【正文】 方法。在世界上，17世紀(jì)望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明和應(yīng)用對測量技術(shù)的發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用。1794年德國高斯提出了最小二乘法原理，以后又提出了橫圓柱投影學(xué)說，對測量學(xué)的發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。二十世紀(jì)以來，電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，不僅加快了計(jì)算速度，并且改變了測繪儀器和方法。多普勒定位是空間技術(shù)用于大地測量并得到普遍應(yīng)用的一種先進(jìn)技術(shù)。人們利用遙感、遙測技術(shù)獲得豐富的圖像信息，編制大區(qū)域的小比例尺影像地圖和專題地圖。工程測量儀器可分通用儀器和專用儀器。電腦型全站儀配合豐富的軟件，向全能型和智能化方向發(fā)展。測量機(jī)器人可自動尋找并精確照準(zhǔn)目標(biāo)，在1 s內(nèi)完成一目標(biāo)點(diǎn)的觀測，像機(jī)器人一樣對成百上千個(gè)目標(biāo)作持續(xù)和重復(fù)觀測，可廣泛用于變形監(jiān)測和施工測量。將GPS接收機(jī)與電子全站儀或測量機(jī)器人連接在一起，稱超全站儀或超測量機(jī)器人。 　　專用儀器是工程測量學(xué)儀器發(fā)展最活躍的，主要應(yīng)用在精密工程測量領(lǐng)域。主要特點(diǎn)是：高精度、自動化、遙測和持續(xù)觀測。這方面的儀器有正、倒錘與垂線觀測儀，金屬絲引張線，各種激光準(zhǔn)直儀、鉛直儀(向下、向上)、自準(zhǔn)直儀，以及尼龍絲或金屬絲準(zhǔn)直測量系統(tǒng)等。以ME5000為代表的精密激光測距儀和TERRAMETER LDM2雙頻激光測距儀，中長距離測量精度可達(dá)亞毫米級；可喜的是，許多短距離、微距離測量都實(shí)現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)采集的自動化，其中最典型的代表是銦瓦線尺測距儀DISTINVAR，應(yīng)變儀DISTERMETER ISETH，石英伸縮儀，各種光學(xué)應(yīng)變計(jì)，位移與振動激光快速遙測儀等。 　　高程測量方面，最顯著的發(fā)展應(yīng)數(shù)液體靜力水準(zhǔn)測量系統(tǒng)。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)測量；通過一種壓力傳感器，允許兩容器之間的高差從過去的數(shù)厘米達(dá)到數(shù)米。各種機(jī)械式測斜(傾)儀、電子測傾儀都向著數(shù)字顯示、自動記錄和靈活移動等方向發(fā)展，其精度達(dá)微米級。液體靜力水準(zhǔn)測量與金屬絲準(zhǔn)直集成的混合測量系統(tǒng)在數(shù)百米長的基準(zhǔn)線上可精確測量測點(diǎn)的高程和偏距。 大型特種精密工程測量大型特種精密工程建設(shè)和對測繪的要求是工程測量學(xué)發(fā)展的動力。 　　 國內(nèi)覽勝 　　三峽水利樞紐工程變形監(jiān)測和庫區(qū)地殼形變、滑坡、巖崩以及水庫誘發(fā)地震監(jiān)測，其規(guī)模之大，監(jiān)測項(xiàng)目之多，都堪稱世界之最。隔河巖大壩外部變形觀測的GPS實(shí)時(shí)持續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測點(diǎn)的位置精度達(dá)到了亞毫米。 mm。 mm。 mm，200 m直線段漂移管直線精度達(dá)177。大亞灣核電站控制網(wǎng)精度達(dá)177。 mm。 mm，橋墩點(diǎn)位標(biāo)定精度達(dá)177。高454 m的東方明珠電視塔對于長114 m、重300 t的鋼桅桿天線，安裝的垂準(zhǔn)誤差僅177。 　　 km的秦嶺隧道，洞外GPS網(wǎng)的平均點(diǎn)位精度優(yōu)于177。目前輔助隧道已貫通，僅一個(gè)貫通面的情況下，橫向貫通誤差為12 mm，高程方向的貫通誤差只有3 mm。以大型粒子加速器為例，德國漢堡的粒子加速器研究中心，堪稱特種精密工程測量的歷史博物館。為了減少能量損失，改用直線加速器代替環(huán)形加速器，正在建的直線加速器長達(dá)30 km，100～300 m的磁件相鄰精度要求優(yōu)于177。整個(gè)測量過程都是無接觸自動化的。美國的超導(dǎo)超級對撞機(jī)，其直徑達(dá)27 km，為保證橢圓軌道上的投影變形最小且位于一平面上，利用了一種雙重正形投影。主網(wǎng)和加密網(wǎng)采用GPS測量，精度優(yōu)于1106 D。大型挖煤機(jī)長140 m，高65 m,自重8 000 t， m，每天挖煤量可達(dá)10多萬噸。 cm。這是GPS，GIS技術(shù)相結(jié)合在大型特種工程中應(yīng)用的一個(gè)典型例子。南非某一核電站的冷卻塔高165 m，直徑163 m。50 mm，在塔高方向上每10 m的相鄰精度優(yōu)于10 mm。為此，要根據(jù)精密測量資料擬合出實(shí)際的塔壁中心線作為修改設(shè)計(jì)的依據(jù)。對大量的測量資料通過恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理模型使精度提高了一至數(shù)倍，所達(dá)到的相鄰精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了設(shè)計(jì)要求。 　　瑞士阿爾卑斯山的特長雙線鐵路隧道哥特哈德長達(dá)57 km，為該工程特地重新作了國家大地測量(LV95)，采用GPS技術(shù)施測的控制網(wǎng)，平面精度達(dá)177。2 cm。為加快進(jìn)度和避開不良地質(zhì)段，中間設(shè)了3個(gè)豎井，共4個(gè)貫通面，橫向貫通誤差允許值為69～92 mm(較只設(shè)一個(gè)貫通面可縮短工期11年)。 　　高聳建筑物方面，有人設(shè)想，在21世紀(jì)將建造2 000 m乃至4 000 m的摩天大廈，這不僅是建筑師的夢想，也是對測量工程師的挑戰(zhàn)。工程控制網(wǎng)的布設(shè)，一般遵循從整體到局部、分級布網(wǎng)、逐級控制的原則。這一步工作非常重要，測量精度要求非常高，關(guān)系整個(gè)工程質(zhì)量的成敗。在施工行業(yè)里也發(fā)生過類似工程質(zhì)量事故：圖紙上建筑物的正北方向變成了正南方向，事故的處理結(jié)果是：把已經(jīng)建好的房子重新砸掉，再從零開始。在基礎(chǔ)施工階段，基礎(chǔ)樁位的施工更加需要準(zhǔn)確的工程測量技術(shù)保證。一旦樁位偏差超過規(guī)范要求，將會引起原承臺設(shè)計(jì)的變化，從而增加了工程成本。在土方開挖及底板基礎(chǔ)施工過程中，由于設(shè)計(jì)要求，底板、承臺、底梁的土方開挖是要盡量避免撓動工作面以下的土層，因此周密、細(xì)致的測量工作能控制土方開挖的深度及部位，避免超挖及亂挖。另外墊層及樁頭標(biāo)高控制測量的精度，是保證底板鋼筋綁扎是否超高，底板混凝土施工平整度的最有效措施。否則將導(dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量事故發(fā)生。 工程放樣放樣是測量工作者把設(shè)計(jì)的待建建筑物的位置和形狀在實(shí)地標(biāo)定出來，在建筑工程測量中也叫定位。測量放樣負(fù)責(zé)人逐一將標(biāo)注數(shù)據(jù)與記錄結(jié)果對比，驗(yàn)證標(biāo)注數(shù)據(jù)和所放樣點(diǎn)位無誤。選定測量放樣方法并計(jì)算放樣數(shù)據(jù)或編寫測量放樣計(jì)算程序、繪制放樣草圖并由第二者獨(dú)立校核準(zhǔn)備儀器和工具，使用的儀器必須在有效的檢定周期內(nèi)。使用有內(nèi)存的全站儀時(shí)，可以提前將控制點(diǎn)（包括擬用的測站點(diǎn)、檢查點(diǎn)）和放樣點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入儀器內(nèi)存并檢查。如果后視點(diǎn)上有棱鏡，輸入棱鏡高，可以馬上測量后視點(diǎn)的坐標(biāo)和高程并與已知數(shù)據(jù)檢核。利用儀器自身計(jì)算功能進(jìn)行計(jì)算時(shí)，記錄員也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的對算以檢核輸入數(shù)據(jù)的正確性。以上步驟為測站點(diǎn)的測量。測量放樣負(fù)責(zé)人逐一將標(biāo)注數(shù)據(jù)與記錄結(jié)果比對，同時(shí)檢查點(diǎn)位間的幾何尺寸關(guān)系及與有關(guān)結(jié)構(gòu)邊線的相對關(guān)系尺寸并記錄，以驗(yàn)證標(biāo)注數(shù)據(jù)和所放樣點(diǎn)位無誤。 誤差處理施工放樣的成果通常是即刻(或數(shù)小時(shí)后)交付使用，往往不能等待再去檢查成果的正確性。盡量避免誤差出現(xiàn)一般工程放樣的平差工作都是在現(xiàn)場進(jìn)行的，因此，常將這類在現(xiàn)場消除測量誤差的方法統(tǒng)稱為現(xiàn)場平差。在所有建筑領(lǐng)域中，對測量放樣的精度要求具有嚴(yán)密性和松散性兩個(gè)方面的特性。松散性指松散的建筑部位，彼此間聯(lián)系松馳。在放樣工作中采取適當(dāng)?shù)拇胧?，使?yán)密區(qū)段保證嚴(yán)密性，以滿足建筑標(biāo)準(zhǔn)要求，而將由于控制測量所帶來的誤差平攤于工程部位松散的區(qū)段中， 使它對工程質(zhì)量不產(chǎn)生任何影響，從而達(dá)到現(xiàn)場平差的目的。可采用以下平差手段達(dá)到這一目的：第一，對嚴(yán)密部位，一般采用本身主軸線為基本控制去進(jìn)行放樣。第二，所有軸線的測設(shè)，應(yīng)在主軸線的基準(zhǔn)上進(jìn)行，以避免再由控制網(wǎng)測設(shè)，而將控制網(wǎng)本身的測設(shè)誤差帶入嚴(yán)密區(qū)段。 復(fù)測工作測量復(fù)測(檢查測量)是保證建筑工程質(zhì)量必不可少的一項(xiàng)工作。以往發(fā)生的施工測量事故，大都是忽視復(fù)測工作所造成的。矩形建筑物的兩對邊尺寸是否一致，局部尺寸變更后，是否給其他尺寸帶來影響。施工現(xiàn)場引進(jìn)水準(zhǔn)點(diǎn)后，要進(jìn)行復(fù)測并應(yīng)往返觀測兩次。0 水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，一定要校核好圖紙上每個(gè)數(shù)據(jù)，防止用錯(cuò)高程而造成整棟建筑物高程降低或升高的嚴(yán)重后果?？捎眉臃ㄟ€原檢查法，利用校對公式或采取其他方法查原始計(jì)算項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)解決。標(biāo)高的測量常使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行。對于兩點(diǎn)距離較近的情況，將水準(zhǔn)儀架設(shè)兩點(diǎn)大概的中間，在已知點(diǎn)立好塔尺，水準(zhǔn)儀進(jìn)行讀數(shù)記錄a1，再將塔尺立到待測點(diǎn)上讀數(shù)記錄b1。如果距離遠(yuǎn)的話，不能一次測出來，剛說的這個(gè)程序?yàn)橐粋€(gè)測站，Y=X+a1b1這樣算出來的只是轉(zhuǎn)點(diǎn)的高程。 垂直度測量垂直度測量是建筑工程測量的重要組成部分。線錘鉛直投測法是交為常見也是使用最多的方法。其任務(wù)是確定在各種荷載和外力作用下，變形體的形狀、大小、及位置變化的空間狀態(tài)和時(shí)間特征。變形監(jiān)測的內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)變形體的性質(zhì)和地基情況決定。為了了解建筑物(如大壩)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況，還應(yīng)對混凝土應(yīng)力、鋼筋應(yīng)力、溫度等進(jìn)行觀測，這些內(nèi)容常稱為內(nèi)部觀測，在進(jìn)行變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理時(shí)，特別是對變形原因做物理解釋時(shí)，必須將內(nèi)、外觀測資料結(jié)合起來進(jìn)行分析。變形監(jiān)測涉及工程測量、工程地質(zhì)、水文、結(jié)構(gòu)力學(xué)、地球物理、計(jì)算機(jī)科學(xué)等諸多學(xué)科的知識，它是一項(xiàng)跨學(xué)科的研究，并正向邊緣學(xué)科的方向發(fā)展。 變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理根據(jù)變形觀測數(shù)據(jù)繪制變形過程曲線是一種最簡單而有效的數(shù)據(jù)處理方法，由過程曲線可作趨勢分析。多元回歸分析需要較長的一致性好的多組時(shí)間序列數(shù)據(jù)。如果對一個(gè)變形觀測量(如位移)的時(shí)間序列，通過建立一階或二階灰微分方程提取變形的趨勢項(xiàng)，然后再采用時(shí)序分析中的自回歸滑動平均模型ARMA，這種組合建模的方法，可分性好且具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：將非平穩(wěn)相關(guān)時(shí)序轉(zhuǎn)化為獨(dú)立的平衡時(shí)序；具有同時(shí)進(jìn)行平滑、濾波和推估的作用；模型參數(shù)聚集了系統(tǒng)輸出的特征和狀態(tài)；這種組合模型是基于輸出的等價(jià)系統(tǒng)的理想動態(tài)模型。動態(tài)系統(tǒng)由狀態(tài)方程和觀測方程描述，以監(jiān)測點(diǎn)的位置、速率