工程测量学的发展
浅谈工程测量学的发展
第 ３ 卷 第 ３期 １
２０ ０ ８卑 ６ 月
测 绘 与 空 间地 理 信 息
Ｇ ＭＡＴ Ｃ ＆ Ｓ ＡＴ Ａ ＮＦ ＥＯ ＩＳ Ｐ Ｉ Ｌ ｌ ＯＲＭＡ ｌ ＥＣ Ｔ ＯＮ Ｔ ＨＮＯＥ Ｇ Ｄ Ｙ
Ｖｏ ． １ Ｎｏ ３ １３ ， ．
０ 引 言
工程 测 量 学 是 研 究 地 球 空 间 （ 面 、 下 、 下 、 地 地 水 空 中） 中具 体几 何 实 体 的 测 量描 绘 和抽 象几 何 实体 的测 设 实 现的理 论方 法 和技 术 的 一 门应 用 性学 科 。 它主 要 以建
量 学 的主要 任 务 是 为各 种 工 程 建 设 提 供 测 绘 保 障 ， 足 满
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒｒ ｖｅ ｅ ｎ ｕ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｅ ｉｗ ｄ ａ ｄ ｓ ｍｍａ ｉｅ ｈ ｏ ｉ ｏ ｎ ｐ ｌ ａｉｎ ｆ ｌ ｓ ｏ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｓ ｒ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆ ｒ ｄ ｔｅ ｐ ｓ ｉｎ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ｔ ｉ ｄ ｆｅ ｇ ｎ ｅ ｎ ｕ ｖ ｙｎ ， ｎ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｚ ｔ ｃ ｏ ｅ ｉ
ｃ ｍｍｏ ｎ ｐ ｃａ ｎｔｕ ｎｓｉ ｅａ ｐ ｃｓｏ ｅｒ ｎ ｒｃｉｅ Ｔ ｅ ｔ ｒ ｆ ｉｃ ｓｅ ｅｄ ｖｌｐｎ ｔｔｓａ ｄａｐ ｃｓｏ ｎ ｏ ｎ ａ ｄｓ ｅ ｉｌｉｓｒｍｅ ｔ ｎｔ ｓ ｅ ｔ ｆｔ ｏｙａ ｄｐａ ｔ ． ｈ ｎｉｂ ｅ ｙｄｓ ｕ ｓｄｔ ｅｅｏ ｉｇｓ ｕ ｎ ｓ ｅ ｔ ｆｅ — ｈ ｈ ｃ ｉ ｌ ｈ ａ
工 程测量 按勘 测 设 计 、 工 建 设 和 运 行 管 理 三 个 阶段 划 施
１ 工 程 测 量 仪 器 及 方 法 的发 展
浅析工程测量学的发展
Ｃ ｉａＮｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉ ｎ ｒｄ ｃｓ ｈ ｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇｅ ａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｓ
工 程 技 术
浅析 工程 测量学 的发展 呈元 测 绘 有 限 公 司 ， 江 杭 州 １０ ０ ２安 徽 纬创 测绘 有 限公 司 ） １杭 浙 ３０ ０
摘 要 ： 文对 工程测量 学进 行 了定义 ， 出了该 学科 的地位 及研 究应 用领域 ； 本 指 阐述 了工程 测量 学领域 通 用和专 用仪 器的发展 。结合 科研 和 开发 实践 ， 简介 了地 面控制 与施 工测量 工程 内外业 数据 处理 一体化 自动化 系统 一 科傻 系统。 最后展 望 了 ２ 世 纪 工程测 量学 １ 若 干发展 方向 。 关键 词 ： 量学 ； 测 工程测 量 ； 量机 器人 测
中图分类 号 ：２ ￥９
文献 标识码 ： Ａ
面， 测量 目标点 相对 于基 准线 （ 准 面） 或基 的偏 基 于掌上 电脑 的地 面控制 与 施工测 量 工 距 （ ） 为基 准线测 量或 准直 测 量。这 方 程 内外 业数 据 处理 一体 化 自动 化系 统 （ 垂距 ， 称 简称 面的仪 器有 正 、 倒锤 与 垂线 观测仪 ， 属丝 引 科 傻系 统１是 近年 来所 作 的一 项科 技研 究 开 金 张线 ， 各种 激 光 准直 仪 、 铅直 仪 ｆ 向下 、 向上 ） 发 实践 。科 傻 系统 是对 电子 全站 仪实 现在线 、 和抽 象几何 实体 的测设 实现 的理 论方 法 和技 自准直 仪 ，以及尼 龙丝 或金 属丝 准直 测量 系 控 制数据 采集 。 科傻 系统 集成 了测量学 、 控制 术 的一门应 用性学 科 。 它主要 以建筑 工程 、 机 统 等 。 测 量学 、 程测 量学 、 量平差 等 有关 专业知 工 测 器和设 备 为研究 服务对 象 。 在 距离 测量 方 面 ， 括 中长 距离 （ 十 米 识 和长期 科研 成果 ， 广泛应 用于 生产 、 包 数 可 教学 １ ． ２学科 地位 至数 公 里）短 距 离（ 米 至数 十 米） 、 数 和微 距 离 及科 技开 发活 动。 测 绘 科学 和 技 术ｆ 或称 测 绘学 ） 是一 门具 （ 米 至 数 米）及 其 变 化 量 的 精 密 测 量 。 以 毫 基 于科傻 系统 的 主要 功能 ，已成 功地 开 有悠 久历史 和现代 发展 的一 级学 科 。总 的来 ＭＥ ０ ０为 代 表 的 精 密 激 光 测 距 仪 和 Ｔ Ｒ 发 了全 中文版 软件 包 ，这 种全 站 仪通过 软件 Ｓ０ Ｅ— 说 ， 个学科 的二 级学科 应作 如 下划 分 ： 整 大地 Ｒ Ｍ Ｔ Ｒ Ｌ Ｍ Ａ Ｅ Ｅ Ｄ ２双频 激 光测 距 仪 ，中长 距 开 发 ， 功能 得 到大 大增强 ， 故称 为 全能 型全站 测量学 ｆ 括天 文 、 包 几何 、 理 、 星 和海 洋 大 离 测量精 度可 达亚 毫米级 ； 多短 距离 、 物 卫 许 微距 仪 。对 于城 市工 程测 量 、 地籍 测量 、 水利工 程 地测量）工程 测量 学（ 近景 摄影 测量 和矿 山 离 测 量都 实 现 了测量 数 据 采 集 的 自动 化 ， ； 含 其 测量 等各 种测量 ， 只要 对 科傻 系统 稍加修 改 ， 测量 ） ； 航空 摄影 测 量与 遥感 学 ； 图制 图学 ； 中最典 型 的 代表 是铟 瓦线 尺测 距 仪 ＤＳ Ｉ— 都 可以满 足测量 工程 数据 采集 和处理 的一 体 地 ＩＴＮ 不动产地 籍 与土地整 理 。 ＶＡ 应 变 仪 ＤＩＴ ＲＭＥ Ｅ Ｓ Ｔ 石 英伸 化 自动化 要求 。 Ｒ， ＳＥ Ｔ Ｒ ＩＥ Ｈ， 同时 ， 可将科 傻 系统移植应 用 ｌ － 究应用 领域 ３研 缩仪 ， 各种 光学 应变计 ， 移 与振动 激光 快速 到不 同型号 的 电脑型 全站 仪上 和 商品化 掌上 位 目 国内把工 程建设 有 关 的工程 测量按 遥 测仪 等。采 用多谱 勒 效应 的双频 激光 干 涉 电脑 上 ， 一步扩 大用 户 。 前 进 如果移 植到测 量机 勘 测设计 、施 工建设 和 运行 管理 三个 阶段 划 仪 ， 能在数 十米 范围 内达到 ０ １ ｉ的计 量精 器人 上 ， 一 步开发 各 种智 能化应 用程 序 ， ． ｌｎ Ｏａ 并进 分； 也有 按行 业划分 成 ： 线路 （ 路 、 铁 公路 等） 工 度 ， 成为重 要 的长度 检校 和精 密测 量设 备 ； 采 可应 用到 滑坡 监测 、施工 测量 中 以及工 业测 程测 量 、 水利 工 程 测量 、 隧 工程 测 量 、 桥 建筑 用 Ｃ Ｄ线 列传 感 器 测 量微 距 离 可 达 到百 分 量 。若再 开发 与 Ｇ Ｓ Ｃ Ｐ 网平 差和实 时动态定 位 工程 测量 、 山测 量 、 矿 海洋 工 程测 量 、 事工 之 几微米 的精 度 ，它们 使距离 测量 精度 从 毫 软件 的集 成软件 包 ， 军 并研 制开 发相 应的 软件 ， 程测量 、 ３维工 业测 量等 ， 乎每 一 行业 和工 米 、 几 微米级 进入 到纳米 级世 界。 可望 大大改 变 目前工程 测量 领域 的面貌 。 ４工程测 量 学的发展 展 望 程测量都 有 相应 的著书或 教材 。 高程 测量 方面 ，最显 著 的发展 应数 液体 工程测 量学 的研 究领 域既 有相 对 的固定 静力水 准测 量 系统 。这 种 系统 通过各 种类 型 ４１测量 机 器人 将作 为多传 感 器 集成 系 ． 性， 又是不 断发 展变 化 的 。笔 者认 为 ， 程测 的传 感器测 量 容器 的液 面高度 ，可 同时 获取 统在 人工智 能方 面得 到进 一步 发展 ，其应 用 工 量学 主要包 括 以工程 建筑 为对 象 的工程 测量 数十 乃至数 百个 监测 点 的高程 ， 具有 高精 度 、 范 围将 进一 步扩 大 ， 像 、 影 图形 和数据 处理 方 和以设备 与机器 安装 为对 象 的工业 测量 两大 遥测 、 自动 化 、 可移动 和持 续测 量等 特点 。两 面 的能力进 一步增 强 ； 部 分 。在学 科上 可划 分 为普通 工程 测量 和精 容器 间 的距 离 可达数 十公 里 ，如用 于跨河 与 ４２在 变形 观测 数 据处 理 和大 型 工程 建 ． 密 工程测 量 。工 程测 量学 的 主要任 务是 为各 跨海 峡 的水 准测 量 ； 过一 种压 力传 感 器 ， 通 允 设 中 ， 将发展 基 于知识 的信 息 系统 ， 进一 步 并 种 工程建设 提供 测绘 保 障 ，满 足工 程所 提 出 许两 容器之 间 的高差 从过 去 的数厘 米达 到数 与大地 测量 、 地球 物理 、 工程 与水 文地 质 以及 的要 求 。精密工 程测 量代 表着 工程 测量 学 的 米 。 土木 建筑等 学科 相结 合 ， 决工 程建 设 中以 解 发 展方 向 ，大型 特种 精密 工程 建设 是促 进工 与高 程测 量有 关 的是倾 斜 测量 （ 又称 挠 及 运行 期 间的安 全监 测 、灾害 防治 和环境 保 程测 量学 科发展 的动 力 。 度 曲线测 量）即确 定被 测对 象 （ ， 如桥 、 ） 塔 在竖 护 的各种 问题 。 直平 面 内相 对 于水 平 或铅 直基 准线 的挠 度 曲 ４３工程 测量 将从 土木 工程 测量 、 维 工 － ３ ２工程 测量 仪器 的发展 工 程 测 量 仪器 可分 通 用 仪 器 和 专 用 仪 线 。各 种机 械式测斜 ｆ ） 、 倾 仪 电子测倾 仪都 向 业 测量 扩展 到人 体科 学测 量 ，如 人体 各器 官 器 。 用仪 器 中常规 的光学经 纬仪 、 通 光学 水准 着 数字 显示 、自动 记 录和 灵活 移动等 方 向发 或 部位 的显微 测量 和显微 图像处 理 ； 仪 和 电磁 波测 距 仪将 逐 渐 被电 子全 测 仪 、 展 ， 精度达 微米 级。 电 其 ４ 多传 感 器的 混 合测 量系 统 将得 到迅 ． ４ 如 Ｐ 子水 准仪 所替代 。电脑 型全 站仪 配 合丰 富 的 具 有多 种功能 的混 合测 量 系统是 工程 测 速 发 展和 广泛 应 用 ， Ｇ Ｓ接收 机 与 电子 全 软件 ， 向全 能型 和智能 化方 向发展 。 电动马 量专用 仪器 发展 的显 著特 点 ，采 用 多传感 器 站 仪或 测量 机器 人集成 ，可在大 区域 乃至 国 带 达驱 动和程 序控 制 的全站 仪结 合激 光 、通讯 的高速 铁路 轨道 测量 系统 ，用测 量机 器 人 自 家范 围内进行 无控制 网的各种测 量工作 。 及 Ｃ Ｄ技术 ， 实现 测 量 的 全 自动 化 ， 称 动跟踪 沿铁 路轨 道前进 的测量 车 ，测 量车 上 Ｃ 可 被 ４ Ｐ 、Ｉ ． Ｇ ＳＧＳ技术 将 紧密结 合工 程项 目， ５ 斜倾 传 感 器 、 长度 传感 器 和 微机 ， 在 勘测 、 设计 、 工管理 一体 化方 面发 挥重 大 施 作测 量机 器人 。测量 机器 人可 自动 寻找 并精 装有 棱 镜 、 确照 准 目标 ，在 ｌ 内完成 一 目标 点 的观 测 ， 可用 于测量 轨道 的 ３维坐 标 、轨 道 的宽度 和 作 用 。 ｓ ４ 大 型和 复杂 结 构 建筑 、设 备 的 ３维 ． ６ 像机 器人一 样对 成百 上千个 目 作 持续 和重 倾 角 。液体静 力水 准测 量 与金属 丝准 直集 成 标 复 观测 ，可广 泛用 于 变形 监 测 和施 工 测 量 。 的混合 测量 系统在 数百 米 长的基 准线 上 可精 测 量 、几 何重 构 以及质 量控 制将 是工 程测 量 学 发展 的一个 特点 。 Ｇ Ｓ 收机 已逐 渐成 为一种 通用 的定位仪
浅谈工程测量学的发展及基本技术方法
浅谈工程测量学的发展及基本技术方法工程测量学是指利用各种测量仪器和方法，对工程项目进行测量和定位的一门学科。
工程测量学在工程建设领域具有重要的地位和作用，它是确保工程质量和安全的基础，也是工程设计和施工的重要支撑。
随着科学技术的不断发展和进步，工程测量学也在不断地完善和进步。
本文将从工程测量学的发展历程、基本技术方法和应用前景等方面进行浅谈。
一、工程测量学的发展历程工程测量学的发展历程可以追溯到古代的土木工程和建筑工程。
古代的土木工程和建筑工程就需要测量技术作为支撑，比如埃及金字塔的建造就需要严密的测量技术来确保其建筑准确度。
古代的测量技术主要是依靠简单的测量工具和经验总结，如测绘、放线、测量等。
直到17世纪，法国科学家皮埃尔·爱森伯格提出了三角测量原理，它是建立在数学基础上，并且具有严密的理论体系，为工程测量学的发展奠定了基础。
而后，现代工程测量学以电子技术、计算机技术和遥感技术等为支撑，形成了一套完整而系统的测量体系。
目前，工程测量学已经进入了信息化、智能化的时代，无人机、激光测量等新技术逐渐应用于工程测量领域，使得测量精度和效率大大提高。
二、工程测量学的基本技术方法1. 传统测量方法传统测量方法是指利用传统的测量仪器和手工操作进行测量的方法。
通常包括测量仪器（如经纬仪、水准仪、全站仪、GPS等）和测量辅助设备（如测量棒、反射片、眼镜垫等）。
传统测量方法在测量精度和效率方面存在一定的局限性，但在一些特殊场合仍然具有一定的适用性。
2. 高精度测量方法随着现代科学技术的发展，高精度测量方法得到了广泛的应用。
高精度测量方法主要包括激光测量、GPS测量、遥感技术等。
激光测量是利用激光仪器进行测量的方法，具有测量精度高、速度快的特点，可用于大型工程的测量和监测。
GPS测量是利用全球卫星定位系统进行测量的方法，具有全球覆盖和高精度的特点，可用于大范围的工程测量。
遥感技术是利用航空航天遥感器和卫星遥感器对地球表面进行观测和测量的技术，可用于大范围的地形测量和监测。
测量学的发展历史.ppt
水利工程测量
水利水电建筑工程
测量学的发展历史
1822年，创立高斯投影理论，1912年由德国大地测量学家 克吕格补充完善，正式建立高斯-克吕格投影和高斯-克吕格 平面直角坐标系，简称高斯平面直角坐标系
1826年，创立三角测量控制网整体条件平差理论 1828年，提出平均海水面概念，为全球建立大地水准面作
经纬图，地球周长
水利工程测量
水利水电建筑工程
测量学的发展历史
• 世界最早的地球球体说：公元前6世纪，古希腊毕达哥拉斯，地球自转。 • 世界最早的地图制图规范：公元265年，中国西晋裴秀《禹贡地域图》
序言“制图六体” • 世界最早的地形模型：公元421年，中国南朝谢庄制造《木方丈图》 • 世界最早的近代地球仪：1429年，德国白海姆制作 • 世界最早的地球投影：1569年，德国墨卡托投影 • 世界最早的望远镜： 1608年，荷兰，汉斯发明望远镜
为高程基准面打下基础
水利工程测量
水利水电建筑工程
测量学的发展历史
望远镜的发明，推动了光学测量仪器（如光学水准仪、经纬仪）的发展 和广泛使用
1859年第一台地形摄影机在法国制造，洛斯达开创了地面摄影测量方法 1903年飞机的发明，1915年第一台自动连续航空摄影机在德国蔡司测绘
仪器厂研制成功，使航空摄影测量成为现实 1947年瑞典生产第一台光电测距仪，世界从此进入电子测量时代。随后
相继出现了微波测距仪、激光测距仪、红外测距仪等
水利工程测量
水利水电建筑工程
测量学的发展历史
电子经纬仪+光电测距仪+计算机=电子全站仪
从游标经纬仪 → 光学经纬仪 → 电子经纬仪 →电子全站仪→数字智能
型全站仪
从光学水准仪→自动安平水准仪→电子水准仪→数字水准仪
工程测量学的发展
衡 时序 ； 具有 同 时进 行平 滑 、 波和 推估 的作 用 ； 滤 用 于建立 水平 的或竖 直 的基 准线 或基 准 面 。 误 差 的鉴别 或诊 断 ； 模型 误差 对参 数估 计的影 响 ， 模型 参数 聚集 了系统 输 出的特 征 和状态 ；这种 组 测 量 目标 点相 对 于 基 准 线（ 基 准 面） 偏 距 （ 或 的 垂 对 参数 和残 差统 计性 质的影 响 ；病态 方程 与控 制 合模 型是基 于输 出的等 价系统 的理想 动态模 型 。 圆 ， 为基 准线测 量或 准直测量 。 称 这方 面的仪器 有 网及其 观测 方案设 计 的关 系。 由于变 形监 测 网参 ２ ２变形 的几 何分 析与 物理解 释。传统 的方 ３ 正 、 与垂 线 观测 仪 ， 属 丝引 张线 ， 种激 光 考点 稳定 性 检验 的需要 ，导 致 了 自由网平差 和 拟 法将 变形 观测数 据处 理分 为变形 的几 何分 析 和物 倒锤 金 各 准 直仪 、 仪（ 铅直 向下 、 向上）自准 直仪 ， 、 以及 尼 龙 稳平 差 的出现 和发展 。 观测 值粗 差的 研究促 进 了 理 解释 。几 何分 析在 于描 述变形 的空 间及 时 间特 丝或 金属丝 准直测 量系 统等。 控 制 网可靠性 理论 ，以及变形 监 测网变 形 和观测 性 ， 主要 包括模 型初 步鉴 别 、 模型 参数 估计 和模拟 在距离测 量方 面 ， 括 中长距 离傲 十米至 数 值粗 差 的可 区分性理 论 的研究 和 发展 。针对 观测 统 计检 验及 最佳 模型 选取 ３个步 骤 。变形 监测 网 包 公 里）短距 离（ 米 至数 十米 ） 距 离（ 、 数 和微 毫米 至数 值存 在粗 差 的客 观实 际 ， 出现 了稳健 估计 （ 抗 的参 考网 、 或称 相对 网在 周期 观测 下 ， 参考点 的稳 定性 米） 及其变化量的精密测量。以 ＭＥ ００为代表的 差估 ｉ） ５０ ｔ ； 法方 程系数 阵存 在病态 的可 能 。 针对 发展 检 验和 目标点 和位 移值 计算 是建 立变形 模 型的基 精密 激光测距 仪和 Ｔ Ｒ Ｍ Ｔ Ｒ Ｌ Ｍ２双频激 了有偏 估计 。 最／ － Ｅ ＲＡ Ｅ Ｅ Ｄ 与 ｊ－乘估 计相 区别 ， 健估 计和 础 。变 形模 型既 可根据 变形 体 的物理力 学性 质和 ｘ 稳 光测 距仪 ， 距离 测量精 度 可达亚 毫米 级 ； 中长 可喜 有 偏估 计称 为非最 ／ －乘 估计 。 ｊ－ ｘ 地 质信 息选取 ，也 可根 据点 场 的位移矢 量 和变形 的是 ， 多短距 离 、 距 离测量 都 实现 了测量 数据 许 微 ２ 亡 控 制网优 化 设计 理论 和方 法 。 网的 过程 曲线 选取 。 此外 ， ＇ 程 ２＿ 前述 的 时间序 列分 析 ， 灰色 采 集 的 自动 化 ，其 中最 典型 的代表 是铟 瓦线 尺测 优 化设 计方 法有 解析法 和 模拟法 两 种。解 析法 是 理论 建模 、 卡尔曼 滤波 以及 时间 序列频 域法 分析 距 仪 Ｄ Ｓ Ｊ Ｖ Ｒ， 应 变 仪 Ｄ Ｓ Ｅ ＭＥ Ｅ 基 于 优化 设 计 理论 构造 目标 函数 和 约束 条件 。 Ｉ．Ｎ Ａ ｒ ＩＴ Ｒ Ｔ Ｒ 解 中 的主频 率和 振幅计 算等 也 可看作 变形 的几何 分 ＩＥ Ｈ， 英伸缩 仪 ， 种光 学应变 计 ， 移与 振动 求 目标 函数 的极 大值或 极小 值 。一般 将 网的质量 析 。 Ｓｒ 石 各 位 激 光快速 遥测 仪等 。采用 多谱 勒效 应的 双频激 光 指标 作 为 目标 函数 或约 束条 件 。网 的质量 指标 主 ２ ３变形分 析与 预报 的系统 论方法 。 现代 ３ 用 干 涉仪 ， 数 十米范 围 内达到 ０ ｌ ｎ的计量 精 要有 精 度 、 能在 ．ｌ ０ｕ 可靠性 和 建网 费用 ， 于变形 监测 网还 系统 论 为指 导进 行变 形分 析与 预报 是 目前研 究的 对 度 ，成 为重要 的长度 检校 和精 密测 量设备 ；采 用 包括 网 的灵敏 度 或可区 分性 。对 于 网的平差 模型 个方 向。变形 体是 一个复 杂 的系统 ， 它具有 多层
《测绘学概论》课程笔记
《测绘学概论》课程笔记第一章：测绘学总论1.1 测绘学的基本概念测绘学是一门研究地球形状、大小、重力场、表面形态及其空间位置的科学。
它的主要任务是对地球表面进行测量，获取地球表面的空间信息，并对其进行处理、分析和应用。
测绘学的研究对象包括地球的形状、大小、重力场、表面形态等自然属性，以及人类活动产生的各种地理现象和空间信息。
1.2 测绘学的研究内容测绘学的研究内容主要包括以下几个方面：（1）大地测量学：研究地球的形状、大小和重力场，建立地球的数学模型，为各种测量提供基准。
（2）摄影测量学：利用航空或卫星摄影技术，获取地球表面的空间信息，并通过图像处理技术对其进行解析和应用。
（3）全球卫星导航定位技术：利用卫星导航系统，如GPS、GLONASS、北斗等，进行地球表面空间位置的测量和定位。
（4）遥感科学与技术：利用遥感技术，如卫星遥感、航空遥感等，获取地球表面和大气的物理、化学和生物信息，并进行处理和应用。
（5）地理信息系统：利用计算机技术，对地理空间信息进行采集、存储、管理、分析和可视化，为地理研究和决策提供支持。
1.3 测绘学的现代发展随着科技的发展，测绘学进入了一个新的发展阶段。
现代测绘技术主要包括卫星大地测量、数字摄影测量、激光扫描、遥感技术、地理信息系统等。
这些技术的发展，使得测绘工作更加高效、精确和全面，为地球科学、资源调查、环境保护、城市规划等领域提供了强大的支持。
1.4 测绘学的科学地位和作用测绘学在科学体系中占有重要地位，它是地球科学的基础学科之一，为其他学科提供了重要的数据支持。
同时，测绘学在国民经济和国防建设中发挥着重要作用，如土地管理、城市规划、环境监测、资源调查、灾害预警等，都离不开测绘学的支持。
第二章：大地测量学2.1 概述大地测量学是测绘学的一个重要分支，主要研究地球的形状、大小、重力场及其变化，建立地球的数学模型，为各种测量提供基准。
大地测量学具有广泛的应用，如地球科学研究、资源调查、环境保护、城市规划等。
工程测量学的发展评述张正禄
工程测量学的发展评述张正禄1. 前言工程测量学是一门应用学科，主要研究地球物理现象的测量和分析。
工程测量学应用广泛，包括建筑工程、水利工程、交通运输工程、矿山工程、海洋工程等，是现代工程建设必不可少的技术手段之一。
在工程建设领域中，工程测量学起着重要的作用。
本文将评述工程测量学的发展历程，并探讨其在现代工程建设中的应用。
2. 工程测量学的发展历程2.1 工程测量学产生的历史背景工程测量学起源于人类对土地的测量。
在古代，人们用木棍和绳子来进行土地测量，对于一些大型的工程项目，如修建建筑物和运河等，人们开始使用更加复杂的测量方法，包括经纬仪、自动水准仪等。
到了18世纪末，由于各国专家对测量技术的发展不断进行研究和创新，测量手段越来越丰富，测量精度也得到了极大的提高。
工程测量学开始成为一门独立的学科。
2.2 工程测量学的发展阶段2.2.1 手工测量阶段（19世纪至20世纪中期）在这个时期，人们主要是依靠传统的测量工具和技术来进行地面和建筑物的测量工作。
这个时期的测量方法，精度有限，不够精确。
2.2.2 电子测量阶段（20世纪中期至今）从20世纪中期开始，随着电子技术的发展，电子测量取代了手工测量成为主要的测量手段。
电子测量具有精度高、速度快、操作简单等特点，大大提高了测量的效率和精度。
随着电子测量仪器的不断升级和发展，如全站仪、卫星定位系统等，工程测量精度不断提高，为大型工程的测量提供了更加可靠的技术支持。
3. 工程测量学在现代工程建设中的应用现代工程建设日益复杂化，对工程测量的要求越来越高。
工程测量不仅对工程建设的质量和安全起着重要作用，而且能够提高工程建设的效率，降低建设成本。
以下是工程测量在现代工程建设中的应用：1.建筑工程：包括建筑物的设计、平面图制作、建设过程中的监测和质量检查。
2.水利工程：包括水位和水流速度的测量、水库和水电站的测量、水文数据的测量等。
3.交通运输工程：包括道路、铁路、水路等交通工程的设计；线路的规划和测量；道路和轨道的高程、坡度、曲线等参数的测量等。
浅谈工程测量学的发展及基本技术方法
浅谈工程测量学的发展及基本技术方法【摘要】工程测量学是一门研究地球上各类工程中的空间位置、形状和物理量的科学。
本文从工程测量学的定义、重要性和发展历史入手，探讨了工程测量学的基本概念、发展现状、基本技术方法以及在工程实践中的应用。
结合工程测量学的发展趋势和未来发展，强调了其在工程领域中不可替代的作用和应用前景。
工程测量学在现代工程建设和科技发展中扮演着重要的角色，为实现高效、精准的工程测量提供了理论支持和技术保障。
通过对工程测量学的深入研究和应用，可以更好地推动工程实践的发展，助力工程行业的进步和创新。
【关键词】工程测量学、发展、基本技术方法、应用、发展趋势、未来发展、重要性、应用前景1. 引言1.1 工程测量学的定义工程测量学，是指利用一定的设备和技术手段，对地表、建筑物、道路、桥梁等工程物体进行测量和分析的学科。
通过对工程测量学的研究和应用，可以确保工程项目的设计、施工和监测达到预期的要求，保障工程质量和安全。
在实际工程中，工程测量学起着至关重要的作用。
它不仅可以提供准确的数据支持，还能为工程设计和施工提供必要的参考和依据。
通过工程测量学，可以实现工程施工的精确控制和管理，为工程项目的成功实施提供保障。
工程测量学的定义还包括对地球表面的测量、对地形地貌等自然地理特征的描述和分析。
通过对地表特征的测量和分析，可以为工程规划、决策和实施提供科学依据，有助于保护和改善自然环境。
工程测量学是一个涵盖面广泛、应用领域广泛的学科，对于各类工程项目的设计、建设和管理都具有重要的意义和价值。
随着科技的发展和社会需求的不断提升，工程测量学的发展也日益壮大，为人类社会的进步和发展做出着重要贡献。
1.2 工程测量学的重要性工程测量学是工程建设的基础。
在进行任何工程项目之前，都需要进行测量工作，确定地形地貌，设计工程方案，布置施工控制点等。
没有准确的测量数据作为依据，工程建设就无法进行。
工程测量学是保证工程质量的重要手段。
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工程测量学的发展工程测量学的发展评述摘要：本文对工程测量学重新进行了定义，指出了该学科的地位和研究应用领域；阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展；在理论方法发展方面，重点对平差理论、工程网优化设计、变形观测数据处理方法进行了归纳和总结。
扼要地叙述了大型特种精密工程测量在国内外的发展情况。
结合科研和开发实践，简介了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统——科傻系统。
最后展望了21世纪工程测量学若干发展方向。
On the Development of Engineering Geodesy （Part Ⅱ）ZHANG Zheng-lu▲（上接本刊2000年第1期）四、大型特种精密工程测量大型特种精密工程建设和对测绘的要求是工程测量学发展的动力。
这里仅简单介绍国内外有关情况。
1. 国内览胜三峡水利枢纽工程变形监测和库区地壳形变、滑坡、岩崩以及水库诱发地震监测，其规模之大，监测项目之多，都堪称世界之最。
不仅采用目前国内外最成熟最先进的仪器、技术，在实践中也在不断发展新的技术和方法，如对滑坡体变形与失稳研究的计算机智能仿真系统；拟进行研究的三峡库区滑坡泥石流预报的3S工程等，都涉及到精密工程测量。
隔河岩大坝外部变形观测的GPS实时持续自动监测系统，监测点的位置精度达到了亚毫米。
该工程用地面方法建立的变形监测网，其最弱点精度优于±1.5 mm。
北京正负电子对撞机的精密控制网，精度达±0.3 mm。
设备定位精度优于±0.2 mm，200 m直线段漂移管直线精度达±0.1 mm。
大亚湾核电站控制网精度达±2 mm，秦山核电站的环型安装测量控制网精度达±0.1 mm。
上海杨浦大桥控制网的最弱点精度达±0.2 mm，桥墩点位标定精度达±0.1 mm；武汉长江二桥全桥的贯通精度（跨距和墩中心偏差）达毫米级。
高454 m的东方明珠电视塔对于长114 m、重300 t的钢桅杆天线，安装的垂准误差仅±9 mm。
长18.4 km的秦岭隧道，洞外GPS网的平均点位精度优于±3 mm，一等精密水准线路长120多公里。
目前辅助隧道已贯通，仅一个贯通面的情况下，横向贯通误差为12 mm，高程方向的贯通误差只有3 mm。
2. 国外简述国外的大型特种精密工程更不胜枚举。
以大型粒子加速器为例，德国汉堡的粒子加速器研究中心，堪称特种精密工程测量的历史博物馆。
1959年建的同步加速器，直径仅100 m，1978年的正负电子储存环，直径743 m，1990年的电子质子储存环，直径2000 m。
为了减少能量损失，改用直线加速器代替环形加速器，正在建的直线加速器长达30 km，100~300 m的磁件相邻精度要求优于±0.1 mm，磁件的精密定位精度仅几个微米，并能以纳米级的精度确定直线度。
整个测量过程都是无接触自动化的。
用精密激光测距仪TC2002K距离测量，其测距精度与ME5000相当，对平均边长为50m的3 800条边，改正数小于0.1 mm的占95%。
美国的超导超级对撞机，其直径达27 km，为保证椭圆轨道上的投影变形最小且位于一平面上，利用了一种双重正形投影。
所作的各种精密测量，均考虑了重力和潮汐的影响。
主网和加密网采用GPS测量，精度优于1×10-6 D。
露天煤矿的大型挖煤机开挖量的动态测量计算系统（德国）。
大型挖煤机长140 m，高65 m，自重8 000 t，其挖斗轮的直径17.8 m，每天挖煤量可达10多万吨。
为了实时动态地得到挖煤机的采煤量，在其上安置了3台GPS接收机，与参考站无线电实时数据传输和差分动态定位，挖煤机上两点间距离的精度可达±1.5 cm。
根据3台接收机的坐标，按一定几何模型可计算出挖煤机挖斗轮的位置及采煤层截曲面，可计算出采煤量，经对比试验，其精度达7%~4%。
这是GPS，GIS技术相结合在大型特种工程中应用的一个典型例子。
核电站冷却塔的施工测量系统。
南非某一核电站的冷却塔高165 m，直径163 m。
在整个施工过程中，要求每一高程面上塔壁中心线与设计的限差小于±50 mm，在塔高方向上每10 m的相邻精度优于10 mm。
由于在建造过程中发现地基地质构造不良，出现不均匀沉陷，使塔身产生变形。
为此，要根据精密测量资料拟合出实际的塔壁中心线作为修改设计的依据。
采用测量机器人用极坐标法作3维测量，对每一施工层，沿塔外壁设置了1 600多个目标点，在夜间可完成全部测量工作。
对大量的测量资料通过恰当的数据处理模型使精度提高了一至数倍，所达到的相邻精度远远超过了设计要求。
精密测量不仅是施工的质量保证，也为整治工程病害提供了可靠的资料，同时也能对整治效果作出精确评价。
瑞士阿尔卑斯山的特长双线铁路隧道哥特哈德长达57 km，为该工程特地重新作了国家大地测量（LV95），采用GPS技术施测的控制网，平面精度达±7 mm，高程精度约±2 cm。
以厘米级的精度确定出了整个地区的大地水准面。
为加快进度和避开不良地质段，中间设了3个竖井，共4个贯通面，横向贯通误差允许值为69~92 mm（较只设一个贯通面可缩短工期11年）。
整个隧道的工程投资预计约15亿瑞士法朗，计划于2004年全线贯通。
高耸建筑物方面，有人设想，在21世纪将建造2 000 m乃至4 000 m的摩天大厦，这不仅是建筑师的梦想，也是对测量工程师的挑战。
五、科技研究开发实践将科研成果转化为生产力是科研的最终目的，作为一门应用性学科，这种转化尤为重要。
它主要表现在软硬件的开发研制上。
基于掌上电脑的地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统（简称科傻系统）是我们近年来所作的一项科技研究开发实践。
科傻系统是对电子全站仪实现在线控制数据采集。
掌上电脑上可固化两个软件包，一个用于地面控制测量数据采集、检查、预处理、概算以及网平差等（称科傻一）；一个用于工程放样、道路测量以及碎部点数据采集（称科傻三）。
另外，在微机上研制了一个“现代测量控制网数据处理通用软件包”（称科傻二）。
上述3个软件包既可独立使用，又有密切的联系（特别是科傻一与科傻二之间）。
科傻一可用于任意2、3维工程控制网，国家及城市等级网，一、二、三级导线网以及图根加密网的在线或离线数据采集到网平差，实现了内外业数据处理的一体化。
同时也可作一、二、三、四等和等外水准测量从数据采集到网平差的数据处理。
科傻二除具有任意网形、任意规模的地面平面、高程控制网的平差功能外，还包含近似坐标计算，稀疏矩阵压缩存贮，网点优化排序，闭合差自动计算，概算，粗差定值计算和改正，方差分量估计，贯通误差影响值估算，工程控制网模拟法优化设计，控制网数据管理，网图显绘，成果报表输出，以及与掌上电脑、全站仪的数据通讯等功能。
科傻系统集成了测量学、控制测量学、工程测量学、测量平差等课程的有关专业知识和长期科研成果，可广泛应用于生产、教学及科技开发活动。
基于科傻系统的主要功能，在索佳Powerset 2000电脑型全站仪上，已成功地开发了全中文版软件包，这种全站仪通过软件开发，功能得到大大增强，故称为全能型全站仪。
结合专业测量特点，我们在科傻系统的基础上还研制开发了“铁路施工测量数据自动化处理系统”。
该软件包也通过了铁道部的鉴定，将在整个铁路系统的测量单位推广应用。
对于城市工程测量、地籍测量、水利工程测量等各种测量，只要对科傻系统稍加修改，都可以满足测量工程数据采集和处理的一体化自动化要求。
同时，可将科傻系统移植应用到不同型号的电脑型全站仪上和商品化掌上电脑上，进一步扩大用户。
如果移植到测量机器人上，并进一步开发各种智能化应用程序，可应用到滑坡监测、施工测量中以及工业测量。
若再开发与GPS网平差和实时动态定位软件的集成软件包，并研制开发相应的软件，可望大大改变目前工程测量领域的面貌。
通过科技研究开发实践，我们深刻体会到科技是第一生产力的科学论断，感受到了为社会作贡献的人生价值的乐趣。
科技开发和成果转化必须有具备以下特点：是真正的转化而不是抄袭，必须有自己的研究成果；有一定特色；既要有通用性也要专业化；易于扩展和维护，要不断完善并推陈出新；要有市场观念、竞争意识和为用户服务的态度。
六、工程测量学的发展展望展望21世纪，工程测量学在以下方面将得到显著发展：1. 测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展，其应用范围将进一步扩大，影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强；2. 在变形观测数据处理和大型工程建设中，将发展基于知识的信息系统，并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合，解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。
3. 工程测量将从土木工程测量、3维工业测量扩展到人体科学测量，如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理；4. 多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用，如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成，可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。
5. GPS、GIS技术将紧密结合工程项目，在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。
6. 大型和复杂结构建筑、设备的3维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。
7. 数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。
综上所述，工程测量学的发展，主要表现在从1维、2维到3维、4维，从点信息到面信息获取，从静态到动态，从后处理到实时处理，从人眼观测操作到机器人自动寻标观测，从大型特种工程到人体测量工程，从高空到地面、地下以及水下，从人工量测到无接触遥测，从周期观测到持续测量。
测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。
工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境，提高人们的生活质量起重要作用。
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