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工程測量的基本原理范文1
[關鍵詞]GPS-RTK 工程測量 精度分析
[中圖分類號] P2 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-7-262-1
GPS技術主要有靜態定位技術、實時動態定位技術（GPS―RTK）、網絡實時動態定位技術
（Network RTK）、廣域差分技術（WADGPS）、全球動態定位技術（Global RTK）等。本文主要介紹實時動態定位技術（GPS―RTK）在工程測量中的應用。
1 GPS―RTK系統原理及構成
1.1基本原理
RTK測量技術，是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS（RTD GPS）測量技術。實時動態測量的基本原理是在基準站上安置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續地觀測，
并將其觀測數據通過無線電傳輸設備，實時地發送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電傳輸設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位的原理，實時地計算并顯示用戶站的三維坐標，其精度可達到厘米級。
1.2RTK測量系統的構成
RTK測量系統主要由GPS接收設備、數據傳輸系統和軟件系統構成。
1.2.1GPS接收設備
在基準站和用戶站上，分別設置雙頻GPS接收機。由于雙頻觀測值不僅精度高，而且有利于快速準確地解算整周未知數。
1.2.2數據傳輸設備
數據傳輸設備也稱數據鏈，由基準站的無線電發射臺與用戶站的接收機組成，其頻率和功率的選擇主要取決于用戶站與基準站的距離、環境質量、數據的傳輸速度。
1.2.3軟件系統
支持實時動態測量的軟件系統的質量和功能，對于保障實時動態測量的可行性、測量結果的可靠性和精確性，具有決定性意義。
2 GPS技術在工程測量中的作業流程
2.1內業準備
在實施GPS外業測量前，應事先對測區進行踏勘，根據工程測量的特點完成內業的準備工作，主要包括以下幾個方面的內容：
（1）根據工程項目，設定工程名稱;（2）參數設置：基準站的數據采樣率一般為4～5S，流動站的數據采樣率一般為1～2S，高度截止角通常設定為10度;（3）若已知坐標轉換參數，則輸入手簿;（4）實施工程放樣前，內業輸入每個放樣點的設計坐標、線路方位角，以便野外實時、準確放樣。
2.2求定測區轉換參數
工程測量是在北京坐標系或獨立坐標系上進行的，這就存在WGS一84坐標與北京坐標系或獨立坐標系的坐標轉換問題。由于RTK作業要求實時給出當地坐標，這使得坐標轉換工作非常重要。
（1）對于較大型的測區事先測定轉換參數，在RTK作業時，直接輸人參數和基準站坐標。
利用高等級控制點同一點的2種坐標求出的轉換參數。
（2）也可在RTK作業時臨時求得轉換參數。首先在對空視野開闊的地方設立基準站并采集單點定位WGS一84坐標，然后流動站聯測3個以上的高等級的控制點，求解坐標轉換參數。
2.3基準站的安置為保證觀測的精度和提高工作效率，基準站的安置應滿足下列條件：
（1）基準站可設立在精確坐標的已知點上;
（2）基準站安置應選擇在地勢較高、通視無遮擋、電臺有良好覆蓋區域的地方，首選是測區中央地區;
（3）為防止多路徑效應和數據鏈的丟失，基準站200米范圍內應無高壓電線、電視差轉臺、無線電發射臺等干擾源，周圍應無GPS信號反射源;
（4）基準站電臺的天線應架設在GPS接收機主機的北方。
2.4GPS―RTK施測及放樣
選擇對天通視較好，四周無各種強電磁干擾源的地方設置基準站。當測區可見GPS衛星數在5顆以上、PDOP值小于6時，一般只需5～15秒就可完成初始化而得到固定解。每臺移動站只需一人即可進行測量作業，每次開始作業應對已知控制點進行檢查，確保系統無誤后，應用GPS電子手簿即可進行地形地物點、勘探坑道的采集或勘探線剖面、勘探工程點的放樣作業，每點采集記錄時間約1～10秒。
3 RTK應用及定位精度分析
某礦區地勢起伏不大，天空開闊，除個別地方外對RTK作業無大的影響。該工程控制測量、勘探剖面線、勘探工程點的放樣均采用RTK作業。相鄰觀測點間全站儀實測和RTK實測距離抽樣檢查比較，見表1。
從上表來看，RTK測量既可以實時提供點位坐標和高程，又可實時知道測量點位精度，能夠較大地提高工作效率。同時從測量結果來看，RTK測量點位精度可達厘米級，完全能夠滿足工程測量的需要。
4 RTK技術的優點
（1）傳統測量外業容易受到地形、氣候、季節等諸多因素的影響，使測量精度、作業速度都受到很大限制，在能見度低，通視條件差的情況下，有些測量作業根本無法進行。而GPS―RTK技術，解決了這個問題。
（2）定位精度高，數據安全可靠，測站間無需通視。
在沒有已知基準點或基準點被破壞而造成的控制點不足的地區和由于地形復雜、地物障礙而造成的通視困難地區能快速的、高精度定位。
（3）綜合測繪能力強，作業集成度高，易實現自動化。
可勝任各種測量內、外業工作?；鶞收灸軌驗椴煌脩籼峁┒囗椥畔⑤敵觯鲃诱纠脙戎密浖刂葡到y，在作業時，無需人工干預便可進行整周未知數的動態初始化解算，使輔助測量工作極大減少，作業精度也自動控制和記錄，從而使自動化作業指揮系統的建立成為可能。
（4）操作簡便，對作業條件要求不高，數據傳輸、處理、存儲能力強，與計算機、全站儀等測量儀器通信方便。
（5）作業人員少，定位速度快，綜合效益高。
GPS接收機僅需一個人操作，在待測點等待l-2秒即可獲得該點的坐標，外業效率高;內業便于計算機處理，節省了時間和人力。
工程測量的基本原理范文2
目前，全國大多數高職高專院校的土建程類專業都把《建筑工程測量》作為一門考查課或是選修課，安排32～48課時，真正用于講授測量基本概念、基本理論和基本技能的課時數在 24～40之間。然而，建筑工程測量的基本概念、基本原理和數據處理等內容很多，要在24～40課時的時間內使高職高專學生能夠完全掌握建筑工程測量的基本概念、基本原理和基本技能是很難的。
在當今信息社會，施工技術和測繪技術發展的非常迅速。這就需要改革教學內容和教學方法，采用先進的教學手段，講授測量知識和先進測量儀器的同時，培養學生學習測量的興趣，使學生在學習 《建筑工程測量》以后，能夠獨立地完成工程建設中的測量工作。
二、課程現狀
目前，從高職院校《建筑工程測量》課程的教學現狀來看，存在一些不能適應測量人才培養需要的問題，具體表現在以下幾方面：
（一）《建筑工程測量》課堂教學
1）教學內容
隨著社會對人才培養目標現代化、社會化的要求，社會對人才類型的需要已由“專才”型向“全才”型轉化，從而學生所學知識的知識面已大大拓寬；隨著學科的發展和知識的豐富，《建筑工程測量》課程的教學內容也越來越多，書越編越厚，然而教學時間又大幅度減少，難以完成原有的教學內容，如何充分利用有限的教學時間，不大幅度地減少教學內容，使學生盡可能多的學習、掌握基礎知識是擺在我們教師面前的一項重要課題。這就要求我們從課程改革中挖潛，從課程內容整合中獲得。
2）教學方法
目前主要是課堂理論教學和實驗實習，但課堂理論教學是主要的方式，現實的問題是測量教學的內容與過去相比增加了很多，而測量課時比較少，為了完成教學任務，“滿堂灌”“填鴨式”教學模式普遍存在，不適合測量教學的要求。目前，高職高專院校把《建筑工程測量》作為一門考查課，學生學習的積極性不高， 因而怎么在有限的課堂時間利用合適的教學手段培養學生學習 《建筑工程測量》的興趣就顯得至關重要。
（二）《建筑工程測量》實踐教學
近些年來，對非測量專業的測量教學改革的討論非常頻繁，也直接推動了測量學在教學內容、教學手段等方面的更新，包括出版新教材，制作教學錄像、多媒體課件等，但對測量實踐教學方面的改革研討卻相對偏少。傳統的測量實踐教學方式是：教師根據教學大綱的要求選擇實踐項目，學生按照實踐指導帶的內容實習并寫出實習報告，教師講解實踐目的、實踐方法、實踐步驟以及儀器設備的使用方法等并予以示范，學生按部就班地進行實踐操作。實踐完成后，學生寫實習報告，回答教師提出的問題，教師根據學生實踐情況及實踐報告，進行評分。整個過程學生完全處于被動狀態。那怎么在有限的課時內完成理論聯系實際，完成各項測量技能的培養也是值得我們去思考的。
（三）《建筑工程測量》考試和考核方法
工程測量與其他課程相比較其特點是非常明顯的，如果采取與其他課程一樣的考試方法，將不能考察出學生的真實水平，同時也無法對學生的學習過程做正確的引導
三、改革建議
鑒于以上《建筑工程測量》課程所存在的問題的分析，結合本校學生的學習現狀課堂教學、實踐教學及課程學習評價改革應該對以下方面進行研究。
（一）課堂教學的改革
（1）優化課程教學內容
教學內容的改革是《建筑工程測量》課程教學改革的核心。高職高專培養的是 “下得去， 拿得起， 留得住”的應用型人才，所以改革與優化教學內容表現為：剔除那些與職業工作能力聯系極少和陳舊過時的教學內容，對經典的建筑工程測量教學內容進行優化，適當補充測量前沿知識。
（2）利用現代教學手段，改革教學方法
建筑工程測量課程教學中，對測量儀器操作等內容的講授比較抽象，講授的內容一般難以理解這也是很多教師普遍反映的教學難點。如果教師利用CAI 課件、錄像、工程模型等手段，很多教學內容可以通過聲音、視頻及圖像等形式，生動形象地展現在學生面前，便于理解和接受，提高授課效率和教學效果，有效解決教學新內容增多而課時減少的矛盾。
（二）提高學生實踐能力
（1）更新實踐教學理念
強調實踐技能訓練的同時，還要注重實踐思維的訓練。否則學生為了實踐而實踐，不理解技能要領，不思考，只是機械地模仿實踐，勢必大大影響學生的學習興趣及學習效果。實踐教學應突出實踐在培養學生的科學思維、科學態度、科學精神等方面的教育功能。因此，實踐教學既要重視學生的技能訓練，又要重視學生的科學素質培養。
（2）改革實踐教學內容
傳統的建筑工程測量大多是根據人才培養方案的要求，常年不變地開設某些傳統驗證性實踐，而忽略了實踐教學是培養應用型人才的重要環節這一事實，使得剛走出校門的學生無法將理論和實際應用結合起來，所以應該開設開放性實踐，以彌補有限課堂上的不足，增強學生實踐的自由度和獨立性，使學生自由思考問題，自己發現并解決問題。
（3）完善實踐教學方法
新型的教學模式是以學生為主體，以教師為主導，遵循認知規律，學生自主、能動、創造性地學習和實踐。
（三）深入課程學習評價改革
課程學習評價應以學生綜合能力和素質為基準，而不是期末考試成績。針對建筑工程測量實踐性強的特點，采用階段性集中比賽的方式進行考核，分組分批次進行測量項目的比賽，并將比賽成績計入期末總成績，以此培養學生的團隊意識和學習興趣，提高學生的測量理論與技能。另外，在最終操作技能的考核過程中，增加一些測量技術在建筑工程中的應用，以考核學生解決實際問題的能力。
工程測量的基本原理范文3
【關鍵詞】全站儀；測量功能；分析應用
測量工作是煤礦生產建設的一項重要的技術基礎工作，良好的測量所得數據能很好的指導安全生產。煤礦井下測量以往主要是使用經緯儀測角，鋼尺量邊，隨著科學技術的發展，測量儀器也越來越先進，全站儀已經被越來越廣泛地應用到井下測量工作中。為了充分利用和開發全站儀的功能，提高測量效率，解決實際問題，本文將介紹全站儀的幾種專項測量功能及其基本原理，并探討其在工程測量中的實際應用和應注意的事項，以供測量工作人員參考。
1.全站儀專用測量功能
1.1對邊測量（RDM）
對邊測量是指間接地測定遠處兩測點間的水平距離和高差，也稱為間接測量，是用來測量兩個不可通視點之間的水平距離和高差對邊測量，示意圖如圖1所示，A、B為地面上不能直接測距的兩個未知點，在O點處安置全站儀，使儀器與A、B兩點能夠通視啟動全站儀對邊測量功能，分別照準A、B兩點的反光棱鏡，利用全站儀內置的對邊測量程序直接間顯示出A、B兩點間的水平距離D、斜距S和高差。
其原理為：測定O點至A、B兩點間的斜距S1、S2，豎直角α1、α2， 水平角β值， 則A、B兩點間的水平距離D和高差分別為：
（1）
（2）
（3）
但需指出，按公式（2）計算出的高差即是全站儀上顯示出來的高差，并不一定就是地面A、B兩點之間的實際高差，實際高差h為：
（4）
式中：
V1和V2分別為A，B兩點的目標高。顯然， 當V1=V2時，式（4）即變為式（2）。因此，在實際工作中，應盡量使兩目標高相等，以簡化計算； 否則，應在全站儀顯示出的高差中加入改正數（V1-V2） 。
對邊測量的精度主要取決于測站點與目標點的遠近，越近精度越高，且安置在過兩端點垂線上精度較高。因此，在測量時測站點應安置在過兩端點垂線上，且盡量靠近待測點。對邊測量在施工放樣中，可用來檢測放樣點或紅線樁是否正確和滿足精度要求。利用這一功能還可以簡單測量道路中心樁和路邊樁之間的距離和高差等。
1.2懸高測量（REM）
所謂懸高測量是指測定空中某點至特定某個面（一般為地平面） 的高度。懸高測量示意圖見圖2。圖2中，將全站儀置于點A，儀器距目標距離一般以高度1～3倍為宜，反光棱鏡應置于目標C點在地面的鉛垂投影點B處，量取棱鏡高V，起動全站儀懸高測量功能，輸人棱鏡高V，照準反光棱鏡，俯仰望遠鏡，利用全站儀內置的懸高測量程序可實時顯示出懸高值h。
其原理為： 測定儀器與鏡站間的斜距S、豎直角α1、α2，則懸高h為：
h=V+Scosα1（tanα1-tanα2） （5）
值得注意的是，要想利用懸高測量功能測出目標點的正確高度， 必須將反射棱鏡恰好安置在被測目標點在地面的鉛垂投影點處，否則測出的結果將是不正確的。在實際工作中，要將反射棱鏡恰好安置在被測目標的天底，僅靠目估是不容易實現的，尤其當目標點離地面較高時。為此，需先投點再進行懸高測量。
1.3坐標測量（CDM）
坐標測量的實質是根據已知點A的三維坐標（XA，YA，HA）， 定向點B的定向方位角（αAB），求待測點P的三維坐標（XP，YP，HP）。將全站儀安置于測站點A上， 選定坐標測量模式后，首先輸入儀器高、目標高 以及測站點的三維坐標值（XA，YA，HA）， 然后照準另一已知點B設置定位方位角，接著再照準目標點P上的反射棱鏡，按相應功能鍵，儀器就會按式（5）利用自身內存的計算程序自動計算并瞬時顯示出目標點P 的三維坐標值（XP，YP，HP）。
式中：
S—斜距；a—垂直角；αAP—直線AP方位角。其中：αAP= αAB+β，β為AB和AP所夾的水平角。
利用全站儀三維坐標測量功能可以求算圖根點的三維坐標，既快捷，又能滿足工程精度要求，可提高生產效率。在實際工作中，為了防止操作中的錯誤，可照準另一已知點D，測定D點的三維坐標并加以比較，在限差之內即可進行未知點的測量。
1.4坐標放樣測量（SCM）
坐標放樣測量為坐標測量的理想操作。將全站儀置于測站點A上，選定坐標放樣模式后，首先輸入儀器高i、目標高ν以及測站點A 和放樣點P的三維坐標（XA，YA，HA）和（XP，YP，HP），并照準另一已知點B，設置定向方位角αAB，然后將反射棱鏡豎立在待放樣點P的概略位置P′處；按相應功能鍵即可自動顯示水平角偏差p、水平距離偏差D及高程偏差H。按照所顯示的偏差值，移動反射棱鏡，當儀器顯示為零時，即為設計的位置。
基本原理：儀器首先測定棱鏡所在位置P′點的三維坐標，然后按坐標反算公式，利用儀器自身的內存程序反算出設計的水平角和水平距離，最后與測量的水平角和水平距離比較，即可自動計算并顯示出測量值與設計值之差R、D和H。
2.應用實例
建筑物放樣測量示意圖見圖3，欲利用控制點A和B放樣一建筑物，只需在控制點A上安置全站儀，后視控制點B，先設置定位方位角然后利用三維坐標放樣功能即可方便快捷地放樣建筑物的四個角點， 從而在實地標定出待建的建筑物各拐點。最后，利用對邊測量功能立刻就可測定出建筑物的邊長，與設計的已知邊長比較，即可在不移動儀器的情況下完成檢測工作。這與傳統的放樣和檢測方法相比，不僅方便、快捷，而且因為只需安置一次儀器，所以放樣精度也大大提高；同時，即便1、2、3、4點互不通視亦可順利完成，這是傳統方法無法做到的。
3.結 語
全站儀的優點在工程測量工作中已經得到了充分的體現，不僅能自動測距、測角，而且還能進行多種測量和實時計算，可根據現場需要實時求得必要的測量數據。尤其在提高測量精度和降低勞動強度方面的優勢是傳統的光學經緯儀無法做到的，但全站儀在某些功能上仍然需要進一步的完善和提高，比如井下使用的全站儀必須有點下對中點，且不宜做在手把上，可做在粗瞄器上。但在井下測量中全站儀代替經緯儀是必然的趨勢。同時，在實際工作中，還要結合具體情況，靈活、綜合地運用各種測量功能，才能獲得高質量測量成果。
參考文獻
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[3]焦振凡，吳國強.全站儀用于井下基本控制導線測量的探討[J].中州煤炭2008（6）
工程測量的基本原理范文4
[關鍵詞]數字化技術；水利工程測量；基本原理；優越性；應用
中圖分類號：TV 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）05-0287-01
計算機技術隨著現代科技的發展，已經得到了廣泛應用，數字化技術也在不斷地發展，有關圖的概念也發生了深刻的變化。數字化技術有著很多技術上的優勢，賦予地形圖更豐富內涵，它是有關地形的空間信息組合，以圖形文件的形式提交給設計人員，在水利工程測量中得到了越來越普遍的應用。
1.數字化技術的基本原理及其優越性
數字化技術是在計算機技術、網絡技術、測量儀器設備智能化的基礎上，發展起來的新技術，以傳統的白紙測圖原理為基礎， 以全站儀、計算機及設備為工具，采用數字庫技術和圖形處理方法，實現一套野外數據采集到內業制圖的全過程的自動化測量制圖系統。它的實質是解析測圖，它實現了將圖形的模擬量轉化為數字量，經計算機對數字量進行處理，得到內容豐富的電子地圖。
在數字測圖中， 全站儀強制照準棱鏡，測量數據自動記錄到手簿或全站儀內部存儲器中，展點又是計算機自動展點，所以圖根點的展繪誤差與地物點的展繪誤差可忽略不計，其余各項誤差也比普通經緯儀測圖時大大減小，所以點位精度非常高，同時，數字地圖容易存貯，是地理信息系統的重要信息來源。除此之外，數字化測圖還大大提高了工作效率，縮短了成圖的周期。
它和傳統的測量相比，優越性主要體現在以下幾點，各類數字化測量儀器在實際使用、維護以及更新上較之傳統產品更方便、快捷，可以始終保持儀器設備的先進行，并且能夠隨時隨地進行補充和修改，更有大量的新圖供其使用。數字化測量技術能夠使測量人員清楚的看到被測對象的具體情況，進一步改變了傳統儀器設備只有專業人士才能看懂的缺陷。它還能夠根據不同用戶的使用需要，進行數據加工，進而獲得不同用途的圖件，對圖形進行隨意拼接、放大及縮小，從而使其用途更加廣泛。
2.數字地圖在水利工程測量工作中的發展進程
2.1 利用微機系統軟件掃描矢量化原地形圖
利用Mapscan 軟件首先將地形原圖用掃描儀掃成柵格圖像， 然后再對柵格圖像進行旋轉校準，矢量化、編輯，最終得到數字化地形圖。由于地形圖原圖在被掃描生成影像文件的過程中會有一定的偏移和旋轉，在數字化的第一步就要對影像文件進行旋轉和校準。在這一過程中，關于旋轉基準點及校準基準點的拾取過程中，操作人員會產生一定的誤差，同時在矢量化地形、地物的過程中同樣有人為因素的影響，它是利用了原有的圖紙，它是原有測繪成果向數字化成果轉換的必經之路。
2.2 利用地形成圖軟件，實現內外業一體化
測繪數字化地形圖南方公司CASS4.0測量成圖軟件，利用軟件完成對電子地圖的編輯與輸出，是真正意義上的數字上化測圖，在數字測圖系統中，計算機要處理幾何數據，屬性數據以及點與點之間的關系。野外采集數據分為有碼作業和無碼作業，有碼作業方式自動化程度高， 內業工作量小， 但外業工作中，觀測量在測站每點都要輸入編碼，同時還要考慮點與點之間的連接關系，所以，外業速度慢。無碼作業方式直觀、可靠，提高外業的工作效率，但是內業工作量稍有增加，自動化程度略有降低，在實際工作中會根據實際情況選取不同的作業方式。
2.3 利用全站儀自定義用戶程序實現野外數據采集
捷創力600 全站儀具有一個內部存儲器， 用來存儲原始的數據和相關的點信息，根據野外測圖時所要記錄的信息，可以在野外采集數據，并利用全站儀上P54 程序完成工作文件從全站儀內存傳輸到計算機的工作。全站儀采集數據與南方電子手簿采集數據相比，優點在于它是利用內存記錄數據，有著多層保護，具有較高的安全性，不會像手簿有時由于低電而造成數據丟失。
3.數字化技術在水利工程測量中的應用
3.1 數字化測圖軟件的應用
在工程測量中，較為重要的工作之一就是工程圖以及大比例尺地形圖的測繪。以往傳統的繪圖方法需要測量人員在野外艱苦、惡劣的環境中工作，對于腦力和體力的消耗相當大。從而使得成圖時間較長，并且產品也相對比較單一，很難滿足現代化工程建設的需要，而數字化測量技術及儀器的應用，有效地解決了這一問題。
通過全站儀與便攜接收機相結合，直接在野外進行數據采集，無需編碼，所測數據能夠直接輸入到電子平板當中，完成詳圖繪制。同時，還可以在現場進行修改，再由繪圖儀將最后成果輸出，其具有結果直觀、便于修改等特點。此外，還將在測點測到數據利用遙控信號進行轉換，再傳送至便攜接收機中，測點信息能夠實時顯示的屏幕上，最后完成圖形編輯，能夠有效地確保成圖質量。
使用半站儀或全站儀在野外進行數據采集、編碼及草圖繪制，再通過微型計算機進行記錄，最后，將這些數據信息輸入到計算機中進行分析處理以及圖形編輯，并由繪圖儀繪制成不同比例尺的地形圖或是專業工程圖，成圖還可存儲到數據庫當中，以備日后使用。
3.2 數字化技術在地籍測量中的應用
當前，隨著我國城市化建設進程的不斷加快，地籍測量工作開始在各中小城鎮中如火如荼的展開，從而使得地籍圖的需求量迅速增大。地籍測量最主要的目的是為使有關部門了解，所在地土地的具體屬性、面積、位置、經濟價值等，并以此作為土地信息管理系統的建立依據。數字化技術在地籍測量中的應用，有效地改善了傳統測量技術成圖的單一性，通過數字化測量所得的地籍圖技術含量更高、產品也更具多樣性，并且使用和維護也更為方便。
3.3 地圖數字化
數字化成圖技術的應用，給處理紙質地圖時帶來了很大的方便，如果其各方面均符合要求則可直接利用數字化儀將之輸入到計算機中，在經過軟件編輯后處理后，即可商城數字地圖。對于一部分不符合要求的大比例尺地圖，則可以采取地面數字測圖技術對其進行重新測量，由該方法所得的數字地圖最大的特點是精度高。同時，在這一過程中僅需要采取相應的措施，便可以將建筑物與相鄰近控制點的精度控制一定范圍內。
4.結語
隨著科學技術的發展，傳統的測繪技術已經逐漸被數字化技術所取代，在數字化技術的應用下，水利工程測量科技進步很大，發展很快，取得了顯著的成績。測量工作在工程建設中是非常重要的，不容許有一點馬虎，所以，通過高科技的數字化技術的應用，可以使得測量精度得到最大的保證，從而建設高質量的水利工程。
參考文獻
[1] 杜玉娜，袁少博，王亞明.水利工程中對GPS-RTK技術的應用[J]. 科技傳播. 2011（12）.
工程測量的基本原理范文5
【關鍵詞】GPS測量技術； 工程測量； 應用
隨著科學技術的發展，GPS測量技術已經成了工程測量中的重要工具，為工程測量技術的發展提供了新方法與新技術，提升了工程測量的效率和可靠性。一般來說，GPS測量技術不但測量時間短，而且技術含量和精確度都非常高。在現代工程測量中，研究GPS技術至關重要，它與傳統測量技術截然不同，不但提高了工程測量的效率和可靠性，而且降低了作業強度。不過，應用GPS測量技術時，同樣避免不了錯誤，且難以察覺，這就要求從事工程測量的技術人員不斷摸索和總結GPS技術的運用方法，從而充分發揮GPS測量技術的應用價值。
以下就工程測量中的GPS測量技術應用進行分析。
一、GPS測量技術的概述
GPS定位技術的精準度高，自動化程度高，且潛力很大，這種優點使得它倍受各國測量人士的無比青睞。一般來說，GPS定位具備靜態相對定位的作業模式，比如：待定點安裝GPS接收機，以此對某組衛星進行續同步觀測，隨后再處理觀測數據，并獲取待定點間的基線向量。
伴隨著研究的深入，快速靜態定位開始成了一種新的短基線測量作業，從而提高了GPS的測量效率。同時GPS全站儀（RTK或者RTK GPS）應運而生，GPS測量技術的主要特點包括：測站間無需通視；定位精確度高；觀測時間較短；提供三維坐標；操作相當簡便；全天候作業等等。
在發展過程中，GPS測量設備和測量理論知識不斷成熟，逐步提升著GPS測量技術的應用水平。也就是說，GPS測量功能在逐步完善，測量范圍在逐步擴展，測量設備低廉又好用，所以GPS測量的自動化和實用化程度將會越來越高。自從1980年開始，GPS定位技術在不斷完善的過程中，進一步變革著測繪定位技術，為現代化工程測量提供了許多先進的技術手段，GPS測量技術正在取代傳統定位技術，特別是靜態定位方法也在朝動態定位方向發展，同時將大大拓展其定位的服務范圍。
二、關于GPS的工作原理
當前在工程測量過程中，GPS測量技術的應用較為普遍，這就對測繪工作者提出了更高要求，而了解GPS的工作原理則是至關重要的。通常來講，GPS測量技術定位的實現，主要根據測量中的距離交會定點原理。首先，假設在待測點某處，設置一個GPS接收機，然后于某一時刻，同時接了三顆或三顆以上衛星所發出的信號，依次為：衛星S1、衛星S2、衛星S3 等的信號。其次，通過計算和處理數據，就可以知道此時接收機天線的中心到衛星之間的距離：分別為P1、P2、P3。最后，再根據衛星星歷，得出衛星的三維坐標。
三、GPS測量技術在工程測量中的應用
3.1 GPS定位技術應用
關于GPS定位技術在工程測量中的應用，其應用原理突出體現為：將物理和幾何學科的相關基本原理進行有效結合，利于GPS系統的地面接收裝置和空間衛星，多角度地定位測量對象。至今為止，在工程測量的實踐中，GPS定位技術主要包括兩個方面：一種是實時動態相對定位；另一種是靜態相對定位。具體地講，靜態相對定位主要由多臺地面接收裝置排列而成一條基線，同步觀測目標對象，整個觀測時間大約持續45分鐘，最后由專業技術人員來統計和處理測量結果。具體地講，靜態相對定位的操作流程比較簡單，實時動態相對定位則要根據載波相對觀測量，然后選取比較精確的控制點位，以此作為工程測量的控制基站，安裝地面的連續接收裝置，連續觀測不同角度所傳送的實時動態信息。
通常情況下，對于一個GPS接收機而言，需要準確的三維定位，且要同時接收四顆或四顆以上的衛星信號。不過，如果將定位精度設在厘米級，這時就需要接收五顆及五顆以上的衛星信號。大體上講，一般GPS系統都擁有24顆環繞地球運動的衛星，而且在十度以上的水平角觀測點時，可以接收到7顆衛星信號。然而，如果接收站附近存在遮擋物時，接收裝置觀測到的衛星就會變少，這時的接收機很難定位。因此，在必要的條件下，GPS定位技術結合慣性導航技術，這樣有利于實現更好的測量效果。
3.2虛擬現實技術應用
在工程測量中，關于虛擬現實技術的應用。對于傳統的工程測量而言，需要工作人員進行實地測量，一旦遇到較差的地質條件，極容易發生安全事故；而利于GPS虛擬現實技術測量時，可以有效解決這一問題，它能夠測繪地質條件相對復雜的地區，由GPS虛擬現實技術創建的測繪環境，常常具有交互作用、逼真等優點。同時，在GPS系統中，不只是虛擬現實技術，還有計算機繪圖技術，都可以高效率地描繪出清晰的三維圖像，從而建立科學的工程測繪流程，準確地指出重點測量項目，以及需要注意的安全事項。除此以外，采用工程測繪合理地分析模擬流程，可以有效地解決傳統測繪技術應用效率低的問題，而且可以增強測量方案的安全性、技術性和可操作性。比如：現階段，在我國礦井工程測繪工作中，應用較廣泛測量技術就是GPS系統虛擬現實技術，通過運用GPS虛擬現實技術，可以及時地監測出測繪方案中存在的問題與弊端，以便盡快組織相關人員進行修改與完善，最大限度地確保工程測繪中GPS測量技術的合理運用。
3.3施工水準點的測定
GPS測量技術在工程測量中的應用，關于施工水準點的測定。一般來說，用傳統技術進行工程水準測量時，設計單位幾乎都沒有進行實地考察和嚴密預算，以至于水準點的距離普遍較大，比如：設計單位會給出距離在500-100m范圍內的水準點，因距離偏大，所以不便于施工。而利用GPS接受機收集衛星信號，進而測量和確定臨時的水準點，可以更加地協調工程觀測的進程，確保測量結果的精確度，而且能夠提高工程測量的工作效率，大致的作業步驟表現為：安置天線――操作接收機――觀測記錄。進行測量時，需要嚴格按照技術設計制定的觀測計劃來觀測，比如在大型公路項目中，進行實地測量時，可以采用GPS測量技術，然后觀察衛星同步圖片，全面分析路基高度，再根據地貌和地形，沿公路線每隔200m左右，設置一個施工臨時水準點。實際上，臨時水準點可以設置于附近的機井臺、房基等，這些地方一定要堅固；埋設過程中，需要詳細記錄每一個加密的臨時水準點位置。
四、結束語
對于GPS技術而言，它主要由接收裝置和環球通訊衛星組合而成，屬于一種無線電導航定位系統，可以為用戶提供十分精確的時間信息、導航及三維坐標。因此，伴隨著數字化進程的不斷加劇，GPS測量技術的應用是不言而喻的，它將成為工程測量中不可缺少的重要技術，對于工程測量事業的持續發展有著深遠的積極影響。
參考文獻：
[1]張莉.GPS 技術在工程測量中的應用探討[J].計算機技術與信息發展.2011，（9）：64.
工程測量的基本原理范文6
關鍵詞：水利工程 三角高程測量法
Pick to: trigonometric elevation measurement method is a not by topography ups and downs limit, speed of indirect measuring the court, wide application. Along with the ranger, the popularity of the tachometer use, traditional triangle leveling shows limitations, and the new triangulated height surveying method in search and summarizing produce. In the old and new method on the basis of the comparison of the water conservancy project in triangulated height surveying the principle and method of use the correct judgement.
Keywords: water conservancy project triangulated height surveying method
中圖分類號：TV文獻標識碼：A 文章編號：
引 言：在工程的施工過程中，常常涉及到高程測量。傳統的測量方法是水準測量、三角高程測量。兩種方法雖然各有特色，但都存在著不足。水準測量是一種直接測高法，測定高差的精度是較高的，但水準測量受地形起伏的限制，外業工作量大，施測速度較慢。三角高程測量是一種間接測高法，它不受地形起伏的限制，且施測速度較快。在大比例地形圖測繪、線型工程、管網工程等工程測量中廣泛應用。但精度較低，且每次測量都得量取儀器高，棱鏡高。麻煩而且增加了誤差來源。
隨著全站儀的廣泛使用，使用跟蹤桿配合全站儀測量高程的方法越來越普及，使用傳統的三角高程測量方法已經顯示出了他的局限性。經過長期摸索，總結出一種新的方法進行三角高程測量。這種方法既結合了水準測量的任一置站的特點，又減少了三角高程的誤差來源，同時每次測量時還不必量取儀器高、棱鏡高。使三角高程測量精度進一步提高，施測速度更快。
1 三角高程測量的原理
通過觀測兩點間的水平距離和天頂距（或高度角）求定兩點間高差的方法。它觀測方法簡單，不受地形條件限制，是測定大地控制點高程的基本方法。
三角高程測量的基本原理如圖1，A、B為地面上兩點，自A點觀測B點的垂直角為α1.2，S0為兩點間水平距離，i1為A點儀器高，i2為B點覘標高，則A、B兩點間高差為 h1.2＝S0tga1.2＋i1－i2
圖1 三角高程測量基本原理圖
2三角高程測量的傳統方法
如圖2所示，設A，B為地面上高度不同的兩點。已知A點高程HA，只要知道A點對B點的高差HAB即可由HB=HA HAB得到B點的高程HB。
圖 2三角高程測量的傳統方法
圖中：D為A、B兩點間的水平距離。а為在A點觀測B點時的垂直角。i為測站點的儀器高，t為棱鏡高。HA為A點高程，HB為B點高程。V為全站儀望遠鏡和棱鏡之間的高差（V=Dtanа）。
首先我們假設A，B兩點相距不太遠，可以將水準面看成水準面，也不考慮大氣折光的影響。為了確定高差hAB，可在A點架設全站儀，在B點豎立跟蹤桿，觀測垂直角а，并直接量取儀器高i和棱鏡高t，若A，B兩點間的水平距離為D，則hAB=V i-t
故 HB=HA Dtanа i-t （1）。
這就是三角高程測量的基本公式，但它是以水平面為基準面和視線成直線為前提的。因此，只有當A，B兩點間的距離很短時，才比較準確。當A，B兩點距離較遠時，就必須考慮地球彎曲和大氣折光的影響了。這里不敘述如何進行球差和氣差的改正，只就三角高程測量新法的一般原理進行闡述。我們從傳統的三角高程測量方法中我們可以看出，它具備以下兩個特點：
1）全站儀必須架設在已知高程點上
2）要測出待測點的高程，必須量取儀器高和棱鏡高。
3 三角高程測量的新方法
如果我們能將全站儀象水準儀一樣任意置點，而不是將它置在已知高程點上，同時又在不量取儀器高和棱鏡高的情況下，利用三角高程測量原理測出待測點的高程，那么施測的速度將更快。如圖2，假設B點的高程已知，A點的高程為未知，這里要通過全站儀測定其它待測點的高程。首先由（1）式可知：
HA=HB-(Dtanа i-t) （2）
上式除了Dtanа即V的值可以用儀器直接測出外，i,t都是未知的。但有一點可以確定即儀器一旦置好，i值也將隨之不變，同時選取跟蹤桿作為反射棱鏡，假定t值也固定不變。從（2）可知：
HA i-t=HB-Dtanа=W （3）
由(3)可知，基于上面的假設，HA i-t在任一測站上也是固定不變的.而且可以計算出它的值W。
這一新方法的操作過程如下：
1）儀器任一置點，但所選點位要求能和已知高程點通視。
2）用儀器照準已知高程點，測出V的值，并算出W的值。（此時與儀器高程測定有關的常數如測站點高程，儀器高，棱鏡高均為任一值。施測前不必設定。）
3） 將儀器測站點高程重新設定為W，儀器高和棱鏡高設為0即可。
4）照準待測點測出其高程。
下面從理論上分析一下這種方法是否正確。
結合（1），（3）
HB′=W D′tanа′ (4)
HB′為待測點的高程
W為測站中設定的測站點高程
D′為測站點到待測點的水平距離
а′為測站點到待測點的觀測垂直角
從(4)可知,不同待測點的高程隨著測站點到其的水平距離或觀測垂直角的變化而改變。
將（3）代入（4）可知：
HB′=HA i-t D′tanа′ （5）
按三角高程測量原理可知
HB′=W D′tanа′ i′-t′ (6)
將（3）代入（6）可知：
HB′=HA i-t D′tanа′ i′-t′ (7)
這里i′,t′為0,所以：
HB′=HA i-t D′tanа′ (8)
由(5),(8)可知,兩種方法測出的待測點高程在理論上是一致的。也就是說我們采取這種方法進行三角高程測量是正確的。
結束語：
綜上所述：將全站儀任一置點，同時不量取儀器高，棱鏡高。仍然可以測出待測點的高程。測出的結果從理論上分析比傳統的三角高程測量精度更高，因為它減少了誤差來源。整個過程不必用鋼尺量取儀器高，棱鏡高，也就減少了這方面造成的誤差。同時需要指出的是，在實際測量中，棱鏡高還可以根據實際情況改變，只要記錄下相對于初值t增大或減小的數值，就可在測量的基礎上計算出待測點的實際高程。
參考文獻：
[1]覃輝.建筑工程測量[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.
[2]陳學平，周春發.土建工程測量[M].北京：中國建材工業出版社，2008.
