《精密工程測量》結(jié)合時(shí)代發(fā)展的需要和作者多年教學(xué)、科研的實(shí)踐，并結(jié)合典型精密工程測量的實(shí)例，較系統(tǒng)地介紹了精密工程測量的基本理論和方法。全書內(nèi)容豐富，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，具有一定的深度和廣度，充分反映精密工程測量的最新技術(shù)及其應(yīng)用。
《精密工程測量》可作為測繪、地質(zhì)、礦業(yè)、土建、交通、水電等院校測繪工程專業(yè)本科生、研究生的教材和教學(xué)參考書，也可供測繪工作者和相關(guān)科研人員參考。
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《精密工程測量》特色 《精密工程測量》是作者多年精密工程測量教學(xué)、科研實(shí)踐的總結(jié)， 結(jié)合典型實(shí)例，系統(tǒng)介紹了精密工程測量的基本理論和方法， 全書內(nèi)容豐富，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、重點(diǎn)突出，易于學(xué)生接受和掌握， 適應(yīng)當(dāng)前精密工程測量課程改革需求，具有明顯的時(shí)代特點(diǎn)。
精密工程測量是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的，其“高精度”與“可靠性”，代表了工程測量的最新發(fā)展和先進(jìn)技術(shù)，也是傳統(tǒng)工程測量的發(fā)展和延伸。精密工程測量服務(wù)對象規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、構(gòu)件多，精度要求高，測量困難多、難度大，而且應(yīng)用范圍廣。在使用儀器和工程建設(shè)方面，經(jīng)常會涉及電子學(xué)、物理學(xué)、機(jī)械學(xué)、建筑學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地震學(xué)、氣象學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動測控技術(shù)等，具有交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科的性能，并正逐步向鄰近學(xué)科滲透，具有大力發(fā)展的趨勢。
該書是作者多年的技術(shù)跟蹤和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。首先以合理的深度介紹了精密工程測量的理論和方法，然后介紹了應(yīng)用高精度的儀器設(shè)備和技術(shù)來進(jìn)行精密測角、測距、測高、定向、定位，精密設(shè)備、部件的安裝定位和微型變量的監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理。全書內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、重點(diǎn)突出、思路清晰、深度恰當(dāng)、邏輯性較強(qiáng)，易于學(xué)生接受和掌握。
該書作為“精密工程測量”課程的教材，適應(yīng)當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和高等教育改革的需要，具有明顯的時(shí)代特點(diǎn)，它對測繪工程專業(yè)工程測量類課程改革作了較好的探索和嘗試。我相信這本教材具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。
目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 精密工程測量的特點(diǎn)和測量內(nèi)容 2
1.3 精密工程測量的精度 3
1.4 精密工程測量的發(fā)展 4
習(xí)題與思考題 5
第2章 精密工程控制網(wǎng) 6
2.1 概述 6
2.2 精密工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 7
2.2.1 控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的分類 7
2.2.2 精密工程控制網(wǎng)優(yōu)化沒計(jì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 8
2.3 精密工程控制網(wǎng)的布設(shè)原則 14
2.4 精密工程控制點(diǎn)的測量標(biāo)志 14
2.4.1 觀測點(diǎn)標(biāo)志 14
2.4.2 照準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志 15
2.5 幾種典型的精密工程測量控制網(wǎng) 16
2.5.1 核電精密工程控制網(wǎng) 16
2.5.2 對撞機(jī)環(huán)形段平面控制網(wǎng) 18
習(xí)題與思考題 19
第3章 精密角度測量 20
3.1 概述 20
3.2 角度測量誤差 20
3.2.1 儀器誤差 20
3.2.2 觀測誤差 25
3.2.3 環(huán)境條件的影響 27
3.3 精密測角方法和提高精度的措施 28
3.3.1 精密測角方法 28
3.3.2 提高精度的措施 28
習(xí)題與思考題 29
第4章 精密距離測量 30
4.1 概述 30
4.2 現(xiàn)代精密量距的設(shè)備 30
4.3 干涉法測距 33
4.3.1 相對干涉測距儀 33
4.3.2 雙頻激光干涉測距儀 34
4.4 電磁波測距 35
4.4.1 ME5000測距儀 36
4.4.2 TC2003全站儀 38
習(xí)題與思考題 42
第5章 精密水準(zhǔn)測量和高程傳遞 44
5.1 概述 44
5.2 精密水準(zhǔn)測量儀器 45
5.2.1 數(shù)字水準(zhǔn)儀原理 45
5.2.2 流體靜力水準(zhǔn)儀原理 49
5.3 精密水準(zhǔn)儀的誤差源及檢定 51
5.3.1 數(shù)字水準(zhǔn)儀的誤差源 51
5.4 數(shù)字水準(zhǔn)儀的檢定 54
5.4.1 數(shù)字水準(zhǔn)儀i角的檢定與校正 54
5.4.2 數(shù)字水準(zhǔn)儀CCD傳感器正確性的檢定 56
5.4.3 流體靜力水準(zhǔn)測量主要誤差來源 57
5.5 精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施 59
5.5.1 前期準(zhǔn)備工作 59
5.5.2 精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施 60
5.6 跨越障礙物的高程傳遞 61
5.6.1 跨江跨海的高程傳遞 61
5.6.2 高層或地下工程的高程傳遞 69
習(xí)題與思考題 72
第6章 精密定向測量 73
6.1 概述 73
6.2 直線定向 73
6.3 激光定向 75
6.4 陀螺經(jīng)緯儀定向 80
6.5 自動導(dǎo)向技術(shù) 83
習(xí)題與思考題 87
第7章 精密定位測量 88
7.1 概述 88
7.2 點(diǎn)的平面定位 89
7.2.1 極坐標(biāo)法 89
7.2.2 角度交會法 90
7.2.3 全站儀坐標(biāo)法定位 92
7.3 GPS精密定位 93
7.3.1 載波相位測量原理 94
7.3.2 載波相位測量的相對定位 95
7.3.3 GPS定位測量的實(shí)施 97
7.4 GPS定位測量的主要誤差 100
7.4.1 與衛(wèi)星有關(guān)的誤差 100
7.4.2 信號傳播誤差 101
7.4.3 接收機(jī)誤差 102
7.4.4 觀測誤差 103
習(xí)題與思考題 103
第8章 精密準(zhǔn)直測量 104
8.1 概述 104
8.2 水平精密準(zhǔn)直測量 104
8.2.1 小角法測量 105
8.2.2 活動覘牌法測量 105
8.2.3 機(jī)械法測量 106
8.2.4 分段視準(zhǔn)線法測量 107
8.2.5 激光準(zhǔn)直測量 108
8.3 垂直精密準(zhǔn)直測量 111
8.3.1 機(jī)械法原理與應(yīng)用 111
8.3.2 激光鉛垂儀的原理與應(yīng)用 113
習(xí)題與思考題 115
第9章 精密設(shè)備安裝和檢校測量 116
9.1 概述 116
9.2 精密設(shè)備安裝測量的基準(zhǔn)和控制網(wǎng) 116
9.2.1 主軸線和十字中心線 117
9.2.2 環(huán)形控制網(wǎng) 118
9.2.3 微形控制網(wǎng) 120
9.2.4 高程控制網(wǎng) 122
9.3 點(diǎn)位精密放樣 122
9.3.1 角邊交會法 122
9.3.2 全站坐標(biāo)法 123
9.3.3 鉛垂線放樣法 124
9.4 精密定線的方法 124
9.4.1 外插定線 124
9.4.2 內(nèi)插定線 125
9.5 三維工業(yè)測量 126
9.6 核電站建設(shè)設(shè)備安裝測量的實(shí)踐 127
9.6.1 環(huán)形吊車的安裝測量 128
9.6.2 壓力容器的安裝測量 129
9.6.3 主泵、蒸發(fā)器的安裝測量 130
9.6.4 裝卸料機(jī)的安裝測量 130
9.6.5 反應(yīng)堆竅頂?shù)跹b施工測量 131
習(xí)題與思考題 134
第10章 變形監(jiān)測技術(shù)與數(shù)據(jù)處理 135
10.1 概述 135
10.2 常規(guī)變形測量方法 136
10.3 攝影測量方法 137
10.4 GPS變形監(jiān)測及自動化系統(tǒng) 139
10.5 測量機(jī)器人在變形監(jiān)測中的應(yīng)用 141
10.6 傳感器自動變形監(jiān)測技術(shù) 143
10.7 變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理 149
10.7.1 變形監(jiān)測網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理 150
10.7.2 變形監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理 156
習(xí)題與思考題 168
第11章 精密工程測量數(shù)據(jù)處理 170
11.1 概述 170
11.1.1 誤差來源 170
11.1.2 誤差類型 172
11.2 粗差判別與剔除 174
11.2.1 萊因達(dá)(3S)準(zhǔn)則 174
11.2.2 格拉布斯(Grubbs)準(zhǔn)則 176
11.2.3 狄克遜(Dixon)準(zhǔn)則 178
11.3 穩(wěn)健估計(jì)法 180
11.3.1 穩(wěn)健估計(jì) 180
11.3.2 一次范數(shù)最小平差方法 182
習(xí)題與思考題 185
參考文獻(xiàn) 186
1.3 精密工程測量的精度
精密工程測量的精度目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。從理論上講，應(yīng)以工程限差要求來推算各種測量階段的測量精度。例如，大型隧道貫通的中、腰線放樣，要根據(jù)貫通隧道的長度、作業(yè)方式和相遇點(diǎn)的限差來推算確定中、腰線放樣的精度和檢查措施。又如根據(jù)核電站反應(yīng)堆內(nèi)設(shè)備安裝定位的精度，來確定反應(yīng)堆內(nèi)部“微網(wǎng)”的布設(shè)方式和測量的必要精度。但在多數(shù)情況下，由于工程限差無法精確地確定，而且在推算過程中許多參數(shù)也是未知數(shù)，所以理論推算也無法進(jìn)行。而且各種工程建設(shè)各有特點(diǎn)，有些工程在我國剛剛開始或建設(shè)數(shù)量很少，更缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對它們的精度要求，現(xiàn)行規(guī)范也可能無明確的規(guī)定，往往需要工程的設(shè)計(jì)人員、施工人員和測量人員共同協(xié)商探討，確認(rèn)精度要求。僅靠單方面確定精度，有時(shí)會產(chǎn)生要求過嚴(yán)。這種過高的精度要求，很可能造成測量工作不必要的人力、財(cái)力和時(shí)間的浪費(fèi)，同時(shí)可能會造成測量工作的困難。
對于高新技術(shù)工程或規(guī)范中沒有明確界線的構(gòu)筑物精度要求的工程，在測量設(shè)計(jì)階段確定精度指標(biāo)時(shí)，應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行考慮：
（1）確保工程建設(shè)的需要和安全運(yùn)營，并結(jié)合目前先進(jìn)的儀器和技術(shù)能實(shí)現(xiàn)的程度采用多種模擬計(jì)算和綜合技術(shù)確定精度。例如直線加速器的磁鐵定位，根據(jù)理論分析，最大允許誤差不超過10mm，同時(shí)考慮最終誤差可能是由安裝誤差、磁鐵變形、地基沉降、熱溫膨脹、振動等綜合影響的結(jié)果，所以界定磁鐵定位誤差為0.1～0.2mm。
（2）確保工程建設(shè)的質(zhì)量要求。許多大型工程中，為了實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)，有各階段的多項(xiàng)測量工作，而且這些測量工作相互聯(lián)系并對測量結(jié)果都有影響。要根據(jù)測量單位的儀器設(shè)備與技術(shù)，進(jìn)行科學(xué)分配。例如鐵路、礦山兩井間的大型隧道貫通工程，其貫通橫向誤差主要由地面控制測量，兩井聯(lián)系測量，地下控制測量和中、腰線放樣四個(gè)部分組成�？紤]到兩井聯(lián)系測量、地下控制測量受到環(huán)境和條件的影響，提高精度有一定的難度，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有條件和技術(shù)測量所能達(dá)到的精度，剩下部分由地面控制網(wǎng)完成。
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