工程测量技术的发展及其在土木工程中

郑州大学

XXXXXXXX院

测量工程技术

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摘要：大概介绍了工程测量技术发展与人类的进步是密切相

关的，从仪器和技术方面对他进行了介绍。而且介绍了我国

测量工程的发展和以后所要注意的方面。

关键词： 测量发展；仪器发展；建筑勘测与监测；测量人

才

1测量工程技术的总体概述

测绘工作统称为工程测量。实际上它包括在工程建设勘

测、设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作。它是直

接为各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测

以及营运管理等一系列工程工序服务的。在测绘界，人们把

工程建设中的所有测量工作为工程建设提供数据和图纸，并

及时与之配合和进行指挥。可以这样说，没测量技术，任何

工程建设都无法进展和完成

2测量技术的发展

测量技术的发展，可以从人类开始活动算起，人类的进

步就伴随着测量技术的进步。

古代测量技术起源于水利和农业。古埃及尼罗河每年洪

水泛滥，淹没了土地界限，水退以后需要重新划界，从而开

始了最初的测量工作在中国《史记·夏本纪》记载了公元前

约21世纪禹受命治理洪水的情况：“左准绳，右规矩，载四

时，以开九州，通九道，陂九泽，度九山。”这表明在上古

时期，中国人为了治水，已经会采用了简单的测量工具了。

测量学是一门技术性较强的学科，它的行成和发展在很

大程度上依赖测量方法和测量仪器工具的创造和变革。原始

的测绘技术发展到近代，大致可以从人类对地球形状的认识

的过程和测量仪器，技术发展两个方面追溯其历史。

2.1人类对地球形状的认识过程

人类对地球形状的科学认识，是从公元前6世纪古希

腊的毕达哥拉斯最早提出大地是球形的概念开始的。两个世

纪后亚里士多德做了进一步论证，支持这一学说，称为地圆

说。有一世纪后，亚历山大的埃拉托尼斯采用了在两地观测[1]

日影的方法，首次推算初子午线的周长，从而证实了地圆说。这也是测量地球大小的“弧度测量“方法的的初始形式。世界上有记载的最早的弧度测量实践是中国唐代开元十二年，南宫说在张遂一行的指导下在河南省内进行的，从滑县至上蔡实测了约300km的子午长，并在滑县、开封、扶沟、上蔡测量了同一时刻的日影长度，根据测量结果推出了维度1的子午线弧长。

17世纪末，英国的牛顿和荷兰的惠更斯首次从力学的观点探讨地球形状，提出地球是两极略扁的椭球体，称为地扁说。1735~1741年间，法国科学家派遣测量队在南美洲的秘鲁和北欧的拉普兰进行弧度测量，证明牛顿等地扁说是正确的。1743年法国A.C.克莱洛证明了地球椭球的几何扁率同重心扁率之间存在着简单的关系。这一发现是人们对地球形状的认识又近了一步，从而根据重力数据研究地球形状奠定了基础。[2]

19世纪初。随着测量精度的提高，人们通过对各处弧度测量的结果的研究，发现测量所依据的垂线方向同地球椭球面的法线方向之间的差异不能忽略。因此，法国的P.S.拉普拉斯和C.F.高斯相继指出，地球形状不能用旋转椭球来代表。1849年G.G.斯托克斯提出利用地面观测资料确定地球形状的理论。1873年，利斯亭创用“大地水准面”一词，以该面代表地球形状。从此以后，弧度测量的任务不仅是地球椭。

球的大小，而且包括求出各处垂线方向相对于地球椭球面法线方向的偏差，用以研究大地水准面的形状。人类在长达2500年历史中，对地球的认识和测量，经历了“球—椭球—大地水准面”三个阶段。随着对地球大小认识的日益精确，测量工作中精密计算地面点位的平面坐标和高程等参数，有了可靠的科学依据，同时不断丰富这测量学的理论。测量学就在人类对地球的步步认识中发展起来。

2.2测量仪器和技术的发展

测量技术的发展，主要是仪器的发展。随着仪器的发展，许许多多的难度很大的测量工作得以完成。

17世纪之前，人们只会简单的测量，工具也是机械式的，而且以测量距离为主。17世纪初，伽利略使用望远镜技术趋于实用。1617年首创三角测量法以代替在地面上直接测量弧长，从此开始了角度测量。1640年加斯科因在两透镜之间设置十字丝使望远镜能够瞄准，这是光学测绘仪器的开端。后来西森制成测角用的第一架经纬仪，极大促进三角测量的发展。同时也出现了小平板仪、大平板仪以及水准仪、地形测量和实测资料为基础的地体制图工作也得到发展。

19世纪初，随着测量方法和仪器的的不断改进、测量数据的精度不断提高，此时数学的进展对对精确测量产生了极大影响。法国的勒让斯和德国的高斯分别发表最小二乘原则，为测量平差计算奠定了基础。

由于航空技术的发展，1915年自动连续航空摄影机，因而可以将航射片在立体测图仪器上加工成地图。

从17世纪末到20世纪中叶，测绘仪器主要在光学领域内发展，测绘学的传统理论和方法趋于成熟。

从20世纪50年代起，测绘仪器超电子化和自动化发展。首先是测绘仪器的变革。1948年起陆续发展起来的电磁波测距仪，直接测量远达几十千米的距离，是测量可以采用精密导线测量和三角测量。电子计算机出现也用到测绘学中，加快了速度而且改变了测绘仪器和方法。后来出现了计算机控制的自动绘图机，可以实现地图制图的自动化[4]。 从第一颗人造而卫星发射成功以后，测绘学中开辟了卫星大地测量学，利用卫星从空间对地面进行遥感观测，并可将遥感图像信息用于绘制大区域内的小比例尺图像和专题地图。

还出现了惯性测量系统它能实施的进行定位和导航成为加密陆地控制网和海洋测量的有力工具。美国的全球定位系统具有海、路、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著优点并成功应用于大地测量工程测量航空摄影测量运载工具导航和管制地壳运动检测工程变形监测资源勘查地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场革命。欧盟的“加利略”系统，也在发展之中，中国也在

参与其中，是测量的发展更加有益于人们的普通生活，造福于人类。

测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展，其应用范围将进一步扩大，影响、图形和数据处理方面的能力进一步的增强[4]。

以后的测量仪器会更加的先进，不仅要在地球测量，还会向太空发展，是人类对宇宙的认识更加详细。

2.3中国工程测量发展

新中国成立后，立即着手建立全国统一的坐标系统和高程系统，测量工程学才正真开始起步。1954年成立国家测绘总局，建成“1954年北京坐标系”其后根据技术发展和实际需要，有将大地控制网的原点选在陕西泾阳县永乐镇某点，建立了我国统一坐标系即1980年国家大地坐标系，逐步建立起遍布全国的大地控制网、国家水准网、国家重力网和卫星多普勒网。同时在山东青岛市观象山设立验潮网长期观察和记录黄海海水面高度的变化，取其平均值作为中国大地水准面的位置，并设立水准原点。目前，我国采用1985年高程基准[1]。

随着我国经济实力的增强，开始建设许多的公路和高速公路，还有铁路，而且许多的建设是在有难度的地点建设的，比如;在贵州和四川建设的许多基础设施，青藏公路、青藏铁路的建设。是我国的测绘技术在实践中得到提高的重要例

子。

我国还实施了“西气东输”，“南水北调”’，“三峡大坝 …… 此处隐藏：2017字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……