探討現(xiàn)代工程測量新技術(shù)的應(yīng)用

郭艷杰

（遼寧晟華城科檢驗檢測有限公司，遼寧 沈陽 110168）

科學技術(shù)的發(fā)展使得測量的理論、方法、技術(shù)和新型儀器都在不斷發(fā)展和進步。衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展使得全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) （GPS） 在各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。新技術(shù)的應(yīng)用不僅減少了測量人員的勞動強度，節(jié)省了人力、物力、財力，更重要的是提高了觀測的精度和速度，使測量工作能夠更好地為科學研究和生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)。

1 電子水準儀及其應(yīng)用

電子水準儀可視為由CCD相機、自動安平水準儀、微處理器和條碼水準尺組成的地面水準測量系統(tǒng)。它的外形構(gòu)造與普通光學水準儀相似，主要包括基座、水準器、望遠鏡，另外，還增加了操作面板和顯示屏。儀器內(nèi)置CCD攝像系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，這是電子水準儀的關(guān)鍵技術(shù)[1]。條碼水準尺是與電子水準儀配套使用的專用水準尺，用玻璃鋼、鋁合金或銦鋼制成。尺長有2、3、5 m等幾種，尺型分為直尺和折尺兩種。尺面上刻有黑白相間寬度不同的條碼，相當于普遍水準尺的分劃和注記。根據(jù)不同的生產(chǎn)廠家，電子水準儀采用的自動電子讀數(shù)和數(shù)據(jù)處理方法主要有幾何法、相關(guān)法和相位法。相位法電子水準儀的測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理是由光電二極管陣列攝取條碼水準尺的條碼信息，然后通過分光器將其分為兩組。一組經(jīng)過CCD攝像系統(tǒng)，將采集到的條碼水準尺的圖像信息轉(zhuǎn)換成電信號，并傳輸給微處理器，微處理器將之與儀器內(nèi)部存儲的水準尺編碼信號進行比對處理，從而轉(zhuǎn)換成中絲讀數(shù)、視距 （水平距離） 和高差 （或高程） 數(shù)據(jù)，并輸出到顯示屏上或自動存儲在儀器內(nèi)部的記錄器中。通過分光器中的另一組光信號成像在十字絲分劃板上，通過目鏡可觀測到條碼水準點和十字絲的影像。

電子水準儀的基本操作包括安置和整平儀器、瞄準水準尺等步驟，與S3自動安平光學水準儀相同。儀器開機后，電子水準儀的讀數(shù)只要根據(jù)儀器說明書選擇測量模式后，按操作鍵盤上的相應(yīng)鍵即可得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。如中絲讀數(shù)、水平距離、高差 （或高程） 等，測量結(jié)果顯示在顯示屏上，并直接存入儀器。使用電子水準儀測量時，儀器應(yīng)安置于地面無振動的地方[2]。條碼尺要處于視場中央，并對水準尺正確調(diào)焦，否則讀數(shù)和測量無法進行。條碼尺表面不能有水滴、污垢或磨損，并應(yīng)將尺立于無障礙物的地方，確保無陰影投射到水準尺上。當尺面太暗或被太陽直接照射時，都可能會使測量無法進行。電子水準儀無論開機或關(guān)機都可作為普通光學水準儀使用。

2 電子經(jīng)緯儀及其應(yīng)用

自從1968年世界上出現(xiàn)了第一臺電子經(jīng)緯儀，經(jīng)過多年的不斷發(fā)展和改進，目前的電子經(jīng)緯儀已趨于完善。與傳統(tǒng)的光學經(jīng)緯儀相比，電子經(jīng)緯儀采用了光電測角手法，在精度上超過了光學經(jīng)緯儀，在數(shù)據(jù)自動獲取和處理上也較為先進[3]。 目前， 電子經(jīng)緯儀被大量運用在路橋、 水利、 礦山、建筑等各大測量工程中。測量儀器的精準度對工程的質(zhì)量至關(guān)重要，因此，確保電子經(jīng)緯儀的正常狀態(tài)顯得尤為重要。

電子經(jīng)緯儀通常由望遠鏡、照準部件、光柵盤或光學碼盤、測微器系統(tǒng)、軸系、 水準器、 基座及腳螺鈕、光學對點器、讀數(shù)面板、電子補償器等組成。

電子經(jīng)緯儀的主要特點是： 第一，可自動記錄測量數(shù)據(jù)。第二，可自動地進行各種歸算改正。第三，通過接口設(shè)備可將電子手簿記錄的數(shù)據(jù)輸入計算機，以進行數(shù)據(jù)處理和繪圖。

與光學經(jīng)緯儀不同，電子經(jīng)緯儀是集機械、電子、光學計算機技術(shù)及半導(dǎo)體集成技術(shù)等為一體的電子測角儀器，其可通過電路板和電子讀數(shù)來顯示，使測量數(shù)據(jù)可更便捷地顯示。

3 電磁波測距和全站儀及其應(yīng)用

距離是測量中重要的觀測元素，長度測量是控制測量中的工作之一。目前大多都采用電磁波測距法進行距離測量。電磁波測距是利用電磁波 （微波、光波） 做載波，在其上調(diào)制測距信號，測量兩點間距離的方法。雖然電磁波測距儀器價格較高，但目前已普遍應(yīng)用于各種工程測量中。目前我國所生產(chǎn)的各類測距儀型號很多，其在具體操作上差異較大，因而在進行操作前應(yīng)先仔細閱讀儀器說明書，再嚴格地按照說明書上的步驟來進行。

全站儀是電子經(jīng)緯儀和測距儀的有機組合體，它從結(jié)構(gòu)上可以分為組合式全站儀和整體式全站儀兩種。組合式全站儀是用一些連接設(shè)備將電子經(jīng)緯儀、光電測距儀和電子記錄裝置連接成的一個組合體。其優(yōu)點是能通過不同的構(gòu)件進行靈活多樣的組合，當個別構(gòu)件損壞時，可以用其他構(gòu)件代替。整體式全站儀是在一個儀器內(nèi)裝有測距裝置、測角裝置和記錄裝置，測距和測角共用一個照準望遠鏡，方向和距離測量只需一次照準，使用十分方便[4]。

4 GPS實時動態(tài)定位（RTK）技術(shù)及其應(yīng)用

GPS實時動態(tài) （RTK） 測量相比較傳統(tǒng)的測量方式，具有更加精準的定位模式和高效測量方式。在工程中，通過應(yīng)用GPS 實時動態(tài) （RTK） 測量的方式可明顯提高測量工作效率。 鑒于此， RTK技術(shù)被大量應(yīng)用在施工、 地形、 建筑用地、控制測量等方面。

RTK技術(shù)用于地形測量時，可以根據(jù)地形的實際情況設(shè)定測量物點， 如特殊地物點的測量， 可以按距離進行采集；當對均勻的運動進行測量時，可以設(shè)定時間間隔，按照時間進行采集。

應(yīng)用RTK技術(shù)放樣時，利用GPS接收機，查找輸入的設(shè)計點坐標，確定放樣點的位置。當確定放樣點或線時，要等待信號接收數(shù)據(jù)固定到精度水平達到要求時完成放樣。

當RTK技術(shù)運用在控制測量時，可實時了解定位結(jié)果和定位精度，改善了GPS快速靜態(tài)和靜態(tài)測量中無法實時監(jiān)測的問題，顯著提高測量的工作效率。

GPS實時動態(tài) （RTK） 測量技術(shù)的優(yōu)點：①效率高。確定一個測量點即可進行測量，不會受周邊環(huán)境干擾 。②觀測方便快捷?？梢灾苯佑涗洔y量數(shù)據(jù)，不用再進行其他計算。③ 精確度高。GPS實時動態(tài) （RTK） 測量技術(shù)的精確度要比傳統(tǒng)的測量方式高，可達到厘米級。

GPS實時動態(tài) （RTK） 測量技術(shù)也有一定的局限性，如易受環(huán)境、信號影響等。故在應(yīng)用RTK技術(shù)進行測量時，應(yīng)注意：①避免選擇衛(wèi)星信號接收受限制的區(qū)域，如高樓密集區(qū)域等，盡量選擇在位置開闊、位置較高的地方進行工作。②每次開始工作時，應(yīng)校對參數(shù)數(shù)據(jù)，保證測量結(jié)果的統(tǒng)一性、準確性，避免發(fā)生由于參數(shù)、設(shè)置不統(tǒng)一的情況，造成返工。③為避免受天氣影響，應(yīng)多設(shè)置幾個測量點，以防備用。④注意定期保持維護設(shè)備。

5 結(jié)語

現(xiàn)代科技的進步促進了工程測量技術(shù)的發(fā)展，同時工程測量技術(shù)的高精度要求也促進了與其相關(guān)科技的進步，這兩者息息相關(guān)的。我們應(yīng)不斷探索工程測量的新技術(shù)新方法，以為我國的經(jīng)濟建設(shè)貢獻自己的力量。