精密工程測量是工程測量的分支，是測繪科學(xué)在大型工程、高新技術(shù)工程和特種工程等精密工程建設中的應用。精密工程測量主要研究精密工程測量的理論和方法，突出其“高精度”與“可靠性”。代表了工程測量的最新發(fā)展。精密工程測量是傳統工程測量的發(fā)展和延伸，應用先進(jìn)的技術(shù)和高精度的儀器設備進(jìn)行測角、測距、測高、定向、定位，從而獲得各點(diǎn)的三維坐標或進(jìn)行施工放樣、設備安裝和求得微小位移量等一系列測量信息。精密工程測量精度一般為1~2 mm，甚至亞毫米 。

 

精密工程測量的發(fā)展與展望

 

1、精密工程測量的特點(diǎn)

 

精密工程測量主要為工程建設和科學(xué)研究服務(wù)。與普通的工程測量相比，其服務(wù)范圍、精度要求、采用的儀器設備和測量方法等都有一定的差別。概括起來(lái)，精密工程測量有以下特點(diǎn)：

 

1)精密工程測量的“精密”主要體現在測量精度要求高，一般為1~2 mm，甚至亞毫米，相對精度高于10-6。

 

2)服務(wù)對象規模大、構件多、結構復雜、測量困難多、難度大。

 

3)應用最新的儀器設備，而且儀器性能好，精度高，穩定性強，自動(dòng)化程度高，有時(shí)還能遙控作業(yè)或自動(dòng)跟蹤測量。

 

4)精密工程測量服務(wù)領(lǐng)域寬，應用范圍廣。在使用儀器和工程建設方面，經(jīng)常會(huì )涉及到物理學(xué)、電子學(xué)、建筑學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地震學(xué)，計算機技術(shù)、通訊技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等，具有交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科的性質(zhì)，并逐步向鄰近學(xué)科滲透。

 

2、精密工程測量的展望

 

精密工程測量是伴隨著(zhù)大型工程、微型工程、高科技工程和特殊工程發(fā)展而發(fā)展的，而且不斷深入地下、水域和宇宙空間。這些工程建設中的測量工作難度大，精度要求高，許多工程要求達到亞毫米級，甚至更高。傳統的測量方法和儀器設備已不能滿(mǎn)足工程的需要。人類(lèi)必將研究和探討精密工程測量的新理論、新方法和新的測繪儀器，推動(dòng)了精密工程測量的飛速發(fā)展。

 

2.1?新理論、新方法的研究

 

精密工程測量最基本的特點(diǎn)就是精度要求高，工作難度大。它的工作對象都是高科技工程和尖端科學(xué)工程。如三角網(wǎng)、導線(xiàn)網(wǎng)、線(xiàn)形鎖和鋼尺量邊的導線(xiàn)等，不能滿(mǎn)足精密測量的需要，要進(jìn)行新理論、新方法的研究。例如全球定位系統(GPS)、雷達干涉測量(INSAR)、全站儀、傳感器和機器人等的研發(fā)，更好地促進(jìn)了它們在精密工程測量中的應用[5]。更重要的是，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和精密工程測量的需要，研究開(kāi)發(fā)象納米技術(shù)和一些人類(lèi)目前還未知的新材料、新技術(shù)應用于測量，可望使測量精度達到1/1 000 mm或1/10 000 mm，測量方法大大改善。

 

2.2?研究減少環(huán)境等外界各因素對精度的影響

 

測量工作都在大氣中進(jìn)行，受溫度、氣壓影響比較大，各類(lèi)測量?jì)x器在測角、測距、測高、定向、定位和工程放樣中都受到大氣折光等因素的影響。氣象影響除了折射率誤差外，還有溫度、氣壓的測定誤差。人類(lèi)曾采取飛機、氣球等各種措施測定測線(xiàn)上的氣象元素，但并沒(méi)有根本解決問(wèn)題，氣象誤差仍是精密工程測量的主要誤差源之一。被測物體受熱脹冷縮的影響，也會(huì )影響測量結果。同時(shí)，地形、地物和大面積水面的影響也不可忽視。另一方面，現在所用的測量?jì)x器多數是電子類(lèi)儀器，電磁波在傳輸過(guò)程中除了大氣影響外，還受到強磁場(chǎng)的影響，如電磁波、微波發(fā)射臺、站，高壓線(xiàn)、變電站等。這些環(huán)境等外界因素對測量精度的影響規律和相應的改正措施的研究，是精密工程測量研究的重要方向。

 

3、研究現代測繪信息處理的新方法

 

現代測繪信息不僅是點(diǎn)、線(xiàn)、面等三維坐標，而且是包括時(shí)間、色彩、亮度以及地球、太陽(yáng)運轉狀態(tài)等多維信息。測量誤差不光會(huì )服從正態(tài)分布，傳統的最小二乘原理并非最優(yōu)。此外，在精密工程測量和微型變形監測中，傳統的統計模型和分析方法也并非最佳。同時(shí)，現代測繪信息處理并不是單一的平差，還包括圖形、圖像、色彩及時(shí)間等處理，是多維、多項的綜合處理。

 

現代測繪要隨著(zhù)精度要求的提高和觀(guān)測方法的更新，研究新的信息處理模型，如確定性模型、混合模型、　動(dòng)態(tài)模型和不確定性模型等。在處理方法上可采用灰關(guān)聯(lián)法、模糊評判法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )法等。更需要研究一些前人沒(méi)有用過(guò)的信息處理方法，即創(chuàng )新。

 

4、專(zhuān)用精密測量?jì)x器的研制

 

常規的測量?jì)x器在測繪工作中發(fā)揮著(zhù)巨大作用，但隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，常規的測量?jì)x器精度和自動(dòng)化、智能化程度還不能滿(mǎn)足精密工程的需要。要大膽改革，勇于創(chuàng )新，可以采用納米技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、宇宙環(huán)境、空間信息以及特殊的技術(shù)，研制新一代精密工程測量專(zhuān)用儀器，實(shí)現測量的高精度、自動(dòng)化、智能化，使測量信息采集和成圖一體化、成果多元化、施工放樣和微小變量監測與災害預測自動(dòng)化，實(shí)現測繪科學(xué)的現代化。