种种种精密工工程更更不胜枚枚举。以以大型粒粒子加加速器为为例，德德国汉堡堡的粒粒子加速速器研研究中心心，堪堪称特种种精密密工程测测量的的历史博博物馆馆。1959年建的同同步步加速器器，直直径仅100m，1978年的正负负电电子储存存环，直直径743m，1990年的电子子质质子储存存环，直直径20000m。为了减减少少能量损损失，改改用直线线加速速器代替替环形形加速器器，正正在建的的直线线加速器器长达达30km，100～300m的磁件相相邻邻精度要要求优优于±0.11mm,磁件的精精密密定位精精度仅仅几个微微米，并并能以纳纳米级级的精度度确定定直线度度。整整个测量量过程程都是无无接触触自动化化的。用用精密激激光测测距仪TC200002K距离测量量，其其测距精精度与与ME500000相当，对对平平均边长长为50m的3800条边，改改正正数小于0.1mmm的占95%。美国的的超超导超级级对撞撞机，其其直径径达27kkm，为保证证椭椭圆轨道道上的的投影变变形最最小且位位于一一平面上上，利利用了一一种双双重正形形投影影。所作作的各各种精密密测量量，均考考虑了了重力和和潮汐汐的影响响。主主网和加加密网网采用GPS测量，精精度度优于1×100--6D。露天煤矿的大型型型挖煤机机开挖挖量的动动态测测量计算算系统统(德国)。大型挖挖煤煤机长140m，高65mm,自重800000t，其挖斗斗轮轮的直径17.88m，每天挖挖煤煤量可达10多万吨。为为为了实时时动态态地得到到挖煤煤机的采采煤量量，在上上安置置了3台GPS接收机，与与与参考站站无线线电实时时数据据传输和和差分分动态定定位，挖挖煤机上上两点点间距离离的精精度可达±1.55ccm。根据3台接收机机的的坐标，按按一一定几何何模型型可计算算出挖挖煤机挖挖斗轮轮的位置置及采采煤层截截曲面面，可计计算出出采煤量量，经经对比试试验，其其精度达7%～4%。这是GPS，GIS技术相结结合合在大型型特种种工程中中应用用的一个个典型型例子。核电站冷却塔的的的施工测测量系系统。南南非某某一核电电站的的冷却塔塔高165m，直径163m。在整个个施施工过程程中，要要求每一一高程程面上塔塔壁中中心线与与设计计的限差差小于于±50mmm，在塔高高方方向上每10m的相邻精精度度优于10mmm。由于在在建建造过程程中发发现地基基地质质构造不不良，出出现不均均匀沉沉陷，使使塔身身产生变变形。为为此，要要根据据精密测测量资资料拟合合出实实际的塔塔壁中中心线作作为修修改设计计的依依据。采采用测测量机器器人用用极坐标标法作作3维测量，对对对每一施施工层层，沿塔塔外壁壁设置了1600多个目标标点点，在夜夜间可可完成全全部测测量工作作。对对大量的的测量量资料通通过恰恰当的数数据处处理模型型使精精度提高高了一一至数倍倍，所所达到的的相邻邻精度远远远超超过了设设计要要求。精精密测测量不仅仅是施施工的质质量保保证，也也为整整治工程程病害害提供了了可靠靠的资料料，同同时也能能对整整治效果果作出出精确评评价。瑞士阿尔卑斯山山山的特长长双线线铁路隧隧道哥哥特哈德德长达达57kkm，为该工工程程特地重重新作作了国家家大地地测量(LV955)，采用GPS技术施测测的的控制网网，平平面精度度达±7mmm，高程精精度度约±2cm。以厘米米级级的精度度确定定出了整整个地地区的大大地水水准面。为为加加快进度度和避避开不良良地质质段，中中间设设了3个竖井，共共4个贯通面面，横横向贯通通误差差允许值值为69～92mmmm(较只设一一个个贯通面面可缩缩短工期11年)。整个隧隧道道的工程程投资资预计约15亿瑞士法法朗朗，计划划于2004年全线贯贯通通。高耸建筑物方面面面，有人人设想想，在21世纪将建建造200000m乃至400000m的摩天大大厦厦，这不不仅是是建筑师师的梦梦想，也也是对对测量工工程师师的挑战战。第二章工程建筑的测量应用-PAGE19-第二章工程建建建筑的测测量应应用2.1控制测测测量控制测量是施工工工的基础础，对对建筑物物的控控制测量量一般般布设成成方格格网形式式，为为了便于于施工工，其坐坐标系系采用建建筑坐坐标系，坐坐标标轴平行行于建建筑物的的主轴轴线。工工程控控制网的的布设设，一般般遵循循从整体体到局局部、分分级布布网、逐逐级控控制的原原则。在工程开始施工工工前，首首先通通过测量量把施施工图纸纸上的的建筑物物在实实地进行行放样样定位以以及测测定控制制高程程，为下下一步步的施工工提供供基准。这这一一步工作作非常常重要，测测量量精度要要求非非常高，关关系系整个工工程质质量的成成败。假假如在这这一环环节里面面出现现了差错错，那那将会造造成重重大质量量事故故，带来来的经经济损失失是无无法估量量。在在施工行行业里里也发生生过类类似工程程质量量事故：：图纸纸上建筑筑物的的正北方方向变变成了正正南方方向，事事故的的处理结结果是是：把已已经建建好的房房子重重新砸掉掉，再再从零开开始。可可见建筑筑物的的定位测测量是是多么的的重要要。在基础施工阶段段段，基础础桩位位的施工工更加加需要准准确的的工程测测量技技术保证证。根根据施工工规范范的要求求，承承台的桩桩位的的允许偏偏差值值很小。一一旦旦桩位偏偏差超超过规范范要求求，将会会引起起原承台台设计计的变化化，从从而增加加了工工程成本本。严严重的桩桩位偏偏差将会会导致致桩位作作废，需需要重新新补桩桩等处理理措施施，一方方面影影响了施施工的的进度，另另一一方面，改改变变了原来来的受受力计算算，对对建筑物物埋下下了质量量的隐隐患。在土方开挖及底底底板基础础施工工过程中中，由由于设计计要求求，底板板、承承台、底底梁的的土方开开挖是是要尽量量避免免挠动工工作面面以下的的土层层，因此此周密密、细致致的测测量工作作能控控制土方方开挖挖的深度度及部部位，避避免超超挖及乱乱挖。从从而能保保证垫垫层及砖砖胎膜膜的施工工质量量，对与与采用用外防水水的工工程意义义尤为为重大。另另外外垫层及及桩头头标高控控制测测量的精精度，是是保证底底板钢钢筋绑扎扎是否否超高，底底板板混凝土土施工工平整度度的最最有效措措施。工程测量在基础础础施工阶阶段的的另外一一个重重点是基基础墙墙柱钢筋筋的定定位放线线，在在这一个个环节节里面，容容不不得有半半点差差错。否否则将将导致严严重的的质量事事故发发生。对对于结结构复杂杂，面面积较大大的工工程，只只有周周密、细细致的的进行测测量放放线方能能保证证墙柱插插筋质质量，避避免偏偏位、移移位等等情况的的发生生。2.2工程放放放样放样是测量工作作作者把设设计的的待建建建筑物物的位置置和形形状在实实地标标定出来来，在在建筑工工程测测量中也也叫定定位。如如果设设计人员员已经经给了各各建筑筑物的主主要角角点坐标标，或或者给定定了一一些特征征点坐坐标以及及建筑筑物的形形状和和大小，测测量量人员找找到与与设计同同一坐坐标系的的控制制点，进进行控控制测量量，将将坐标系系统引引到待建建建筑筑物的场场地附附近，采采用全全站仪的的放样样功能，很很容容易测出出待建建建筑物物的实实地位置置。测测量放样样负责责人逐一一将标标注数据据与记记录结果果对比比，验证证标注注数据和和所放放样点位位无误误。2.2.1准准准备工作作阅读设计图纸，校校算建筑物轮轮廓控制点数数据和标注尺尺寸，记录审审图结果。选选定测量放样样方法并计算算放样数据或或编写测量放放样计算程序序、绘制放样样草图并由第第二者独立校校核准备仪器器和工具，使使用的仪器必必须在有效的的检定周期内内。给仪器充充电，检查仪仪器常规设置置：如单位、坐坐标方式、补补偿方式、棱棱镜类型、棱棱镜常数、温温度、气压等等。使用有内内存的全站仪仪时，可以提提前将控制点点（包括拟用用的测站点、检检查点）和放放样点的坐标标数据输入仪仪器内存并检检查。2.2.2极极极坐标法法放点点在控制点上架设设设全站仪仪并对对中整平平，初初始化后后检查查仪器设设置：：气温、气气压压、棱镜镜常数数；输入入（调调入）测测站点点的三维维坐标标，量取取并输输入仪器器高，输输入（调调入）后后视点坐坐标，照照准后视视点进进行后视视。如如果后视视点上上有棱镜镜，输输入棱镜镜高，可可以马上上测量量后视点点的坐坐标和高高程并并与已知知数据据检核。瞄瞄准准另一控控制点点，检查查方位位角或坐坐标；；在另一一已知知高程点点上竖竖棱镜或或尺子子检查仪仪器的的视线高高。利利用仪器器自身身计算功功能进进行计算算时，记记录员也也应进进行相应应的对对算以检检核输输入数据据的正正确性。在在各各待定测测站点点上架设设脚架架和棱镜镜，量量取、记记录并并输入棱棱镜高高，测量量、记记录待定定点的的坐标和和高程程。以上上步骤骤为测站站点的的测量。在在测测站点上上按步步骤1安置全站站仪仪，照准准另一一立镜测测站点点检查坐坐标和和高程，记记录录员根据据测站站点和拟拟放样样点坐标标反算算出测站站点至至放样点点的距距离和方方位角角。测量量放样样负责人人逐一一将标注注数据据与记录录结果果比对，同同时时检查点点位间间的几何何尺寸寸关系及及与有有关结构构边线线的相对对关系系尺寸并并记录录，以验验证标标注数据据和所所放样点点位无无误。填填写测测量放样样交样样单。2.2.3误误误差处理理施工放样的成果果果通常是是即刻刻(或数小时时后)交付使用用，往往往不能能等待待再去检检查成成果的正正确性性。这就就要求求放样作作业人人员在作作业中中处处要要有自自我校核核条件件，以便便及时时发现错错误，及及时纠正正。尽尽量避免免误差差出现一般工程放样的的的平差工工作都都是在现现场进进行的，因因此此，常将将这类类在现场场消除除测量误误差的的方法统统称为为现场平平差。如如在测放放一个个方向线线时，采采用正、倒倒镜镜定点，而而后后在现场场取两两方向线线的中中点作为为最后后方向值值等方方法。在在所有有建筑领领域中中，对测测量放放样的精精度要要求具有有严密密性和松松散性性两个方方面的的特性。严严密密性指工工程建建筑物必必须保保持其构构件严严密的相相互关关系，即即在放放样中具具有较较大误差差时，则则会有损损于工工程质量量。松松散性指指松散散的建筑筑部位位，彼此此间联联系松驰驰。这这类工程程部位位，虽在在设计计图纸上上有三三维尺寸寸的规规定，但但在施施工时，可可予予以不同同程度度的伸缩缩，因因其放样样后果果对工程程建设设的影响响远比比严密性性的部部位要宽宽松得得多。在放样工作中采采采取适当当的措措施，使使严密密区段保保证严严密性，以以满满足建筑筑标准准要求，而而将将由于控控制测测量所带带来的的误差平平摊于于工程部部位松松散的区区段中中，使它对工工程程质量不不产生生任何影影响，从从而达到到现场场平差的的目的的。它和和一般般平差任任务不不同之处处是：：误差并并未消消除，不不过是是将其挤挤放于于一个对对工程程质量不不产生生影响的的区段段，而将将其“吸收”罢了。可可采采用以下下平差差手段达达到这这一目的的：第一，对严密部部部位，一一般采采用本身身主轴轴线为基基本控控制去进进行放放样。即即不论论控制网网布设设的精度度如何何，一旦旦利用用其测设设主轴轴线后，该该工工程部位位就以以该轴线线为基基础了，这这样样就保证证了建建筑物的的相对对严密性;第二，所有轴线线线的测设设，应应在主轴轴线的的基准上上进行行，以避避免再再由控制制网测测设，而而将控控制网本本身的的测设误误差带带入严密密区段段;第三，在施工过过过程中，所所有有轴线的的测设设定位，应应具具有一次次性，切切忌反复复变更更造成轴轴系的的混乱。2.2.4复复复测工作作测量复测(检查查查测量)是保证建建筑筑工程质质量必必不可少少的一一项工作作。复复测的目目的是是检查建建筑物物(构筑物)平面位置置和和高程数数据是是否符合合设计计要求。以以往往发生的的施工工测量事事故，大大都是忽忽视复复测工作作所造造成的。施工测量人员要要要对设计计图纸纸上的尺尺寸进进行全面面的校校核，校校对总总平面上上的建建筑物坐坐标和和相关数数据，检检查平面面图和和基础图图的轴轴线位置置、标标高尺寸寸和符符号等是是否相相符，分分段长长度是否否等于于各段长长度的的总和。矩矩形形建筑物物的两两对边尺尺寸是是否一致致，局局部尺寸寸变更更后，是是否给给其他尺尺寸带带来影响响。建筑物定位后，要要根据定位控控制桩或龙门门桩，复测建建筑物角点坐坐标、平面几几何尺寸、标标高与设计图图纸上的数据据是否吻合，是是否满足工程程精度要求，建建筑物的方向向是否正确，有有无颠倒现象象，有没有因因现场运输车车辆将桩碰动动，造成位置置偏移等现象象，发现问题题要及时纠正正。施工现场引进水水水准点后后，要要进行复复测并并应往返返观测测两次。测测设设±0水准点时时，一一定要校校核好好图纸上上每个个数据，防防止止用错高高程而而造成整整栋建建筑物高高程降降低或升升高的的严重后后果。对外业实测记录录录，应换换另外外一名测测量员员进行全全面复复核。可可用加加法还原原检查查法，利利用校校对公式式或采采取其他他方法法查原始始计算算项目，发发现现错误及及时解解决。2.3建筑标标标高测量量标高是建筑物竖竖竖向定位位的依依据。标标高的的测量常常使用用水准仪仪进行行。对于任何一个待待待测点，需需找找到一个个已知知点才可可以测测量。对对于两两点距离离较近近的情况况，将将水准仪仪架设设两点大大概的的中间，在在已已知点立立好塔塔尺，水水准仪仪进行读读数记记录a1，再将塔塔尺尺立到待待测点点上读数数记录录b1。假设已已知知点高程程为X，那么待待测测点高程Y=X++aa1-bb1。如果距距离离远的话话，不不能一次次测出出来，刚刚说的的这个程程序为为一个测测站，Y=X++aa1-bb1这样算出出来来的只是是转点点的高程程。同同样的程程序，同同样的算算法，直直到塔尺尺立的的不是转转点，而而是待测测点的的时候，工工作作就完成成了。2.4垂直度度度测量垂直度测量是建建建筑工程程测量量的重要要组成成部分。垂垂直直度测量量是指指利用仪仪器在在一个测测站上上完成向向上向向下作垂垂直投投影或提提供一一条垂直直线，将将平面上上的坐坐标，经经过竖竖向传递递，标标定在要要求的的位置上上，保保证建筑筑物的的垂直度度。线线锤铅直直投测测法是交交为常常见也是是使用用最多的的方法法。2.5变形监测测测测量2.5.1工工工程变形形监测测的基础础知识识变形监测就是利利利用专用用的仪仪器和方方法对对变形体体的变变形现象象进行行持续观观测、对对变形体体变形形性态进进行分分析和变变形体体变形的的发展展态势进进行预预测等的的各项项工作。其其任任务是确确定在在各种荷荷载和和外力作作用下下，变形形体的的形状、大大小小、及位位置变变化的空空间状状态和时时间特特征。在在精密密工程测量量中，最最具代表表性的的变形体体有HYPERLINK"/view/475960.htm"大大坝、HYPERLINK"/view/113819.htm"桥梁、高层层建建筑物、HYPERLINK"/view/1191568.htm"边边坡坡、HYPERLINK"/view/259170.htm"隧道和HYPERLINK"/view/7137.htm"地铁等。变形监测的内容容容，应根根据变变形体的的性质质和地基基情况况决定。对对水水利工程程建筑筑物主要要观测测水平位位移、垂垂直位移移、渗渗透及裂裂缝观观测，这这些内内容称为为外部部观测。为为了了了解建建筑物物(如大坝)内部结构构的的情况，还还应应对混凝凝土应应力、钢钢筋应应力、温温度等等进行观观测，这这些内容容常称称为内部部观测测，在进进行HYPERLINK"/view/2002032.htm"变变形监测测数据据处理时，特特别是对对变形形原因做做物理理解释时时，必必须将内内、外外观测资资料结结合起来来进行行分析。变形监测的首要要要目的是是要掌掌握水工工建筑筑物的实实际性性状，科科学、准准确、及及时的的分析和和预报报水利工工程建建筑物的的变形形状况，对对水水利工程程建筑筑物的施施工和和运营管管理极极为重要要。变变形监测测涉及及工程测测量、HYPERLINK"/view/197049.htm"工程程地质、HYPERLINK"/view/22189.htm"水文、HYPERLINK"/view/7532.htm"结构力学学、HYPERLINK"/view/156701.htm"地球物理理、HYPERLINK"/view/3314.htm"计算机科学学等诸多学学科的知识识，它是一一项跨学科科的研究，并并正向边缘缘学科的方方向发展。变形监测工工工作的意意义主主要表现现在两两个方面面：首首先是掌掌握水水利工程程建筑筑物的稳稳定性性，为安安全运运行诊断断提供供必要的的信息息，以便便及时时发现问问题并并采取措措施；；其次是是科学学上的意意义，包包括根本本的理理解变形形的机机理，提提高工工程设计计的理理论，进进行反反馈设计计以及及建立有有效的的变形预预报模模型。2.5.2变变变形监测测数据据处理根据变形观测数数数据绘制制变形形过程曲曲线是是一种最最简单单而有效效的数数据处理理方法法，由过过程曲曲线可作作趋势势分析。如如果果将变形形观测测数据与与影响响因子进进行多多元回归归分析析和逐步步回归归计算，可可得得到变形形与显显著性因因子间间的函数数关系系，除作作物理理解释外外，也也可用于于变形形预报。多多元元回归分分析需需要较长长的一一致性好好的多多组时间间序列列数据。若仅对变形观测测测数据，可可采采用灰色色系统统理论或或时间间序列分分析理理论建模模，前前者可针针对小小数据量量的时时间序列列，对对原始数数列采采用累加加生成成法变为为生成成数列，因因此此有减弱弱随机机性、增增加规规律性的的作用用。如果果对一一个变形形观测测量(如位移)的时间序序列列，通过过建立立一阶或或二阶阶灰微分分方程程提取变变形的的趋势项项，然然后再采采用时时序分析析中的的自回归归滑动动平均模模型ARMA，这种组组合合建模的的方法法，可分分性好好且具有有以下下显著优优点：：将非平平稳相相关时序序转化化为独立立的平平衡时序序；具具有同时时进行行平滑、滤滤波波和推估估的作作用；模模型参参数聚集集了系系统输出出的特特征和状状态；；这种组组合模模型是基基于输输出的等等价系系统的理理想动动态模型型。把变形体视为一一一个动态态系统统，将一一组观观测值作作为系系统的输输出，可可以用卡卡尔曼曼滤波模模型来来描述系系统的的状态。动动态态系统由由状态态方程和和观测测方程描描述，以以监测点点的位位置、速速率和和加速率率参数数为状态态向量量，可构构造一一个典型型的运运动模型型。状状态方程程中要要加进系系统的的动态噪噪声。卡卡尔曼滤滤波的的优点是是勿需需保留用用过的的观测值值序列列，按照照一套套递推算算法，把把参数估估计和和预报有有机地地结合起起来。除除观测值值的随随机模型型外，动动态噪声声向量量的协方方差阵阵估计和和初始始周期状状态向向量及其其协方方差阵的的确定定值得注注意。采采用自适适应卡卡尔曼滤滤波可可较好地地解决决动态噪噪声协协方差的的实时时估计问问题。卡卡尔曼滤滤波特特别适合合滑坡坡监测数数据的的动态处处理；；也可用用于静静态点场场、似似静态点点场在在周期的的观测测中显著著性变变化点的的检验验识别。对于具有周期性性性变化的的变形形观测时时间序序列，通通过Fourriier变换，可可将将时域内内的信信息转变变到频频域内分分析，例例如大坝坝的水水平位移移、桥桥梁的垂垂直位位移都具具有明明显的周周期性性。在某某一观观测时刻刻的观观测值数数字信信号可表表示为为许多个个不同同频率的的谐波波分量之之和，通通过计算算各谐谐波频率率的振振幅，最最大振振幅以及及所对对应的主主频率率等，可可揭示示变形的的周期期变化规规律。若若将变形形体视视为动态态系统统，变形形视为为输出，各各种种影响因因子视视为输入入，并并假设系系统是是线性的的，输输入输出出信号号是平稳稳的，则则通过频频谱分分析中的的相干干函数、频频响响函数和和响应应谱函数数估计计，可以以分析析输入输输出信信号之间间的相相干性，输输入入对系统统的贡贡献(即影响变变形形的主要要因素素及其频频谱特特性)。2.5.3变形形形的几何何分析析与物理理解释释传统的方法将变变变形观测测数据据处理分分为变变形的几几何分分析和物物理解解释。几几何分分析在于于描述述变形的的空间间及时间间特性性，主要要包括括模型初初步鉴鉴别、模模型参参数估计计和模模拟统计计检验验及最佳佳模型型选取3个步骤。变变变形监测测网的的参考网网、相相对网在在周期期观测下下，参参考点的的稳定定性检验验和目目标点和和位移移值计算算是建建立变形形模型型的基础础。变变形模型型既可可根据变变形体体的物理理力学学性质和和地质质信息选选取，也也可根据据点场场的位移移矢量量和变形形过程程曲线选选取。此此外，前前述的的时间序序列分分析，灰灰色理理论建模模、卡卡尔曼滤滤波以以及时间间序列列频域法法分析析中的主主频率率和振幅幅计算算等也可可看作作变形的的几何何分析。变形的物理解释释释在于确确定变变形与引引起变变形的原原因之之间的关关系，通通常采用用统计计分析法法和确确定函数数法。统统计分析析法包包括多元元回归归分析、灰灰色色系统理理论中中的关联联度分分析以及及时间间序列频频域法法分析中中的动动态响应应分析析等。统统计分分析法以以实测测资料为为基础础，观测测资料料愈丰富富、质质量愈高高，其其结果愈愈可靠靠，且具具有“后验”性质，它它与与变形的的几何何分析具具有密密切的关关系，是是测量工工作者者最熟悉悉和乐乐于采用用的方方法。确确定函函数法是是根据据变形体体的物物理力学学参数数，建立立力(荷载)和变形之之间间的函数数关系系如位移移场的的微分方方程，在在边界条条件已已知时，采采用用有限元元法解解微分方方程，可可得到变变形体体有限元元结点点上的变变形。采采用有限限元法法，可以以计算算混凝土土大坝坝、矿山山地表表以及滑滑坡在在外力(表面力和和体体力)作用下的的位位移值。这这种种方法不不需要要监测数数据(监测数据据仅仅作检验验用)，具有“先验”性质。只只要要有限元元划分分得当，变变形形体的物物理力力学参数(如杨氏弹弹性性模量，泊泊松松比，内内摩擦擦角、内内聚力力以及容容重等等)选取得较较好好，该法法无疑疑是一种种多快快好省的的方法法，目前前有许许多有限限元计计算软件件如COSMMOOS/M供用。但但变变形体的的物理理力学参参数的的确定和和所建建立的微微分方方程都带带有一一定的假假设，有有时用有有限元元法计算算的值值与实测测值有有较大的的差异异，这就就导致致了将两两种方方法相结结合的的综合分分析法法，以及及根据据实测值值按一一定理论论反求求变形体体物理理力学参参数的的反演分分析法法，通过过反演演解算，重重新新用有限限元法法作修正正计算算。相对对于有有限元法法，条条分法用用于边边坡稳定定性分分析、计计算和和评价更更为简简单，其其中萨萨尔码(SARMMA)法应用最最普普遍，根根据力力学模型型、几几何条件件和静静力平衡衡方程程，对平平衡条条件作迭迭代计计算，可可定量量的得到到边坡坡稳定性性评价价指标——稳定安全全系系统。一一般要要求对条条分法法和有限限元法法同时使使用。上上述方法法对大大多数测测量工工作者来来说较较为陌生生，用用确定函函数法法进行地地变形形的物理理解释释和预测测属于于学科交交叉领领域，需需要与与地质和和工程程结构方方面的的人员合合作。2.5.4变形形形分析与与预报报的系统统论方方法用现代系统论为为为指导进进行变变形分析析与预预报是目目前研研究的一一个方方向。变变形体体是一个个复杂杂的系统统，它它具有多多层次次高维的的灰箱箱或黑箱箱式结结构，是是非线线性的，开开放放性(耗散)的，它还还具具有随机机性，这这种随机机性除除包括外外界干干扰的不不确定定性外，还还表表现在对对初始始状态的的敏感感性和系系统长长期行为为的混混沌性。此此外外，还具具有自自相似性性、突突变性、自自组组织性和和动态态性等特特征。按系统论方法，对对变形体系统统一般采用输输入—输出模型和和动力学方程程两种建模方方法进行研究究，前者系针针对黑箱或灰灰箱系统建模模，前述的时时序分析、卡卡尔曼滤波、灰灰色系统建模模、神经网络络模型乃至多多元回归分析析法都可以视视为输入—输出建模法法。采用动力力学方程建模模与变形物理理解释中的确确定函数法相相似，系根据据系统运动的的物理规律建建立确定的微微分方程来描描述系统的运运动演化。但但对动力学方方程不是通过过有限元法求求解，而是在在对系统受力力和变形认识识的基础上，用用低阶的简化化的在数学上上可解和可分分析的模型来来模拟变形过过程，模型解解算的结果基基本符合客观观事实。例如如用弹簧滑块块模型模拟地地震过程的混混沌状态和高高边坡的粘滑滑过程，用单单滑块模型模模拟大坝的变变形过程，用用尖点突变模模型解释大坝坝失稳的机理理。对动力学学方程的解的的研究是系统统论分析方法法的核心，为为此引入了许许多与动力系系统有关的基基本概念，这这些概念与变变形分析和预预报密切相关关，它们是：：状态空间或或相空间(称解空间)、相轨线、吸吸引子、相体体积、李亚普普诺夫指数和和柯尔莫哥洛洛夫熵等。例例如相轨线代代表相点运动动的迹线，每每一个相点代代表状态向量量(变形、速率率或影响因子子)在某一时刻刻的解；吸引引子代表系统统的一种稳定定的运动状态态，它可以是是一个稳定的的相点位，环环或环面，也也可以是相空空间的一个有有限区域，对对于局部不稳稳定的非线性性系统，将出出现分数维的的奇怪吸引子子，表示系统统将出现混沌沌状态。李亚亚普诺夫指数数描述系统对对于初始条件件的敏感特征征，根据其符符号可以判断断吸引子的类类型以及轨线线是发散的还还是吸引(收敛)的。柯尔莫莫哥洛夫熵则则是系统不确确定性的量度度，由它可导导出系统变形形平均可预报报的时间尺度度。对变形观观测的时间序序列(如位移量)进行相空间间重构，并按按一定的算法法计算吸引子子的关联维数数，柯尔莫哥哥洛夫熵和李李亚普诺夫指指数等，可在在整体上定性性地认识变形形的规律。另另外，也可根根据监测资料料，反演变形形体系统的非非线性动力学学方程。系统统论方法还涉涉及变形体运运动稳定性研研究，这种稳稳定性在数学学上可转化为为微分方程稳稳定性的研究究，主要采用用李亚普诺夫夫提出的判别别方法。系统论方法涉及及及到许多多非线线性科学学学科科的知识识，如如系统论论、控控制论、信信息息论、突突变论论、协同同论、分分形、混混沌理理论、耗耗散结结构等。上上述述理论远远不是是工程测测量工工作者所所能掌掌握的，将将系系统论方方法与与变形分分析与与预报相相结合合的研究究只是是初步的的，希希望有更更多的的青年学学者加加入到这这一研研究领域域来。第三章工程测量应用案例分析-PAGE27-第三章工程程程测量应应用案案例分析析3.1工程概况况况本工程地处深圳圳圳市福田田区梅梅林梅坳坳一路路九号，总总建建筑面积8900033.09（m2），地下下室室面积3067755.34（m2），地上上面面积5832277.75（m2），地上16层、地下2层，建筑筑高高度78.880（m），合理理使使用年限50年，结构构类类型采用用钢筋筋混凝土土框架架剪力墙墙结构构，抗震震设防防烈度7度，建筑筑耐耐火等级级一级级，人防防工程程等级常常六，核核六，防防化丙丙级，基基础类类型冲孔孔灌注注桩基础础、墩墩基础、独独立立基础等等。3.1.1基基基坑及控控制点点图A点高程为3666.9033，工程标标高高为1.00033.3.2基础施施施工测量量3.2.1前期期期准备工工作1.测量人员进进场场后认真阅阅阅图，熟熟悉整整个设计计图纸纸，全面面了解解设计意意图，根根据现场场总体体布置，施施工工进度安安排制制定放线线方案案。2.测量、复核核甲甲方提供的的的平面控控制点点及高程程控制制点，检检查无无误后办办理好好交点手手续。3.根据设计图图纸纸和控制点点点坐标计计算测测设数据据，绘绘制放样样详图图。4.根据现场情情况况，建立测测测量控制制方格格网，利利用坐坐标转换换计算算测量坐坐标。5.根据现场布布置置，建立平平平面控制制点和和高程控控制点点，并按按要求求预埋控控制基基点。3.2.2基线线线测设根据甲方提供的的的控制点点，利利用全站站仪测测设“十字”型纵横基基线线，测量量时，以以复核符符合测测量要求求的控控制点作作为测测站，后后视另另外两控控制点点，选择择其中中距离较较远的的点作为为起始始方向，根根据据已计算算的水水平角度度和测测边长度度分别别施测点A、点B及点O三个点。水水水平角测测量不不少于二二个测测回。三三点测测量完成成后以以O点为测站站，后后视B点检查角角度∠BOA，若角度度误误差超出10秒，必须须对对三点重重新定定位，角角度误误差在规规范围围内时，则则采采用反方方向把把误差平平差到到各点，再再移移动各点点位并并固定，然然后后以O点为测站站，后后视B点或A点，然后后施施测控制制点C点，D点，A、B、C、D点必须引引测测到不受受施工工影响，土土质质较为坚坚硬，便便于保护护和以以后测量量方便便的地方方。控控制点作作法一一般采用用不小小于φ20，长度不不小小于30cm的钢筋打打入入地面，四四周周用砼保保护，外外露长度度约10-2200mm，并刻画画十十字丝作作为标标志。3.2.3轴线线线测设本工程轴线测设设设主要是是工程程桩轴线线测设设。工程程桩采采用钻孔孔桩，施施工前必必须施施测出主主要的的轴线，然然后后依照轴轴线测测量出各各承台台的桩位位。为为了方便便测量量减少计计算量量，先按按设计计图纸各各轴线线间的尺尺寸把把施工坐坐标转转换为测测量坐坐标。测测量时时以基线线控制制点为基基点采采用极坐坐标法法分别测测出纵纵横各轴轴线点点，检查查无误误后引测测到四四周的龙龙门板板上的小小铁钉钉上，用用红油油漆作好好标志志并标明明轴线线编号。3.2.4桩位位位的测放放与复复核桩位的测放要根根根据己测测放出出的建筑筑物轴轴线，认认真准准确的在在施工工场地上上测放放出来，并并用用木桩或或钢筋筋头固定定，桩桩位测放放后应应进行认认真复复核，无无误后后请监理理及业业主进行行复核核，桩机机就位位后还要要对桩桩位进行行复核核，无误误后才才能施工工。3.3工程施工工工放样3.3.1全站站站仪放样样使用用说明放样点：只知道道道图纸上上坐标标，而不不知道道现场位位置，需需要把坐坐标所所对应的的位置置在现场场标定定出来的的点就就是放样样点。全站仪坐标表示示示跟图纸纸坐标标对应关关系：：N(北坐标)—X，E（东坐标标）--Y，Z（天顶方方向向坐标）——标高。测站点和后视点点点必须满满足的的条件：：知道道两个点点的现现场位置置和坐坐标，两两点之之间必须须相互互看得见见。全站仪的两个最最最基本的的功能能：放样和和数数据采集集。放样：已知现场场场两个点点的位位置和坐坐标：：把知道道坐标标而不知知道现现场位置置的点点在现场场的位位置标定定出来来的工作作就是是放样。放样的具体操作作作步骤：：1.在测站点上上安安置仪器，对对中、整平。2.按电源键开开机。屏屏幕显显示垂直直角过过零。3.动望远镜，屏屏屏幕显示V，HR，进入角角度度测量界界面。4.按S.O键键，进进入放样样程序，屏屏幕幕提示：：选择择一个文文件。5.按F3选择择跳过过，屏幕幕进入坐坐标放放样1/2菜单。6.按F1选择择输入入测站点点，屏幕幕显示示测站点点。7.按F3选择择坐标标，屏幕幕进入测测站点点的N,E,,Z坐标输入入界界面。8.按F1输入入，进进入集体体坐标输输入状状态，在在输入入位置显显示，再再按数字字键输输入具体体坐标标。每输输完一一个坐标标后按按F4回车确确认认输入。重重复复此项操操作依依次输入N,E,,Z的坐标值值。当当输入完Z数据并回回车车后，屏屏幕显显示输入入仪器器高。9.按F1输入入，进进入具体体数据输输入状状态，在在输入入位置显显示，再再按数字字键输输入具体体仪高高值。完完成后后按F4回车，仪仪器确认认对点点器所对对坐标标值，屏屏幕返返回坐标标放样样1/2菜单。10.按F2输输输入后视视点，屏屏幕显示示后视视点界面面。11.按F3坐坐坐标，屏屏幕进进入后视视点的的N,E坐标输入入界界面。12.按F1输输输入，分分别输输入后视视点的的N,E坐标（方方法法同第8步），然然后后按F4回车，屏屏幕幕显示照照准后后视点。此此时时，松开开水平平和垂直直制动动螺旋，转转动动仪器，精精确确瞄准后后视点点。（当当测站站点仪器器望远远镜与后后视点点棱镜杆杆尖满满足互相相通视视，尽可可能照照准后视视点棱棱镜杆尖尖位置置，使测测量结结果更精精确。）13.按F4是是是，仪器器确认认现场方方位角角，屏幕幕返回回坐标放放样1/2菜单。14.按F3输输输入放样样点，屏屏幕显示示放样样点。15.按F3坐坐坐标，屏屏幕进进入放样样点的的N,E,,Z坐标输入入界界面。分分别输输入放样样点的的N,E,,Z坐标（方方法法同第8步）。输输入入完毕后后按FF4回车,屏幕显示示输输入棱镜镜高度度。16.按F1输输输入棱镜镜高，完完成后按按F44回车，屏屏幕幕显示放放样参参数计算算。17.按F4继继继续，屏屏幕显显示角度度差调调为零。松开仪器水平制制制动螺旋旋调整整水平读读数直直到dHR值为0。指挥跑跑棱棱镜杆者者，把把棱镜杆杆放置置到望远远镜十十字丝竖竖线的的方向上上。18.上下转动动动望远镜镜，知知道瞄准准棱镜镜中心，按按FF3距离，屏屏幕显示HD，dH,ddZZ,（HD为测站点点到到棱镜之之间的的水平距距离,dH为棱镜到到放放样点间间的水水平距离离19.指挥跑棱棱棱镜者在在望远远镜十字字丝竖竖线的方方向上上前后移移动，直直到dH为0，此时棱棱镜镜杆尖所所在位位置即为为放样样点。20.按F4换换换点，屏屏幕返返回14步，重复复操操作即可可。3.2.2定点点点放样4月3日，地下下室一一层板面面砼浇筑筑完成成，待砼砼干固固进行轴轴线放放样，利利用全全站仪放放样四四个点。如下图示：轴线线线4个交点为1（2303355.566811146665..5994）2（2304466.355411146690..2337）3（2300010..6550111466766.4999）4（2302211.433611147707..1442）1．准备工作使用仪器为徕卡卡卡TS06，已经控控制制点为A（2302222.4663111466300.6777）B（2299933..433611147735..9774）2．放样操作a)在A点架设设仪器，打打开开仪器（激激光光对中）对对中中整平，由由一一人在B点竖立棱棱镜镜用于定定向。b)进入操作界界面面，选择一一一个文件件，选选择放样样功能能，进入入坐标标放样，选选择择输入测测站点点，选择择输入入后视点点，选选择坐标标，依依次输入4个点坐标标。c)退回菜单，选选选择放样，输输入后视点坐坐标。此时，松松开水平和垂垂直制动螺旋旋，转动仪器器，精确瞄准准后视点，仪仪器确认现场场方位角。d)调节仪器水水平平制动螺旋旋旋读数直直到dHR值为0。指挥跑跑棱棱镜杆者者，跑跑到棱镜镜十字字丝的竖竖线方方向上，通通过过在A和1点连接线线上上前后移移动，直直到距离离差为为零时，棱棱镜镜杆尖所所对的的点即是是放样样点1的现场位位置置。按上上述方方法，放放样点点2,3,,44.e)为确保精度度，每每个点放放样完后后，再再用全站站仪复复测一次次。4个点放样样完完，到现现场用用卷尺拉拉出2点间的距距离离以确定定是否否出现偏偏差。3.4建筑标标标高测量量1.标高控制点点布布置在施工工工现场塔塔吊上上，用红红油漆漆作出倒倒三角角标志，并并注注明标高高数据据，作为为以后后层面标标高引引测依据据。对对于标高高控制制点，定定期做做复查，以以免免出现塔塔吊沉沉