工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展(文件)
【正文】 地認(rèn)識(shí)變形的規(guī)律。上述理論遠(yuǎn)不是工程測(cè)量工作者所能掌握的，將系統(tǒng)論方法與變形分析與預(yù)報(bào)相結(jié)合的研究只是初步的，希望有更多的青年學(xué)者加入到這一研究領(lǐng)域來(lái)。不僅采用目前國(guó)內(nèi)外最成熟最先進(jìn)的儀器、技術(shù)，在實(shí)踐中也在不斷發(fā)展新的技術(shù)和方法，如對(duì)滑坡體變形與失穩(wěn)研究的計(jì)算機(jī)智能仿真系統(tǒng)；擬進(jìn)行研究的三峽庫(kù)區(qū)滑坡泥石流預(yù)報(bào)的3S工程等，都涉及到精密工程測(cè)量。 北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的精密控制網(wǎng)，精度達(dá)177。 mm。 上海楊浦大橋控制網(wǎng)的最弱點(diǎn)精度達(dá)177。9 mm。 2. 國(guó)外簡(jiǎn)述 國(guó)外的大型特種精密工程更不勝枚舉。 mm,磁件的精密定位精度僅幾個(gè)微米，并能以納米級(jí)的精度確定直線(xiàn)度。所作的各種精密測(cè)量，均考慮了重力和潮汐的影響。為了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地得到挖煤機(jī)的采煤量，在其上安置了3臺(tái)GPS接收機(jī)，與參考站無(wú)線(xiàn)電實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和差分動(dòng)態(tài)定位，挖煤機(jī)上兩點(diǎn)間距離的精度可達(dá)177。 核電站冷卻塔的施工測(cè)量系統(tǒng)。由于在建造過(guò)程中發(fā)現(xiàn)地基地質(zhì)構(gòu)造不良，出現(xiàn)不均勻沉陷，使塔身產(chǎn)生變形。精密測(cè)量不僅是施工的質(zhì)量保證，也為整治工程病害提供了可靠的資料，同時(shí)也能對(duì)整治效果作出精確評(píng)價(jià)。以厘米級(jí)的精度確定出了整個(gè)地區(qū)的大地水準(zhǔn)面。 五、科技研究開(kāi)發(fā)實(shí)踐 將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力是科研的最終目的，作為一門(mén)應(yīng)用性學(xué)科，這種轉(zhuǎn)化尤為重要。掌上電腦上可固化兩個(gè)軟件包，一個(gè)用于地面控制測(cè)量數(shù)據(jù)采集、檢查、預(yù)處理、概算以及網(wǎng)平差等(稱(chēng)科傻一)；一個(gè)用于工程放樣、道路測(cè)量以及碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集(稱(chēng)科傻三)。同時(shí)也可作一、二、三、四等和等外水準(zhǔn)測(cè)量從數(shù)據(jù)采集到網(wǎng)平差的數(shù)據(jù)處理。結(jié)合專(zhuān)業(yè)測(cè)量特點(diǎn)，我們?cè)诳粕迪到y(tǒng)的基礎(chǔ)上還研制開(kāi)發(fā)了“鐵路施工測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理系統(tǒng)”。如果移植到測(cè)量機(jī)器人上，并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)各種智能化應(yīng)用程序，可應(yīng)用到滑坡監(jiān)測(cè)、施工測(cè)量中以及工業(yè)測(cè)量。 六、工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展展望 展望21世紀(jì)，工程測(cè)量學(xué)在以下方面將得到顯著發(fā)展： 1. 測(cè)量機(jī)器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進(jìn)一步發(fā)展，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，影像、圖形和數(shù)據(jù)處理方面的能力進(jìn)一步增強(qiáng)； 2. 在變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理和大型工程建設(shè)中，將發(fā)展基于知識(shí)的信息系統(tǒng)，并進(jìn)一步與大地測(cè)量、地球物理、工程與水文地質(zhì)以及土木建筑等學(xué)科相結(jié)合，解決工程建設(shè)中以及運(yùn)行期間的安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)的各種問(wèn)題。 7. 數(shù)據(jù)處理中數(shù)學(xué)物理模型的建立、分析和辨識(shí)將成為工程測(cè)量學(xué)專(zhuān)業(yè)教育的重要內(nèi)容。 。測(cè)量精度從毫米級(jí)到微米乃至納米級(jí)。 5. GPS、GIS技術(shù)將緊密結(jié)合工程項(xiàng)目，在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用?！? 通過(guò)科技研究開(kāi)發(fā)實(shí)踐，我們深刻體會(huì)到科技是第一生產(chǎn)力的科學(xué)論斷，感受到了為社會(huì)作貢獻(xiàn)的人生價(jià)值的樂(lè)趣。對(duì)于城市工程測(cè)量、地籍測(cè)量、水利工程測(cè)量等各種測(cè)量，只要對(duì)科傻系統(tǒng)稍加修改，都可以滿(mǎn)足測(cè)量工程數(shù)據(jù)采集和處理的一體化自動(dòng)化要求。 科傻系統(tǒng)集成了測(cè)量學(xué)、控制測(cè)量學(xué)、工程測(cè)量學(xué)、測(cè)量平差等課程的有關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和長(zhǎng)期科研成果，可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、教學(xué)及科技開(kāi)發(fā)活動(dòng)。上述3個(gè)軟件包既可獨(dú)立使用，又有密切的聯(lián)系(特別是科傻一與科傻二之間)。 基于掌上電腦的地面控制與施工測(cè)量工程內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理一體化自動(dòng)化系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)科傻系統(tǒng))是我們近年來(lái)所作的一項(xiàng)科技研究開(kāi)發(fā)實(shí)踐。整個(gè)隧道的工程投資預(yù)計(jì)約15億瑞士法朗，計(jì)劃于2004年全線(xiàn)貫通。7 mm，高程精度約177。采用測(cè)量機(jī)器人用極坐標(biāo)法作3維測(cè)量，對(duì)每一施工層，沿塔外壁設(shè)置了1 600多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，在夜間可完成全部測(cè)量工作。在整個(gè)施工過(guò)程中，要求每一高程面上塔壁中心線(xiàn)與設(shè)計(jì)的限差小于177。根據(jù)3臺(tái)接收機(jī)的坐標(biāo)，按一定幾何模型可計(jì)算出挖煤機(jī)挖斗輪的位置及采煤層截曲面，可計(jì)算出采煤量，經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)，其精度達(dá)7%～4%。 露天煤礦的大型挖煤機(jī)開(kāi)挖量的動(dòng)態(tài)測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)(德國(guó))。用精密激光測(cè)距儀TC2002K距離測(cè)量，其測(cè)距精度與ME5000相當(dāng)，對(duì)平均邊長(zhǎng)為50m的3 800條邊， mm的占95%。1959年建的同步加速器，直徑僅100 m，1978年的正負(fù)電子儲(chǔ)存環(huán)，直徑743 m，1990年的電子質(zhì)子儲(chǔ)存環(huán)，直徑2000 m。3 mm，一等精密水準(zhǔn)線(xiàn)路長(zhǎng)120多公里。 mm；武漢長(zhǎng)江二橋全橋的貫通精度(跨距和墩中心偏差)達(dá)毫米級(jí)。2 mm，秦山核電站的環(huán)型安裝測(cè)量控制網(wǎng)精度達(dá)177。設(shè)備定位精度優(yōu)于177。該工程 用地面方法建立的變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)，其最弱點(diǎn)精度優(yōu)于177。這里僅簡(jiǎn)單介紹國(guó)內(nèi)外有關(guān)情況。 系統(tǒng)論方法還涉及變形體運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究，這種穩(wěn)定性在數(shù)學(xué)上可轉(zhuǎn)化為微分方程穩(wěn)定性的研究，主要采用李亞普諾夫提出的判別方法。李亞普諾夫指數(shù)描述系統(tǒng)對(duì)于初始條件的敏感特征，根據(jù)其符號(hào)可以判斷吸引子的類(lèi)型以及軌線(xiàn)是發(fā)散的還是吸引(收斂)的。但對(duì)動(dòng)力學(xué)方程不是通過(guò)有限元法求解，而是在對(duì)系統(tǒng)受力和變形認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，用低階的簡(jiǎn)化的在數(shù)學(xué)上可解和可分析的模型來(lái)模擬變形過(guò)程，模型解算的結(jié)果基本符合客觀事實(shí)。變形體是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，它具有多層次高維的灰箱或黑箱式結(jié)構(gòu)，是非線(xiàn)性的，開(kāi)放性(耗散)的，它還具有隨機(jī)性，這種隨機(jī)性除包括外界干擾的不確定性外，還表現(xiàn)在對(duì)初始狀態(tài)的敏感性和系統(tǒng)長(zhǎng)期行為的混沌性。相對(duì)于有限元法，條分法用于邊坡穩(wěn)定性分析、計(jì)算和評(píng)價(jià)更為簡(jiǎn)單，其中薩爾碼(SARMA)法應(yīng)用最普遍，根據(jù)力學(xué)模型、幾何條件和靜力平衡方程，對(duì)平衡條件作迭代計(jì)算，可定量的得到邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)——穩(wěn)定安全系統(tǒng)。采用有限元法，可以計(jì)算混凝土大壩、礦山地表以及滑坡在外力(表面力和體力)作用下的位移值。 變形的物理解釋在于確定變形與引起變形的原因之間的關(guān)系，通常采用統(tǒng)計(jì)分析法和確定函數(shù)法。幾何分析在于描述變形的空間及時(shí)間特性，主要包括模型初步鑒別、模型參數(shù)估計(jì)和模擬統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)及最佳模型選取
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