【正文】 達(dá)亞毫米級(jí)；可喜的是，許多短距離、微距離測(cè)量都實(shí)現(xiàn)了測(cè)量數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化，石英伸縮儀，各種光學(xué)應(yīng)變計(jì)，位移與振動(dòng)激光快速遙測(cè)儀等。采用多譜勒效應(yīng)的雙頻激光干涉儀，成為重要的長(zhǎng)度檢校和精密測(cè)量設(shè)備；采用CCD線列傳感器測(cè)量微距離可達(dá)到百分之幾微米的精度，它們使距離測(cè)量精度從毫米、微米級(jí)進(jìn)入到納米級(jí)世界。高程測(cè)量方面，最顯著的發(fā)展應(yīng)數(shù)液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)。這種系統(tǒng)通過(guò)各種類(lèi)型的傳感器測(cè)量容器的液面高度，可同時(shí)獲取數(shù)十乃至數(shù)百個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，具有高精度、遙測(cè)、自動(dòng)化、可移動(dòng)和持續(xù)測(cè)量等特點(diǎn)。兩容器間的距離可達(dá)數(shù)十公里，如用于跨河與跨海峽的水準(zhǔn)測(cè)量；通過(guò)一種壓力傳感器，允許兩容器之間的高差從過(guò)去的數(shù)厘米達(dá)到數(shù)米。土木工程中所應(yīng)用的測(cè)量理論：測(cè)量平差理論最小二乘法廣泛應(yīng)用于測(cè)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(cè)量誤差理論主要表現(xiàn)在對(duì)模型誤差的研究上，主要包括：平差中函數(shù)模型誤差、隨機(jī)模型誤差的鑒別或診斷；模型誤差對(duì)參數(shù)估計(jì)的影響，對(duì)參數(shù)和殘差統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的影響；病態(tài)方程與控制網(wǎng)及其觀測(cè)方案設(shè)計(jì)的關(guān)系。由于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)參考點(diǎn)穩(wěn)定性檢驗(yàn)的需要，導(dǎo)致了自由網(wǎng)平差和擬穩(wěn)平差的出現(xiàn)和發(fā)展。觀測(cè)值粗差的研究促進(jìn)了控制網(wǎng)可靠性理論，以及變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)變形和觀測(cè)值粗差的可區(qū)分性理論的研究和發(fā)展。針對(duì)觀測(cè)值存在粗差的客觀實(shí)際，出現(xiàn)了穩(wěn)健估計(jì)(或稱抗差估計(jì))；針對(duì)法方程系數(shù)陣存在病態(tài)的可能，發(fā)展了有偏估計(jì)。與最小二乘估計(jì)相區(qū)別，穩(wěn)健估計(jì)和有偏估計(jì)稱為非最小二乘估計(jì)。工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優(yōu)化設(shè)計(jì)理論構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)和約束條件，解求目標(biāo)函數(shù)的極大值或極小值。一般將網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)或約束條件。網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)主要有精度、可靠性和建網(wǎng)費(fèi)用，對(duì)于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)還包括網(wǎng)的靈敏度或可區(qū)分性。對(duì)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(jì)又分為零類(lèi)、一類(lèi)、二類(lèi)和三類(lèi)優(yōu)化設(shè)計(jì)，涉及到網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，網(wǎng)形、觀測(cè)值精度以及觀測(cè)方案的設(shè)計(jì)。在工程測(cè)量中，施工 控制網(wǎng)、安裝控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)都需要作優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于采用GPS定位技術(shù)和電磁波測(cè)距，網(wǎng)的幾何圖形概念與傳統(tǒng)的測(cè)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(zhuān)門(mén)編寫(xiě)的解析法優(yōu)化設(shè)計(jì)程序作網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)外，其他的網(wǎng)都可用模擬法進(jìn)行設(shè)計(jì)。模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì)的 軟件功能和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟主要是：根據(jù)設(shè)計(jì)資料和地圖資料在圖上選點(diǎn)布網(wǎng)，獲取網(wǎng)點(diǎn)近似坐標(biāo)(最好將資料作數(shù)字化掃描并在微機(jī)上進(jìn)行)。模擬觀測(cè)方案，根據(jù)儀器確定觀測(cè)值精度，可進(jìn)一步模擬觀測(cè)值。計(jì)算網(wǎng)的各種質(zhì)量指標(biāo)如精度、可靠性、靈敏度。精度應(yīng)包括點(diǎn)位精度、相鄰點(diǎn)位精度、任意兩點(diǎn)間的相對(duì)精度、最弱點(diǎn)和最弱邊精度、邊長(zhǎng)和方位角精度。進(jìn)一步可計(jì)算坐標(biāo)未知數(shù)的協(xié)方差陣或部分點(diǎn)坐標(biāo)的協(xié)方差陣，協(xié)方差陣的主成份計(jì)算，特征值計(jì)算，點(diǎn)位誤差橢圓、置信橢圓的計(jì)算等?？煽啃园總€(gè)觀測(cè)值的多余觀測(cè)分量(內(nèi)部可靠性)和某一觀測(cè)值的粗差界限值對(duì)平差坐標(biāo)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(biāo)以及觀測(cè)值的靈敏度影響系數(shù)。將計(jì)算出的各質(zhì)量指標(biāo)與設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)比較，使之既滿足設(shè)計(jì)要求，又不致于有太大的富余。通過(guò)改變觀測(cè)值的精度或改變觀測(cè)方案(增加或減少觀測(cè)值)或局部改變網(wǎng)形(增加或減少網(wǎng)點(diǎn))等方法重新作上述設(shè)計(jì)計(jì)算，直到獲取一個(gè)較好的結(jié)果。工程工程測(cè)量按工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)和營(yíng)運(yùn)管理三個(gè)階段分為“工程勘測(cè)”、“施工測(cè)量”和“安全檢測(cè)”。在土木工程建設(shè)中也不例外，在這三個(gè)階段對(duì)測(cè)繪工作有不同的要求。工程建設(shè)規(guī)劃階段的測(cè)量工作。每項(xiàng)工程建設(shè)都必須按照自然條件和預(yù)期目的進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。在這個(gè)階段中的測(cè)量工作，主要是提供各種比例尺的地形圖，另外還要為工程地質(zhì)探測(cè)、水文地質(zhì)探測(cè)以及水文測(cè)驗(yàn)的進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于重要的工程，例如某些大型特種工程，或在地質(zhì)條件不良的地區(qū)進(jìn)行建設(shè)，這還有對(duì)地層的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)量。工程建設(shè)階段的測(cè)量工作。每項(xiàng)工程建設(shè)的設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)討論、審查和批準(zhǔn)之后，即進(jìn)入施工階段。這時(shí)，首先要將所建設(shè)的工程建筑物按照施工的要求在現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定出來(lái)（即所謂定線放樣），作為實(shí)地修建的依據(jù)。為此，要根據(jù)工地的地形，工程的性質(zhì)以及施工組織和計(jì)劃等，建立不同形式的施工控制網(wǎng)，作為定線放樣的基礎(chǔ)。然后再按照施工的需要，采用各種不同的放樣方法，將圖紙上所建設(shè)的內(nèi)容轉(zhuǎn)移到實(shí)地。此時(shí)，還需進(jìn)行施工質(zhì)量控制，這里主要是幾何尺寸如工程建筑的豎直角、地下工程的斷面等的監(jiān)控。為檢測(cè)工程進(jìn)度，還要進(jìn)行開(kāi)挖與與建筑方測(cè)繪以及工程竣工測(cè)量、變形測(cè)量以及設(shè)備的安裝測(cè)量等。施工建設(shè)營(yíng)運(yùn)鼓勵(lì)階段的測(cè)量工作。在運(yùn)營(yíng)期間，為檢測(cè)工程建筑物的安全情況，了解設(shè)計(jì)是否合理，驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論是否正確，需要對(duì)工程建筑物的水平位移，沉陷、傾斜以及擺動(dòng)等進(jìn)行定期或持續(xù)的檢測(cè)。這些工作，就是通常所說(shuō)的變形檢測(cè)。對(duì)于大型的工業(yè)設(shè)備，還要進(jìn)行經(jīng)常性的檢測(cè)和調(diào)校，以保證其設(shè)計(jì)安全運(yùn)行。為了對(duì)工程進(jìn)行有效的管理、維護(hù)，為了日后擴(kuò)展的需要，還應(yīng)建立工程信息系統(tǒng)。土木工程勘測(cè)設(shè)計(jì)階段測(cè)量工作任何一項(xiàng)工程都必須按照自然條件和預(yù)期目的進(jìn)行選址和勘測(cè)設(shè)計(jì)。在此階段的測(cè)量工作，主要是提供各種比例尺的地形圖勘測(cè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。隨著一體化設(shè)計(jì)軟件和地理信息系統(tǒng)的發(fā)展及其在國(guó)土資源、能源、交通、人口、市政、生態(tài)環(huán)境和綜合管理的方面的廣泛應(yīng)用，不僅給各類(lèi)規(guī)劃人員提供了更好的輔助工具，而且也可以讓決策者據(jù)此對(duì)勘測(cè)設(shè)計(jì)做出客觀的評(píng)價(jià)。在以往設(shè)計(jì)人員規(guī)劃選址首先是收集各種比例尺的地形圖，如城市規(guī)劃主要采用大比例吃地形圖，在結(jié)合各方面的資料和規(guī)范要求，選出幾條可能的方案，然后下達(dá)勘測(cè)設(shè)計(jì)任務(wù)委托測(cè)量人員進(jìn)行初步勘測(cè)。因此勘測(cè)的任務(wù)說(shuō)到底就是為設(shè)計(jì)人員提供各種設(shè)計(jì)用圖。隨著數(shù)字測(cè)圖技術(shù)和GIS的逐步推廣和使用，設(shè)計(jì)人員能利用野外數(shù)據(jù)和室內(nèi)數(shù)據(jù)一體化軟件以及GIS強(qiáng)大的空間分析功能，修改設(shè)計(jì)方案?？睖y(cè)設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作更加工程性質(zhì)的不同而不同。下面簡(jiǎn)要的以工業(yè)企業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)階段和線路勘測(cè)設(shè)計(jì)階段測(cè)量工作來(lái)說(shuō)明測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用。工業(yè)企業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)階段測(cè)量工作工業(yè)企業(yè)不同于鐵路和公路呈現(xiàn)狀地形，它是面裝地形，因此它需要的圖也是呈面裝特特征。要進(jìn)行勘測(cè)設(shè)計(jì)必須有設(shè)計(jì)地底圖，而該階段測(cè)量工作的任務(wù)是向設(shè)計(jì)者提供所需要的地形圖。地形圖主要使用在平面運(yùn)輸設(shè)計(jì)部門(mén)。該部門(mén)的設(shè)計(jì)任務(wù)，就是根據(jù)地形圖等各種基礎(chǔ)資料和工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，綜合設(shè)計(jì)解決主要車(chē)間、輔助車(chē)間、動(dòng)力設(shè)施、運(yùn)輸設(shè)施、等在廠內(nèi)的平面與豎直布設(shè)。工業(yè)廠地豎向布設(shè)就是將區(qū)域的自然地形加以平整改造，以保證生產(chǎn)運(yùn)輸在豎向的良好的結(jié)合，合理地組織排水，而且是建設(shè)中天文土石方工程保持平衡，降低工程造價(jià)。場(chǎng)地平整和設(shè)計(jì)高程確定后，即進(jìn)行建筑物的地坪高程，鐵道軌頂高程、道路中心線高程以及工程管網(wǎng)高程的設(shè)計(jì)。這些高程的設(shè)計(jì)原則仍然是要使其盡量與自然相適應(yīng)。在一般情況下，1：5000比例尺地形圖可用以勘測(cè)設(shè)計(jì)，例如廠址選擇、總體規(guī)劃、方案比較等；1:2000比例尺地形圖可用于初步設(shè)計(jì)；1:1000比例尺地形圖可用于施工設(shè)計(jì)；對(duì)于新建廠或比較簡(jiǎn)單的擴(kuò)建廠、改建廠?？膳c初步設(shè)計(jì)共用同一比例尺的地形圖；1：500比例尺地形圖可用于地形復(fù)雜，建筑物密集、精度要求較高的工業(yè)企業(yè)的施工設(shè)計(jì)。對(duì)于目前的測(cè)繪技術(shù)而言，大多采用野外實(shí)測(cè)數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)，故數(shù)字化測(cè)圖已被設(shè)計(jì)者廣泛使用。數(shù)字化地形圖的優(yōu)點(diǎn)在于，成圖速度快，修改，備份，存儲(chǔ)容易，其最大的優(yōu)點(diǎn)是不限于比例尺，而可以根據(jù)不同的需要選用不同比例尺地形圖。由于采用數(shù)字化成圖技術(shù)，設(shè)計(jì)人員在電腦上可以方便地進(jìn)行設(shè)計(jì)和修改，使的前面所提到的總體規(guī)劃，方案比較，施工設(shè)計(jì)等均可在同一幅地圖上完成。另外，以往從圖上圖解設(shè)計(jì)元素存在誤差均不存在，提高了設(shè)計(jì)和獲取放樣元素的精度。從某種程度上講，工業(yè)企業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作任務(wù)就是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)某蓤D比例尺，野外實(shí)測(cè)數(shù)字化地形圖或航測(cè)數(shù)字化地形圖，并制作各種專(zhuān)題圖，為設(shè)計(jì)者提供設(shè)計(jì)底圖。線路勘測(cè)設(shè)計(jì)階段測(cè)量工作鐵路、公路、架空送電線路以及輸油管道等均屬于線性工程。一條線路的勘測(cè)設(shè)計(jì)工作，主要是根據(jù)一定的計(jì)劃與自然地理?xiàng)l件，確定線路經(jīng)濟(jì)合理地位置，為達(dá)此目的，必須進(jìn)行反復(fù)的實(shí)際和比較。線路在勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作稱線路勘測(cè)。這項(xiàng)工作的任務(wù)是為線路設(shè)計(jì)收集