精密工程测量技术(精品PPT课件

– 长、大隧道的横向贯通精度虽然在厘米、分米级，但对测量精度要求很 高，仍属于精密工程测量；
– 精密工程测量对测量仪器的鉴定检核、测量标志的稳定、测量方法的严 密、测量方案的优选、观测量之间的相互检查控制，以及严密的数据处 理和对测量的质量检查控制以及监理等要求也很高。
4Leabharlann 精密工程测量的概念精密工程测量的研究内容主要包括精密工程测量的理论、技术、方法、 专用的仪器设备以及测量软件研发等方面。
– 数据处理的方法。 – 对方案可行性的论证，工作量及经费的概算等。 – 精密工程测量的方法和仪器。
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GPS测量技术
施工专用GPS网误差来源
– 与卫星有关的误差：主要包括卫星钟差、卫星星历误差、地球自 传的影响、相对论效应影响
– 信号传播误差：电离层和对流层折射的影响、多路径效应的影响 – 仪器误差和观测误差：主要包括各种不同类型接收机本身的精度、
方案设计的基本步骤
– 对环境条件、工程及水文地质、气候特点等进行详细调查，分析其对测量作 业的影响。
– 基准的选择，在进行精密分析和遵循有关规范的基础上，兼顾整个工程建设 的需要，提出控制方案和施测方法，对精度进行预估。
– 确定出测量中的关键精度所在，并提出数个备选方案。实施方案应包括采用 的仪器、测量方法、关键技术、预期精度以及不同方案的比较。
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典型案例
射电望远镜 建设过程图
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三峡工程 世界最长跨海大桥——青岛胶州湾大桥
典 型 案 例
上海磁悬浮列车11
典
型
案
例
大型设备安装
高速铁路
隧道工程
超高层建筑
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延伸：工程测量的质量与精度
工程控制网质量准则
– 精度准则——相对精度（比例误差&相邻点误差）；绝对精度（真误 差&相对于基准的误差）
精密工程测量的软件的研发与测量仪器设备的研制具有同等重要的意义。
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精密工程测量的概念
精密工程测量是服务于各种工程中精度要求“特高”、 “特难”的那部分工作，服务范围相对较小，但重要 性十分显著，起着关键性作用。
精密工程测量的发展
– 工程测量内外业作业的一体化 – 数据获取及其处理的自动化 – 测量过程控制和系统行为的智能化 – 测量成果和产品的数字化 – 连续、动态、遥测、实时、精确、可靠、快速、简便
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北京正负电子对撞机
典型案例
– 是世界八大高能加速器中心之一，是我国第一台高能加速器，也是高能 物理研究的重大科技基础设施；由长202米的直线加速器、输运线、周长 240米的圆型加速器（也称储存环）、高6米重500吨的北京谱仪和围绕储 存环的同步辐射实验装置等几部分组成，外型象一只硕大的羽毛球拍。
– 北京正负电子对撞机的精密控制网，点位精度达±0.3mm。设备定位精度 优于±0.2mm，200米长的直线段漂移管准直精度达±0.1mm。
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中国科技大学同步辐射加速器
– 主要研究粒子加速器后光谱的结 构和变化，从而推知这些粒子的 基本性质。它始建于1984年4月， 1989年4月26日正式建成。
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精密工程测量的概念
精密工程测量（特种精密工程测量、大型特种精密工程测量、精密测 量）是以经典的测绘学理论与方法为基础，运用现代大地测量学和计 量学等科技新理论、新方法与新技术，针对工程与工业建设中的具体 问题，使用专门的仪器设备，以高精度与高科技的特殊方法采集数据、 进行数据处理，为获得所需要的数据与图形资料而进行的测量工作。 – 高精度（毫米级或更高精度。相对精度一般要求优于10-6） – 高可靠性 – 自动测控 – 工程规模大、投资大、影响大 – 通常需要常规以外的方法和手段 – “精密”是一个相对性概念
精密工程测量的理论、技术和方法是以大地测量学为基础的。因为所有 测量工作都要涉及参考面和线，如地球椭球体、大地水准面、垂线、经 纬线、真北方向等。
对于许多精密工程来说，不宜采用单纯的GPS网。GPS网与地面网、特别 是与高精度测边相结合乃是最新的发展方向。
在精密工程测量仪器方面，多传感器集成测绘系统、激光跟踪仪、激光 扫描仪、测量机器人、各种高精度GPS接收机、电子全站仪、水准仪以及 各种专用测量仪器，为精密测绘提供了技术保障。
典型案例
同步辐射装置储存环大厅
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巨型对天射电望远镜
典型案例
1963年美国安装在波多黎各的阿 雷西博射电天文台的著名抛物面 射电望远镜，直径305米。表面精 度为±2.00mm。
2013年最后一天，中国在建世界 最大射电望远镜主体在贵州合龙， 直径500米。主索索长控制精度须 达到1毫米以内，主索节点的位置 精度须达到5毫米。
精密工程测量技术
序言
工程测量，被工程牵着鼻子走
– 听从工程建设召唤，随叫随到任劳任怨 – 满足工程建设要求，中规中矩保质保量
工程测量，借助其他科学技术进步
– 对仪器工具的依赖 – 对科学理论的借鉴
工程测量的代表作——精密工程测量
– 大型特种精密工程＋精密仪器工具＋相关理论与方法
工程测量人员因失误而“出名”
– 坚持科学质量观。不是越精确越好，而是够用就行；被过高精度要 求的测绘（伪精密工程测量）比比皆是。——精度与成本成正比， 应珍惜测绘人员劳动，好钢用在刀刃上。
– 精度责任。不仅是测量人员的义务。目前“限差分配”不尽合理。
精密工程测量实施方案
要求
– 广泛收集各种有关资料及深刻理解对精度要求的涵义 – 找出关键问题及拟定处理方案 – 借鉴已有案例，吸收成功经验 – 能以不同方法进行验证
– 可靠性准则——内部可靠性指控制网发现（或探测）观测值粗差的 能力；外部可靠性指网抵抗观测数据中残存粗差对平差成果的影响 的能力
– 灵敏度准则 – 费用准则
关于测量精度
– “测不准原理”。粒子在客观上不能同时具有确定的坐标位置及相 应的动量。通俗地说就是：位置测量越准确动量测量就越不准确， 反之亦然。——一切都可以测量，一切测量都有误差。
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精密工程测量的概念
精密的工程需要精密的测量
– 线性粒子加速器的一些部件的安装和校正在600m距离上的高程误差要求 小于0.1mm，横向误差小于0.5mm；
– 大型射电天文望远镜的安装、人造卫星和导弹的发射轨道、高速铁路建 设、大型建筑物和设备的形变监测、地壳运动和地震的监测等等，都要 求测距精度达到毫米或亚毫米级；