建筑工程测量新技术科技创新成果

建筑工程测量新技术科技创新成果学院：机电工程学院工程测量协会组员：赵海利、江涛、陈涛、丰倩倩于雪、谭玉娇一、工程测量学定义：工程测量学主要研究在工程、工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的采集和处理，施工放样、设备安装、变形监测分析和预报等的理论、方法和技术，以及研究对测量和工程有关的信息进行管理和使用的学科，它是测量学在国民经济和国防建设中的直接应用。对象：工业建设、铁路、公路、桥梁、隧道、水利工程、地下工程、管线（输电线、输油管）工程、矿山和城市建设等。二、测量学的发展测量学有着悠久的历史。古代的测量技术起源于水利和农业。古埃及尼罗河每年洪水泛滥，淹没了土地界线，水退以后需要重新划界，从而开始了测量工作。公元前2世纪,中国司马迁在《史记·夏本纪》中叙述了禹受命治理洪水的情况：“左准绳,右规矩,载四时，以开九州、通九道、陂九泽、度九山”。说明在公元前很久，中国人为了治水，已经会使用简单的测量工具了。测量学的研究对象是地球，人类对地球形状认识的逐步深化,要求对地球形状和大小进行精确的测定,因而促进了测量学的发展。到目前为止，测量学科已拥有水准仪、经纬仪、全站仪、GPS卫星定位仪等大量先进的仪器和技术，而且仪器精度越来越高，已形成一套完整的测量系统体系和技术，但目前有些技术还有些不是太成熟，需要更好地完善和改进！三、测量学的各个分支

时代在发展，测量也在发展，从原始的测量技术，发展到近代的测绘学，形成大地测量学、普通测量学、摄影测量学、工程测量学、海洋测绘和地图制图学等分支学科。

1、大地测量学研究和测定地球的形状、大小和地球重力场，以及地面点的几何位置的理论和方法。大地测量学是测绘学各个分支的理论基础，基本任务是建立地面控制网、重力网，精确确定控制点的三维位置，为地形图提供控制基础，为各类工程施工提供依据，为研究地球形状、大小、重力场以及变化，地壳形变及地震预报提供信息。2、普通测量学研究地球表面局部区域内控制测量和地形图测绘的理论和方法。局部区域是指在该区域内进行测绘时，可以不顾及地球曲率，把它当作平面处理，而不影响测图精度。3、摄影测量学研究利用摄影机或其他传感器采集被测物体的图像信息，经过加工处理和分析，以确定被测物体的形状、大小和位置，并判断其性质的理论和方法。按距离分可分为：航天摄影测量、航空影测量、地面影测量、近景影测量和显微影测量：按技术处理方法不同可以分为：模拟法影测量、解析法影测量和数字影测量。

4、工程测量学研究工程建设中设计、施工和管理各阶段测量工作的理论、技术和方法。为工程建设提供精确的测量数据和大比例尺地图，保障工程选址合理，按设计施工和进行有效管理。在工程运营阶段对工程进行形变观测和沉降监测以保证工程运行正常。按研究的对象可以分为：建筑工程测量、水利工程测量、矿山工程测量、铁路工程测量、公路工程测量、输电线路与输油管道测量、桥梁工程测量、隧道工程测量、隧道工程测量、军事工程测量等。5、海洋测绘以海洋水体和海底为对象，研究海洋地位、测定海洋大地水准面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力以及海洋磁力、海洋环境等自然和社会信心的地理分布及其编制各种海图的理论饿技术的学科。为舰船航行安全、海洋工程建设提供保障。6、地图制图学研究地图及其编制的理论和方法。7、测量仪器学

研究测量仪器的制造、改进和创新的学科。8、地形测量学是研究如何将地球表面局部区域内的地物、地貌及其它有关信息测绘成地形图的理论、方法和技术的学科。按成图方式的不同地形测图可分为模拟化测图和数字化测图。四、测绘的作用

1、测量学在军事的作用

“天时，地利，人和”是打胜仗的三大要素。要有地利就要了解和利用地利。地图上详细表示着山脉、河流、道路、居民点等地形和地物，具有确定位置、辨识方向的作用。地图一直在军事活动中起着重要的作用，这对于行军、布防以及了解敌情等军事活动都是十分重要的。因此，早就成为军事上不可缺少的工具，获得广泛的应用。人造卫星定位技术早期用于军事部门，后逐步解密才在测量及其它众多部门中获得应用、海洋测量技术首先是由航海的需要而产生，但其高速发展的动力主要来自军事部门的需要……等等。至今军事测绘部门仍在测绘领域科技前沿对重大课题进行探索和研究。传统上各国测绘部门隶属于军事部门。至今相当多国家的测绘部门仍然隶属于军事部门。随着测绘技术在各方面的应用愈来愈广泛，测绘科技国际间的交流日益频繁，不少国家终于建立了民用的测绘机构。

2、测量学在国土管理中的作用

测量学的起源和土地界线的划定紧密联系着。非洲尼罗河每年泛滥会把土地的界线冲刷掉，为了每年恢复土地的界线很早就采用了测量技术。早期亦称“土地测量”、“土地清丈”等。用以测定地块的边界和坐落，求算地块的面积，在农业为主的社会里，国家为了征税而开展地籍测量，同时记录业主姓名和土地用途等。在我国,地籍测量是国家管理土地的基础。地籍测量的成果不仅用于征税，还用于管理土地的权属以保障用地的秩序，为了提高土地利用的效益、合理和节约利用十分珍贵和有限的土地。测量学还服务于国家领土的管理。《战国策·燕策》中关于荆轲刺秦王，“图穷而匕首见”的记述，表明在战国时期地图在政治上象征着国家的领土和主权。当代，在一些国家间的领土争执中，也常以对方出版的地图上对国境线的表示作为有利于己方的证据或者用测量技术为手段标定国界.。

3、测量学在工程建设中的作用勘测设计阶段为选线测制带状地形图。施工阶段把线路和各种建筑物正确地测设到地面上。竣工测量对建筑物进行竣工测量。运营阶段为改建、扩大建而进行的各种测量。变形观测为安全运营，防止灾害进行变形测量。四、电子数字水准仪

DL-101C/102C拓普康精密型电子数字水准仪图片拓普康DL-101C/102C应用先进的图象处理技术使其水准测量精度更高，操作更方便，因而特别适用于一、二等水准测量和变形监测等高精度测量。DL-101C/102C拓普康精密型电子数字水准仪特点1.快速自动测量：使用拓普康独特的条码水准尺，DL-101C/102C即可自动测定水平视线在水准尺上的读数和视线长度，并以数字形式显示，由于这是全自动电子测量，因此无须进行光学读数！观测员只需将望远镜对准水准尺，调焦并按下测量钮，整个操作就这么简单！启动测量，4秒钟之后即可在显示屏上清晰地显示出测量结果。2.内置水准测量程序，可进行下列模式水准测量：BF（后前）,BFFB（后前前后）和FBBF（前后后前），且奇偶站观测顺序可自动交替更换。DL-101C/102C拓普康精密型电子数字水准仪特点3.PCMCIA存储卡系统：DL101C/102C采用国际标准的PCMCIA存储卡系统，容量为256KB/128KB/64KB的存储卡可以作为仪器400KB内存的补充，仪器内存可以存储8000个水准测量数据。PCMCIA存储卡槽隐藏在仪器内部电池的后面，这可确保PCMCIA卡防水。4.数据输出功能：标准的RS-232C端口可供水准仪与数据采集器之间的实时通讯或将数据直接输出到计算机。精度放大倍数主要特点DL-101C

电子读数：±0.4mm/km（用铟瓦尺）

光学读数：±1.0mm/km32X内置PCMCIA卡带RS-232接口，可作BFFB（后前前后）和FBBF（前后后前）水准测量DL-102C

电子读数：±1.0mm/km（用玻璃钢尺）

光学读数：±1.5mm/km30X仪器五、全站仪概述

随着科学技术的不断发展，由光电测距仪，电子经纬仪，微处理仪及数据记录装置融为一体的电子速测仪（简称全站仪）正日臻成熟，逐步普及。这标志着测绘仪器的研究水平制造技术、科技含量、适用性程度等，都达到了一个新的阶段。全站仪是指能自动测量角度和距离，并能按一定程序和格式将测量数据传送给相应的数据采集器。全站仪自动化程度高，功能多，精度好，通过配置适当的接口，可使野外采集的测量数据直接进入计算机进行数据处理或进入自动化绘图系统。与传统方法相比，省去了大量的中间人工操作环节，使劳动效率和经济效益明显提高，同时避免了人工操作、记录等过程中差错率较高的缺陷。全站仪ETS(ElectronicTotalStation)全站仪的工作特点1.能同时测角、测距并自动记录测量数据；2.设有各种野外应用程序，能在测量现场得到归算结果；3.能实现数据流。GTS-301D系列全站仪图片

GTS-301D系列全站仪图片

GTS-301D系列全站仪图片

GTS-301D系列全站仪图片

4.测站上基本操作（一）角度测量1．根据需要选择左、右角测量模式。

2．将仪器处在测角状态，旋转照准部使屏面读数为所设置的水平度盘读数（借助于水平制动与微动螺旋）再按HOLD键，这时水平读数不应变化。

3．照准目标。

4．进行角度测量。（二）距离测量1．置入温度、气象和棱镜常数。2．选择单次或多次距离测量方式进行测量。（三）坐标测量1．置入测站点（OCC.POINT）坐标值。将仪器（测站）的坐标作为原点坐标，即起始点坐标，则在以后的测量中，仪器将自动地换算并显示出未知点（棱镜）的坐标值。

2．输入仪器高和棱镜高。

3．三维坐标测量。（四）其它功能1．遥测高测量2．对边测量3．偏心测量瑞士徕卡TPS700全站仪图片瑞士徕卡TPS700全站仪图片8种常用功能（在任何应用程序中直接可以调用）

*直接切换IR与RL两种测距模式

*对边检查

*数据记录

*悬高点测量

*开/关激光指向束

*设置目标偏心常数

*开/关跟踪模式

*删除最后一个记录机载程序为了尽可能给工作带来便利，徕卡随机供应一些常用软件。TPS700机载程序有：

*测量

*放样

*对边测量

*面积测量

*自由测站

*参考线放样

*联机放样升级徕卡可以对硬件、软件进行更新。其功能如下：

*软件上载

*任何时候可以根据需要将700系列的TC升级为TCR无反射棱镜全站仪，同型号不同类型仪器的全站仪。5.3日本索佳全站仪日本索佳图片5.3日本索佳全站仪日本索佳图片5.4中国南方全站仪中国南方NTS-202/205全站仪图片

5.4中国南方全站仪中国南方NTS-202/205全站仪图片

5.4中国南方全站仪中国南方NTS-202/205全站仪图片

特点1.关键电子元件进口,性能优越,质量保证.

2.技术指标：5+3ppm,测程：2.3km.

3.设计合理,外型美观，操作简单,功能实用.

4.价格低廉,为进口的1/2-1/3，可普及到小组.

5.设有RS-232C接口,能与微机,PC-E500(S)通讯,特别适合做数字化测图.输入温度和气压，仪器将自动进行气象修正.

6.大气折光和地球曲率的影响可以在平距和高差测量中自动补偿

全球卫星定位系统GPS(GlobalPositioningSystem)

地理信息系统

GIS(GeographicInformationSystem)

遥感RS

(RemoteSensing)

六、目前测量界最先进的理论和技术是“3S”6.1全球定位系统GPS6.1.1GPS简介6.1.2GPS的应用6.1.3GPS技术在测绘应用中的特点6.1.4GPS施测全球定位系统（GlobalPositioningSystem，简称GPS）6.1.1GPS简介授时与测距导航系统及全球定位系统（NavigationSystemTimingandRanging/GloblepositioningSystem-NAVSTAR/GPS）,通常简称为“全球定位系统”，即GPS。GPS是以人造卫星组网为基础的无线电导航定位系统。利用设置在地面或运动载体上的专用接收机，接收卫星发射的无线电信号实现导航定位。它是根据美国国防部1973年12月批准的国防导航卫星计划而建设的。它由三部分组成，即：空间的卫星、地面控制系统、用户的接收处理装置。6.1.1GPS简介空间部分有24颗卫星，其中3颗为备份卫星。24颗工作卫星均匀分布在约二万公里高的六个轨道平面上，每个轨道面4颗，运行周期约为12小时。工作卫星以L1=1575.42兆赫和L2=1227.6兆赫两种频率发送导航信号，导航信号采用伪随机噪音编码调制，L1用P码和C/A码调制；L2用P码调制。C/A码开放民用。地面控制系统由一个主控站、四个监控站和三个注入站组成，任务是保证卫星导航数据的质量。