精密测量论文

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1、浅谈对精密工程的认识浅谈对精密工程的认识刘祥龙（河南工程学院，河南郑州451191）摘要：阐述精密工程的定义及特点，浅论精密测量的相关理论、方法等，和精密工程测量技术在实际工程的应用，以及精密工程技术的发展关键词：精密工程测量；测量仪器；精密工程的应用；发展前景一•精密工程的定义和特点所谓精密工程测量，主要是指结合现代测绘科技的新进展，研究和解决大型工程活特种工程对测量的高精度、可靠性、口动测控等各个方面耍求的测量科学。精密工程测量是工程测量学科的重要组成部分，代表着工程测量的新进展和先进技术，它与传统的工程测量的最大区别是：高精度。精密工程主要的特点有有以下儿点“1•高精度：精密工程测量要

2、求的精度为1mmPmm,其至达亚毫米级。2.独立性：精密工程有着专门的一套高精度的理论、方法和技术。以及它所用的设备有专门的要求。3.服务范围小:精密工程测量是服务于各种工程屮精度要求「特高”、“特难”,以及必须实施精密和自动化测量的那部分工作。因此，它的服务范围相对较小。2.交叉性：精密工程测量是一个多学科相互结合相互补充的交叉性学科。二•精密测量研究的主要内容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而。精密工程测量的理论、技术和方法是以人地测量学为基础的。I大I为所有测量工作都要涉及参考面和线，如地球椭球体、人地水准面、垂线、经纬线

3、、真北方向等。对于工程而言，小范围要求在儿何平面上进行设计施工放样，大范围有时要穿过好儿个3度带，而且高差也较大,就必须作椭球面向平面的归化计算，作局部大地水准面的精化，以及换带和投影计算。归化、投影等改正计算误差必须小于测量误差。因而，工程基准面和局部坐标系的设计是精密工程测量的重耍问题。在精密工程测量特别是工程变形分析屮涉及到数据处理理论和方法的研究。如非线性随机模型的参数估计、非参数估计和半参数估计理论。对于海量变形监测数据处理,耍研究数据挖掘理论与方法，即要从大量的、模糊的和随机的各种数据源中，提取隐含在其中的有用信息和知识。统计分析、模糊数学、人工神经网络、分形几何以及小波理论等是

4、数据挖掘的基础理论。分类、模糊聚类、关联分析、冋归分析、吋序分析、偏差分析以及预测分析等是数据挖掘的常用方法。其中，分类用于规则描述，并用这种描述来构造模型;模糊聚类是把数据按相似性分成类，发现数据的分布模式以及数据屈性间的关系;关联分析是寻找数据中隐藏的关联网、关联规则和相关性;预测分析是利用大量的已冇数据通过建模找出变化规律，出此对未來数据及特征进行预测等等。采用人工神经网络技术可用于大坝变形预报，用模糊数学理论处理观测误差，采用模糊聚类分析可对大坝的安全进行评判。在变形的儿何分析和物理解释基础上，要研究变形预报的理论和方法,涉及系统论、控制论、信息论、突变论、协同论、小波、分形、沌理论

5、和耗散结构等许多非线性学科变形预报的系统论方法。主要冇两种:一种是输入-输出模型法，即把变形体看作是一个具有非线性、耗散性、随机性、外界干扰不确定性等特点的复杂系统，各种外界影响因子为输入，而变形为输出，有冋归分析法、时间序列法、卡尔曼滤波法和人工神经网络法等；另一种是动力学方程法，根据系统运动的物理规律建立确定的微分方程來描述系统的运动,在对系统受力和变形认识的基础上，用低阶、简化的，在数学上可求解和可分析的模型来模拟变形过程。三•精密工程测量技术和仪器1•测距仪精密工程测量中，传统的高精度距离测量方法主要是因瓦尺量距（DistTnvar测距）。由于自动化程度低、劳动量大，伴随光电技术的不

6、断发展出现了精度更高、速度更快、操作更方便的电子测距仪。电子测距仪的出现，不仅可以代替因瓦尺量距，而且使测量工作变得非常简单，提高了工作效率，还可获取更高精度的测量成果。由于激光具冇能量集屮、单色性好、方向性好、不易发散的特点，在距离测量方面有极大的优势，激光测距仪由此诞生。2.经纬仪经纬仪一直是角度测量的基本工具，口前测角精度能达到亚秒级。电子经纬仪在度盘分划、测微方式、读数方式、照准方式等实现了自动化，消除了中间坏节引起的误差并实现了系统误差的软改正，可以得到比光学经纬仪更高的测量精度，因此取代了传统的光学经纬仪，在精密工程测量中得到了广泛的应用。3.全站仪全站仪也称之为电子速测仪，是一

7、•种兼有电子测距、电子测角、计算和数据自动记录及传输功能的自动化、数字化的三维坐标测量与定位系统。它是测角与测距功能的高度集成，精度较高，在生产实践等诸多领域得到了广泛的应用。2.水准仪（1）电子水准仪在传统普通光学水准仪的基础上，融合最新计算机技术、图像获取及处理技术，并匹配与z对应的数字条形编码水准标尺，就构成了电子水准仪测量系统。（2）液体静力水准仪图2■ru4尺度goomB更而变形丄a：d转换{nW1