■黎勝粦 ■廣東水電二局股份有限公司測(cè)繪公司，廣東 廣州 510623

1 精密工程測(cè)量

精密工程測(cè)量以不同的大型工程測(cè)量為主，按照工程對(duì)精度的需求進(jìn)行劃分，一般分為普通精密工程及特種精密工程測(cè)量?jī)煞N。精密工程測(cè)量應(yīng)用在設(shè)備的安裝和檢測(cè)上，精度在計(jì)量級(jí)，甚至是納米，變形觀測(cè)的過(guò)程中，精度有可能在亞毫米級(jí)，在軍事領(lǐng)域及質(zhì)量控制測(cè)量等方面也屬于精密工程測(cè)量。

由于工程的復(fù)雜性和特殊性，使得工程的作業(yè)環(huán)境較差，進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，對(duì)于精度的需求是必然的;對(duì)精密工程測(cè)量的可靠性要求也很高，對(duì)測(cè)量的設(shè)備、儀器的要求也很高，像儀器的鑒定、測(cè)量方法的嚴(yán)密性及測(cè)量方案的選擇等，在進(jìn)行精密工程測(cè)量時(shí)，要提高對(duì)儀器的要求，控制網(wǎng)布設(shè)時(shí)，要在上級(jí)網(wǎng)對(duì)下級(jí)網(wǎng)控制點(diǎn)進(jìn)行選取，一般情況下，精密工程測(cè)量只選取一個(gè)控制點(diǎn)和一個(gè)參考方向，為測(cè)區(qū)點(diǎn)的精度提供重要保障。

2 分析精密工程測(cè)量

2.1 GPS 測(cè)量

GPS測(cè)量是全球定位系統(tǒng)，是比較先進(jìn)的定位系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域，像軍事領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、工程領(lǐng)域等，得到人們的關(guān)注和青睞。

采用GPS測(cè)量，一般所涉及的范圍不大，且中基線邊比較短，通過(guò)GPS接受的衛(wèi)星信號(hào)存在一定的誤差，需要憑借差分解算，即可消除衛(wèi)星信號(hào)所存在的誤差，并制定最佳方案，進(jìn)行合理的觀測(cè)設(shè)計(jì)，以獲得最高精度的觀測(cè)數(shù)據(jù)信息;憑借GPS，可以很方便的獲取高精度的數(shù)據(jù)，在設(shè)定的坐標(biāo)中，通過(guò)GPS測(cè)量，就可以獲取較高精度的數(shù)據(jù)，在這種情況下，一旦結(jié)合合理的觀測(cè)方法和數(shù)據(jù)的處理方法，就可以實(shí)現(xiàn)GPS點(diǎn)的相對(duì)定位精度的毫米級(jí)的突破，滿足精密測(cè)量技術(shù)的需要;傳統(tǒng)的測(cè)量方法必須要在觀測(cè)工作點(diǎn)之間進(jìn)行互相的通視，致使測(cè)量工作受到工作條件和測(cè)量技術(shù)的影響，在這種形勢(shì)下，不得不增加連接點(diǎn)，增加連接點(diǎn)就會(huì)增加工作人員的工作量，無(wú)法確保測(cè)量的精度。而采用GPS進(jìn)行測(cè)量，則不要進(jìn)行互相通視，由于測(cè)量方法的靈活性和多變性，降低了工作人員的工作量，使人員的勞動(dòng)強(qiáng)度也得到降低，并很好的提高了測(cè)量的精度;GPS作為全球最先進(jìn)的定位系統(tǒng)，其自動(dòng)化程度較高，可以輕松實(shí)現(xiàn)全天候的觀察目標(biāo)，它是一種單程的系統(tǒng)，用戶只需進(jìn)行信號(hào)的接受，就可以進(jìn)行日夜觀測(cè)，不受大霧、雨等外界環(huán)境的影響;GPS在進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，操作較簡(jiǎn)單，成本較低，信息化程度和效率都較高，使得應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣。

2.2 測(cè)量?jī)x器

2.2.1 全站儀

全站儀兼具電子測(cè)角、電子測(cè)距、數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄和計(jì)算的功能，且具有自動(dòng)化、數(shù)字化的功能，是一種三維坐標(biāo)測(cè)量及定位系統(tǒng)，無(wú)論是測(cè)角，還是測(cè)距功能，都具有高精度的特點(diǎn)，在控制測(cè)量、地形測(cè)量及施工放樣等方面得到了較廣泛的應(yīng)用，最新的全站儀具有自動(dòng)目標(biāo)照準(zhǔn)和跟蹤的功能，是一種快速的、精確的單人測(cè)量系統(tǒng)。

2.2.2 激光跟蹤儀

現(xiàn)階段，激光跟蹤儀具有干涉法距離測(cè)量和絕對(duì)距離測(cè)量模式，其中，干涉法距離測(cè)量憑借激光器發(fā)出一束激光，經(jīng)過(guò)半透半反鏡及在垂直和水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)的雙軸轉(zhuǎn)鏡，射向目標(biāo)反射器，半透半反鏡會(huì)干涉光路，并與參考光束進(jìn)行相應(yīng)的干涉;另外一束光進(jìn)入位置檢測(cè)器，將逆反射器主光軸和逆反射器入射光束的偏差信號(hào)輸入控制電路，驅(qū)動(dòng)雙軸轉(zhuǎn)鏡，確保激光始終入射在反射器上，促進(jìn)激光跟蹤儀對(duì)目標(biāo)的連續(xù)跟蹤，如果激光被打斷，就要進(jìn)行重新測(cè)量;絕對(duì)測(cè)量模式憑借相位偏移的技術(shù)，計(jì)算出雙軸轉(zhuǎn)鏡與斷光處的距離，一旦反射器接受到激光，就會(huì)將距離參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)初始化，開(kāi)始測(cè)量。

2.2.3 激光掃描儀

激光掃描儀可在不同的位置對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行掃描，經(jīng)過(guò)建模，轉(zhuǎn)換成CAD圖，可應(yīng)用在建筑監(jiān)測(cè)、土木工程及三維建模等方面;車(chē)載的激光掃描測(cè)量作為地面采集數(shù)據(jù)的主要手段，具有較廣的應(yīng)用前景。目前，由測(cè)量小車(chē)、激光掃描儀、激光測(cè)距斷面儀、測(cè)量機(jī)器人及軌道里程傳感器等共同組成一種多傳感器集成測(cè)量系統(tǒng)，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)鐵道軌道的自動(dòng)化測(cè)量。

2.2.4 電子水準(zhǔn)儀

電子水準(zhǔn)儀測(cè)量系統(tǒng)是在普通光學(xué)水準(zhǔn)儀的基礎(chǔ)上，融合了圖像獲取、處理技術(shù)及最新計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字條形編碼水準(zhǔn)標(biāo)尺等。水準(zhǔn)儀將攝取的標(biāo)尺圖像與內(nèi)部編碼進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)儀自動(dòng)化讀數(shù)，減少人工讀數(shù)產(chǎn)生的誤差，通過(guò)電子水準(zhǔn)儀測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)較高的測(cè)量精度。

2.3 精密工程測(cè)量軟件包

2.3.1 機(jī)器人變形監(jiān)測(cè)軟件包

測(cè)量機(jī)器人變形監(jiān)測(cè)軟件包具有非常多的功能，例如:系統(tǒng)初始化、自動(dòng)測(cè)量、數(shù)據(jù)處理、學(xué)習(xí)測(cè)量及數(shù)據(jù)查詢、工具等。將該軟件包安裝在便攜機(jī)上，并把測(cè)量機(jī)器人和便攜機(jī)進(jìn)行連接，憑借軟件包控制測(cè)量機(jī)器人進(jìn)行測(cè)量工作，把測(cè)量機(jī)器人的位置作為基準(zhǔn)，根據(jù)已知點(diǎn)定向與另已知點(diǎn)檢查，利用極坐標(biāo)的原理，獲取各個(gè)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)，這種測(cè)量方法簡(jiǎn)單，節(jié)省時(shí)間，工作效率較高，數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化程度高，例如:一般情況下，對(duì)某滑坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，傳統(tǒng)的測(cè)量方法一般需要3天左右，但采用該方法只需要2個(gè)小時(shí)，大大提高了測(cè)量工作的效率。

2.3.2 機(jī)器人控制網(wǎng)觀測(cè)軟件包

測(cè)量機(jī)器人控制網(wǎng)自動(dòng)觀測(cè)軟件包一般具有工程管理、測(cè)站設(shè)置、自動(dòng)觀測(cè)等功能。測(cè)量機(jī)器人控制網(wǎng)自動(dòng)觀測(cè)軟件包是直接將測(cè)量機(jī)器人植入，使測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)觀測(cè)，進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，然后進(jìn)行初始觀測(cè)，測(cè)量機(jī)器人可憑借設(shè)定的精度和測(cè)回?cái)?shù)等實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化觀測(cè)，此方法不僅節(jié)省了人力，還節(jié)省了時(shí)間。

3 精密工程測(cè)量的應(yīng)用

隨著社會(huì)的發(fā)展，工程建設(shè)和國(guó)防建設(shè)工程越來(lái)越多，使得精密工程測(cè)量得到快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。例如:軍事領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、建筑工程測(cè)量、防災(zāi)監(jiān)測(cè)、科學(xué)防汛等，也可應(yīng)用于大型建筑物的變形觀測(cè)，考古領(lǐng)域及工程質(zhì)量的施工管理過(guò)程中等。

將測(cè)量機(jī)器人轉(zhuǎn)為多傳感系統(tǒng)，有利于人工智能的發(fā)展，使影像、圖形及數(shù)據(jù)的處理能力不斷提高，擴(kuò)大應(yīng)用的范圍;在數(shù)據(jù)處理時(shí)，發(fā)展相應(yīng)的信息系統(tǒng)，把大地測(cè)量、水文地質(zhì)和土木建筑等知識(shí)進(jìn)行有效的融合，對(duì)工程建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，減少或避免環(huán)境污染，防治災(zāi)害的發(fā)生;將傳感器進(jìn)行科學(xué)的混合使用，可完成各種測(cè)量工作;針對(duì)復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，采用質(zhì)量控制和幾何重構(gòu)，完成工程的最佳測(cè)量工作;精密工程測(cè)量也可以被應(yīng)用在航空事業(yè)上，汽車(chē)制造和核電站領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用，具有很好的發(fā)展前景;合成孔徑雷達(dá)是一種新興的技術(shù)，可對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)量生態(tài)環(huán)境等。

［1］袁康，毛勇.精密工程測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)原則及設(shè)計(jì)［J］.采礦技術(shù)，2013(05).

［2］陳允芳，成樞.精密工程測(cè)量研究現(xiàn)狀及教學(xué)探討［J］.礦山測(cè)量，2012(03).