從道路測(cè)量看測(cè)量學(xué)

1、 班級(jí)：路橋一班 姓名：張揚(yáng) 學(xué)號(hào);10201080142 從道路測(cè)量看測(cè)量學(xué) 測(cè)量工作是工程建設(shè)中的一項(xiàng)最基礎(chǔ)的工作，尤其是在道路、橋梁、隧道工程建設(shè)中起著極其重要的作用，為選取一條最經(jīng)濟(jì)、最合理的路線，首先要進(jìn)行路線勘測(cè)，繪制帶狀地形圖，進(jìn)行縱、橫斷面測(cè)量，進(jìn)行紙上定線和路線設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)好的路線平面位置、縱坡及路基邊坡在地面上標(biāo)定出來(lái)，以指導(dǎo)施工，當(dāng)路線跨越河流時(shí)，擬設(shè)置橋梁跨越之前，應(yīng)測(cè)繪河流及兩岸地形圖，測(cè)定橋軸線的長(zhǎng)度及橋位處的河床斷面，橋位處的河流比降，為橋梁方案選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供必要的依據(jù)，當(dāng)路線縱坡受地形限制，采用避讓山嶺繞線平面線形不能滿足規(guī)范要求，而選用隧道方案時(shí)，測(cè)定隧

2、道進(jìn)出口大比例尺地形圖，為隧道洞口布置選擇提供必要的數(shù)據(jù)。公路工程測(cè)量不同階段的工作 1 初步設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作 初步設(shè)計(jì)根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和初測(cè)資料編制，主要擬定修建原則，選定設(shè)計(jì)方案計(jì)算主要工程數(shù)量，提出施工方案意見(jiàn)，編制設(shè)計(jì)概算，提供方案說(shuō)明及圖表資料，初測(cè)階段為初設(shè)提供平面、高程控制、地形圖、特殊地段的控制樁及縱、橫斷面資料。.2 施工圖設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作 施工圖設(shè)計(jì)根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)文件，在1：2000圖上進(jìn)行方案比選，確定路線方案，進(jìn)行施工圖詳測(cè)。淺談道路測(cè)量，可以的看出測(cè)量的重要性，下面我們具體談?wù)劀y(cè)量學(xué)的定義、特點(diǎn)、內(nèi)容.和數(shù)據(jù)處理。 1.1 工程測(cè)量的定義 當(dāng)代人對(duì)工程測(cè)量

3、學(xué)的定義是：工程測(cè)量技術(shù)指在工程建設(shè)的勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工和管理階段中運(yùn)用的各種測(cè)量理論、方法和技術(shù)的總稱。傳統(tǒng)工程測(cè)量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域包括建筑、水利、交通、礦山等部門(mén)，其基本內(nèi)容有測(cè)圖和放樣兩部分?，F(xiàn)代工程測(cè)量己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了僅僅為工程建設(shè)服務(wù)的概念，它不僅涉及工程的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)幾何與物理量測(cè)定，而且包括對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析，甚至對(duì)物體發(fā)展變化的趨勢(shì)預(yù)報(bào)。蘇黎世高等工業(yè)大學(xué)馬西斯教授指出：“一切不屬于地球測(cè)量，不屬于國(guó)家地圖集的陸地測(cè)量，和不屬于法定測(cè)量的應(yīng)用測(cè)量都屬于工程測(cè)量”。我國(guó)近代以來(lái)工程測(cè)量可追溯至 1932年，同濟(jì)大學(xué)工學(xué)院高等測(cè)量系正式成立，成為當(dāng)時(shí)國(guó)立大學(xué)中惟一的測(cè)量系，并成為我國(guó)民用測(cè)繪高

4、等教育事業(yè)的發(fā)祥地。隨著傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)向數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)轉(zhuǎn)化，我國(guó)工程測(cè)量的發(fā)展可以概括為“四化”和“十六字”，所謂“四化”是：工程測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)作業(yè)的一體化，數(shù)據(jù)獲取及其處理的自動(dòng)化，測(cè)量過(guò)程控制和系統(tǒng)行為的智能化，測(cè)量成果和產(chǎn)品的數(shù)字化?！笆帧笔牵哼B續(xù)、動(dòng)態(tài)、遙測(cè)、實(shí)時(shí)、精確、可靠、快速、簡(jiǎn)便。 1.2 工程測(cè)量的地位 測(cè)量學(xué)是一門(mén)具有悠久歷史和現(xiàn)代發(fā)展的一級(jí)學(xué)科。該學(xué)科無(wú)論怎樣發(fā)展，服務(wù)領(lǐng)域無(wú)論怎樣拓寬，與其他學(xué)科的交叉無(wú)論怎樣增多或加強(qiáng)，學(xué)科無(wú)論出現(xiàn)怎樣的綜合和細(xì)分，學(xué)科名稱無(wú)論怎樣改變，學(xué)科的本質(zhì)和特點(diǎn)都不會(huì)改變。總的來(lái)說(shuō)，測(cè)量學(xué)的二級(jí)學(xué)科仍應(yīng)作如下劃分：大地測(cè)量學(xué)工程測(cè)量學(xué)攝影測(cè)量學(xué)地

5、圖制圖學(xué)不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪 1.2.工程測(cè)量的內(nèi)容（1）工程測(cè)量中的地形圖測(cè)繪規(guī)劃階段用圖比例尺一般較小，按照工程的規(guī)模可直接使用1：1萬(wàn)至1:10000的地形圖。在施工階段比例尺一般較大1：1000或1：500。（2）工程控制網(wǎng)布設(shè)和優(yōu)化設(shè)計(jì)工程控制網(wǎng)包括測(cè)圖控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)和安裝控制網(wǎng)。目前除特高精度的工程專用網(wǎng)的和設(shè)備安裝控制網(wǎng)外，絕大多數(shù)控制網(wǎng)都可采用GPS定位技術(shù)建立。（3）施工放樣技術(shù)和方法將抽象的幾何實(shí)體放樣到實(shí)地上去，成為具體的幾何實(shí)體所采用的測(cè)量方法和技術(shù)稱為施工放樣，機(jī)器和設(shè)備的安裝也是一種放樣。放樣放樣可分為點(diǎn)、線、面、體的放樣。具體方法包括：極坐標(biāo)、偏角法、偏距法

6、、投點(diǎn)法、距離交會(huì)、方向交會(huì)。（4）工程的變形監(jiān)測(cè)分析和預(yù)報(bào)工程建筑物的變形及與工程有關(guān)的災(zāi)害監(jiān)測(cè)、分析和預(yù)報(bào)是工程測(cè)量研究的重要內(nèi)容。變形監(jiān)測(cè)技術(shù)幾乎包括全部工程測(cè)量技術(shù)，除常規(guī)儀器外還包括各種傳感器和專用設(shè)備。變形模型的建立。其主要針對(duì)目標(biāo)點(diǎn)上的時(shí)間序列進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，包括多元線性回規(guī)分析、時(shí)間序列等。 2 工程測(cè)量中常用數(shù)據(jù)處理的幾種方法 2.1 測(cè)量平差理論 最小二乘法廣泛應(yīng)用于測(cè)量平差。最小二乘配置包括了平差、濾波和推估。附有限制條件的條件平差模型被稱為概括平差模型，它是各種經(jīng)典的和現(xiàn)代平差模型的統(tǒng)一模型。測(cè)量誤差理論主要表現(xiàn)在對(duì)模型誤差的研究上，主要包括：平差中函數(shù)模型誤差、隨機(jī)模型

7、誤差的鑒別或診斷；模型誤差對(duì)參數(shù)估計(jì)的影響，對(duì)參數(shù)和殘差統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的影響；病態(tài)方程與控制網(wǎng)及其觀測(cè)方案設(shè)計(jì)的關(guān)系。由于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)參考點(diǎn)穩(wěn)定性檢驗(yàn)的需要，導(dǎo)致了自由網(wǎng)平差和擬穩(wěn)平差的出現(xiàn)和發(fā)展。觀測(cè)值粗差的研究促進(jìn)了控制網(wǎng)可靠性理論，以及變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)變形和觀測(cè)值粗差的可區(qū)分性理論的研究和發(fā)展。針對(duì)觀測(cè)值存在粗差的客觀實(shí)際，出現(xiàn)了穩(wěn)健估計(jì)(或稱抗差估計(jì))；針對(duì)法方程系數(shù)陣存在病態(tài)的可能，發(fā)展了有偏估計(jì)。與最小二乘估計(jì)相區(qū)別，穩(wěn)健估計(jì)和有偏估計(jì)稱為非最小二乘估計(jì)。 2.2 工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法 網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優(yōu)化設(shè)計(jì)理論構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)和約束條件，解求目標(biāo)函數(shù)的極

8、大值或極小值。一般將網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)或約束條件。網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)主要有精度、可靠性和建網(wǎng)費(fèi)用，對(duì)于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)還包括網(wǎng)的靈敏度或可區(qū)分性。對(duì)于網(wǎng)的平差模型而言，按固定參數(shù)和待定參數(shù)的不同，網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)又分為零類、一類、二類和三類優(yōu)化設(shè)計(jì)，涉及到網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，網(wǎng)形、觀測(cè)值精度以及觀測(cè)方案的設(shè)計(jì)。在工程測(cè)量中，施工控制網(wǎng)、安裝控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)都需要作優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于采用GPS定位技術(shù)和電磁波測(cè)距，網(wǎng)的幾何圖形概念與傳統(tǒng)的測(cè)角網(wǎng)有很大的區(qū)別。除特別的精密控制網(wǎng)可考慮用專門(mén)編寫(xiě)的解析法優(yōu)化設(shè)計(jì)程序作網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)外，其他的網(wǎng)都可用模擬法進(jìn)行設(shè)計(jì)。模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件功能和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟主要是：根據(jù)

9、設(shè)計(jì)資料和地圖資料在圖上選點(diǎn)布網(wǎng)，獲取網(wǎng)點(diǎn)近似坐標(biāo)(最好將資料作數(shù)字化掃描并在微機(jī)上進(jìn)行)。模擬觀測(cè)方案，根據(jù)儀器確定觀測(cè)值精度，可進(jìn)一步模擬觀測(cè)值。計(jì)算網(wǎng)的各種質(zhì)量指標(biāo)如精度、可靠性、靈敏度。精度應(yīng)包括點(diǎn)位精度、相鄰點(diǎn)位精度、任意兩點(diǎn)間的相對(duì)精度、最弱點(diǎn)和最弱邊精度、邊長(zhǎng)和方位角精度。進(jìn)一步可計(jì)算坐標(biāo)未知數(shù)的協(xié)方差陣或部分點(diǎn)坐標(biāo)的協(xié)方差陣，協(xié)方差陣的主成份計(jì)算，特征值計(jì)算，點(diǎn)位誤差橢圓、置信橢圓的計(jì)算等?？煽啃园總€(gè)觀測(cè)值的多余觀測(cè)分量(內(nèi)部可靠性)和某一觀測(cè)值的粗差界限值對(duì)平差坐標(biāo)的影響(外部可靠性)。靈敏度包括靈敏度橢圓、在給定變形向量下的靈敏度指標(biāo)以及觀測(cè)值的靈敏度影響系數(shù)。將計(jì)算出

10、的各質(zhì)量指標(biāo)與設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)比較，使之既滿足設(shè)計(jì)要求，又不致于有太大的富余。通過(guò)改變觀測(cè)值的精度或改變觀測(cè)方案(增加或減少觀測(cè)值)或局部改變網(wǎng)形(增加或減少網(wǎng)點(diǎn))等方法重新作上述設(shè)計(jì)計(jì)算，直到獲取一個(gè)較好的結(jié)果。 2.3 變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理 2.3.1變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的幾種典型方法 根據(jù)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)繪制變形過(guò)程曲線是一種最簡(jiǎn)單而有效的數(shù)據(jù)處理方法，由過(guò)程曲線可作趨勢(shì)分析。如果將變形觀測(cè)數(shù)據(jù)與影響因子進(jìn)行多元回歸分析和逐步回歸計(jì)算，可得到變形與顯著性因子間的函數(shù)關(guān)系，除作物理解釋外，也可用于變形預(yù)報(bào)。多元回歸分析需要較長(zhǎng)的一致性好的多組時(shí)間序列數(shù)據(jù)。 2.3.2 變形的幾何分析與物理解釋 傳統(tǒng)的方

11、法將變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理分為變形的幾何分析和物理解釋。幾何分析在于描述變形的空間及時(shí)間特性，主要包括模型初步鑒別、模型參數(shù)估計(jì)和模擬統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)及最佳模型選取3個(gè)步驟。變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的參考網(wǎng)、相對(duì)網(wǎng)在周期觀測(cè)下，參考點(diǎn)的穩(wěn)定性檢驗(yàn)和目標(biāo)點(diǎn)和位移值計(jì)算是建立變形模型的基礎(chǔ)。變形的物理解釋在于確定變形與引起變形的原因之間的關(guān)系，通常采用統(tǒng)計(jì)分析法和確定函數(shù)法。統(tǒng)計(jì)分析法包括多元回歸分析、灰色系統(tǒng)理論中的關(guān)聯(lián)度分析以及時(shí)間序列頻域法分析中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析等。 2.3.3 變形分析與預(yù)報(bào)的系統(tǒng)論方法 用現(xiàn)代系統(tǒng)論為指導(dǎo)進(jìn)行變形分析與預(yù)報(bào)是目前研究的一個(gè)方向。變形體是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，它具有多層次高維的灰箱或黑箱式結(jié)構(gòu)，是非線性的，開(kāi)放性(耗散)的，它還具有隨機(jī)性，這種隨機(jī)性除包括外界干擾的不確定性外，還表現(xiàn)在對(duì)初始狀態(tài)的敏感性和系統(tǒng)長(zhǎng)期行為的混沌性。此外，還具有自相似性、突變性、自組織性和動(dòng)態(tài)性等特征。 3 課程結(jié)束的一點(diǎn)感想 十一前的一節(jié)課，老師你說(shuō)這是倒數(shù)第二次上課了，十一來(lái)了后我們