精密工程测量技术及其发展

张志彬

（贵港市勘察测绘研究院）

摘要：近些年来，现代化的工程建设对精密工程测量技术提出了更高的要求，常规的测量方法已经无法满足工程建设的相关要求。因此，有必要对精密工程测量技术及其发展进行专项研究，使其为现代工程建设提供更加科学、准确的测量数据。本文介绍了精密工程测量的主要方法、主要仪器及相关数据处理方式，并对该项技术的未来发展进行了展望，希望本文观点能够为精密工程测量技术的健康发展提供参考及借鉴。

关键词：精密工程；测量技术；发展

在社会经济快速发展的今天，精密工程测量技术为现代化工程建设提供了强有力的技术支撑，可以说它的健康发展，已成为提升我国工程建设水平的关键。因此，相关技术人员应从当前的实际应用水平出发，以测量方法、测量仪器、数据处理等方面做为突破口，提升精密工程测量技术的整体水平，实现其健康平稳发展，从而更好的服务于社会经济发展与现代化工程建设。

1.精密工程测量方法

1.1距离测量

距离测量主要是针对长距离、中长距离、短距离及微距离进行测量。从表面上看，这种测量方法虽然操作简单，但在具体测量的过程中，却存在很多不确定因素。因此，想要得到准确数据依然存在很大的难度。

1.2高程测量

在高程测量中，现阶段使用最多的是液体静力水准测量技术。其工作原理是容器依靠自身的感受器来感知内部液面的高度。而且在实际测量的过程中，并不需要一个特定的固定点上，即使两个容器之间相距上百公里，仍可以测出较为精准的数据，这是高程测量所独有的一大特色。因此，这种测量方式经常应用于跨海或跨海峡的水准测量作业当中。

1.3混合测量系统

混合测量系统是精密工程测量中极具代表性的测量手段，具有多种测量功能。例如在测量铁路轨道基本信息时，先在测量车上放置好传感器装置，再让机器人跟踪测量车，混合测量系统即可通过跟踪数据描绘出铁路轨道的三维坐标、倾斜角度等信息，并且测量结果相当准确可靠。

2.精密工程测量应用实例

为了能够更加直观的说明精密工程测量的实际应用，本文以长江三峡工程永久船闸闸墙变形精密测量为例，对其进行实例分析。

如果闸墙的变形幅度过大，就会影响到人字门的正常开启和关闭，从而影响到永久船闸的正常使用。而导致变形的原因除了受到开挖边坡时间效应、岩体年周期变化等因素的影响之外，还与船闸运行过程中的充、泄水因素有关。由于闸墙变形情况事关重大，所以对其变形监测精度具有相当高的要求（10.02mm），观测周期可视实际情况进行调整，最小观测周期为1min。为了对永久船闸有水系统联合调试和运行初期的变形情况进行及时且准确的监视，工作人员建立起了由正、倒垂线和引张线组成的半自动化监测系统。其中，通过正、倒垂线装置监测闸首边墙变形情况及其对人字门门枢垂直度的影响，正、倒垂线测点均采用遥测垂线坐标仪（精度10.01mm）进行监视作业；通过引张线监测闸室边墙顶的水平位移情况；通过几何水准测量法监测闸首基础和闸顶的垂直位移情况。图1为南五闸室充、泄水过程墙与中南边墙顶部的位移过程。

经过一段时间的监测，得出以下结论：①当闸室内充满水后，闸顶背向闸室方向发生位移，位移幅度在0.5mm以内；泄水之后，闸顶面向闸室发生位移，不可回复的最大位移幅度为0.06mm；②当充水时间达到第11min时，墙顶的最大位移为-0.36mm。此时，中隔墩的变形速度较南边墙要快一些，在闸室水位滞留的50min之内，闸墙的位移值始终保持在满水时刻数值，没有发生变化；从第61min开始泄水，至74min泄水完毕；墙顶在第62min开始发生位移，至68min时又回复至-0.01mm的位置；当闸室泄水量达到86%时，边墙已经完成了回复变形。通过以上监测数据，说明该永久船闸运行初期的建筑物变形工况良好。

3.精密工程测量技术的未来发展

3.1精密工程测量技术的未来发展

从目前的发展情况来看，精密工程测量技术面临着以下几方面发展：①智能测量机器人的应用范围将不断扩大，与之相关的图形、数据与影响处理水平也将稳步提升；②大型工程建设与变形观测数据处理方面，与地球物理、土木建筑、工程与水文地质、大地测量等学科的关系越来密切。同时，通过精密工程测量技术可有效解决工程建设期间所涉及到的环境浸染破坏、自然灾害防治和安全监测等方面的问题；③精细工程测量的范围逐步扩展至人体科学测量领域，可对人体各部位或器官进行显微测及图像处理；④随着多传感器混合测量系统的快速发展，其应用范围越来越广，例如通过测量机器人、电子全站仪与GPS接收机集成应用，可在我国境内实现无控制网测量；⑤实时摄影测量系统与合成孔径雷达干涉系统集成应用的范围越来越广。

3.2精密工程测量仪器的未来发展

基于我国现代工业制造水平的快速提升，精密测量仪器正朝着精密化与智能化的方向发展。例如三坐标测量机，就是精密测量仪器最新进展的重要体现。运用三坐标测量机，可对工业生产中所有复杂零件的物理形状、三维尺寸以及相互位置进行高精度的测量；此外，世界各国目前已经致力于微（纳）米测量技术的研究与应用。

3.3精密工程测量技术应用的未来发展

经研究，精密工程测量技术应用的未来发展主要体现在以下几方面：①钢厂切割厚钢板；②码头集装箱的管理；③测量高层建筑的风振；④防汛、防灾监测；⑤应用于军事领域；⑥工业设备的安装与运行；⑦大型建筑物的变形观测工作。

结束语：

近几年来，随着人们工程建设要求的不断提高，促进了精密工程测量技术水平的快速提升。目前，这项技术正朝着系统化、智能化、自动化的方向快速前进，测量精度已经达到了纳米量级。在今后的发展历程中，还要进一步加大研究力度，推动精密工程测量技术实现更快、更好的发展。

参考文献：

[1]李广云，范百兴.精密工程测量技术及其发展[J].测绘学报，2017，46（10）：1742-1751.

[2]朱镇波，滕松.精密工程测量及其在铁路中的应用[J].科技风，2016（03）：101-102.

[3]张会松.浅谈精密工程测量及其应用[J].能源与环境，2016（02）：98-99.