变形监测绪论

1、精密工程测量与变形观测精密工程测量与变形观测Precision Engineering Survey And Deformation Observing 任课教师：高任课教师：高 淑淑 照照专专 业：测绘工程业：测绘工程E_mail：课程性质课程性质人文与社会科学工程与技术科学医药科学农业科学自然科学学科分类测绘科学与技术学科领域（GB/T 13475-92）一级学科二级学科测绘仪器技术(学)海洋测绘技术(学)工程测量技术(学)地图制图技术(学)学)摄影测量与遥感技术(大地测量技术(学)课程性质课程性质专业分类摄影测量与遥感系统地图制图学与地理信息测绘工程大地测量学与测量工程分类专业课程研究领

2、域、任务课程研究领域、任务由于发展空间科学 、进行大型特种精密科学实验以及各种现代化建设的需要，工程建筑物的规模越来越大，建筑物的结构和内部设施也越来越复杂。为这些规模巨大、结构复杂、设备精尖的大型工程和工业建设项目提供测量保障和质量控制的过程中，经典的测量方法不能满足要求，就需要采用新的测量手段、仪器设备、数据处理方法来实现，在这种情况下，精密工程测量也就应运而生了。大型精密工程主要包括高能粒子加速器、大型核电站、高速磁浮铁路、大型射电天文望远镜、大型桥梁隧道工程、超高层建筑物以及长距离道轨和传送带装置等。 大跨径桥大跨径桥大跨径桥大跨径桥大跨径斜拉桥的跨度大跨径斜拉桥的跨度大跨径桥梁的塔高

3、大跨径桥梁的塔高西堠门大桥西堠门大桥苏通大桥苏通大桥杭州湾大桥杭州湾大桥青岛海湾大桥青岛海湾大桥输水隧道输水隧道粒子加速器粒子加速器天文望远镜天文望远镜超高层建筑超高层建筑课程性质课程性质变形分析与解释地下工程测量变形测量土石方计算测量方法与限差工程测量标准量仪器工程和工业中的特殊测电子科技文献和网络的应用激光技术在工程测量中工程测量信息系统变形测量线路工程测量与优化测量技术与方法大型科学设备的高精度国际测量师联合会FIG工程测量委员会工作组设置的变化课程性质和任务课程性质和任务课程性质课程性质：精密工程测量是工程测量学的一个分支部分，代表着工程测量学的发展方向，现在没有构成一门独立的学科，未

4、来也不大可能从工程测量学中分离出来，因为精密工程测量和普通工程测量的界限并不清晰，它们是一种延续和转化的关系，随着时间的推移，精密工程测量的知识应用到普通工程测量学中，同时精密工程测量又会有新的发展方向。任务任务：解决各种大型、特种精密工程测量提出的极高的测量精度要求。 课程目的课程目的精密工程测量与变形观测是测绘工程专业的一门技术专业课，其任务是通过本课程的教与学，掌握精密工程测量和建筑物变形监测及其数据处理的基本理论、方法和技能，了解精密工程测量、变形观测及其数据处理的基本知识，使同学们毕业后能够胜任这一方面的工作，并能在该方向进行深入的研究。本课程实际上包含精密工程测量与变形观测两部分内

5、容，变形观测是精密工程测量的一个应用方向，精密工程测量的理论与方法都适用于变形观测，但变形观测又有其自身的特点。精密工程测量定义精密工程测量定义定义：“精密工程测量规范GB/T 15314-94” ：精密工程测量是工程测量的现代发展和延伸，它以绝对测量精度达到毫米量级，或相对测量精度达到110-5，以先进的测量方法、仪器和设备，在特定条件下进行的测量工作。 在这个定义中，争议最大的是相对测量精度10-5，许多知名专家和教授把相对测量精度达到10-6以上作为精密工程测量的范围。 精密工程测量的特点精密工程测量的特点1 1测量精度要求极高测量精度要求极高 2 2非传统的测量方法和专用仪器设备非传统

6、的测量方法和专用仪器设备3 3合理的数据处理方法合理的数据处理方法4 4测量过程的自动化测量过程的自动化测量精度要求极高测量精度要求极高序号加速器名称周长(km)磁铁体安置就位的精度要求建成年代径向（mm）高程（mm）1吉木布列得(美)0.20.500.1519562埃列温(前苏联)0.20.200.2019633质子同步加速器(欧)0.60.250.2519594谢尔普霍夫(前苏联)1.40.200.2019655超级质子同步加速器(欧)7.90.200.2019766大型电子对撞机(欧)27.00.200.2019887同步超导加速器(前苏联)28.00.200.2019958超导超级质子

7、对撞机(美)83.70.200.201996测量精度要求极高测量精度要求极高京沪高铁京沪高铁1200km的的GPS长长基线，边基线，边长中误差长中误差要求控制要求控制在在4mm以内，相以内，相对中误差对中误差达达10-9。非传统的测量方法和专用仪器设备非传统的测量方法和专用仪器设备非传统的测量方法和专用仪器设备非传统的测量方法和专用仪器设备1.引张线测量精度可达0.03mm2.铟瓦杆尺、线尺测量精度可达0.02mm3.双色电磁波测距仪Georam、Terrameter DLM2测距精度0.1mm0.1ppm4.液体静力水准测量系统（0.01mm）合理的数据处理方法合理的数据处理方法 观测误差的

8、分布并非完全正态，有一部分误差510会出现异常（粗差）。如果这部分粗差数据参与假定的平差模型（正态分布模型）中处理时，平差结果会出现失真或歪曲。在精密工程测量中，粗差的影响将会更为显著和致命。因此如何准确地判定粗差并把他们剔除出观测数据，是必须解决的问题。 另外在安全监测中，异常值的准确判定是十分重要的。如果把正常变形值判定为异常，将会引起不必要的虚惊，反之，如果把异常值误判为正常，则危险和隐患得不到及时发现和处理。 测量过程的自动化测量过程的自动化（1）为了保证大型工艺设备的正常运转，在运营期要经常进行工艺设备的检查和调校，在调校时不能关闭整个设备；（2）条件复杂下不允许进行长时间观测，如高温、高压、带电、辐射、台风、滑坡；（3）数据量大，人工观测无法完成任务；（4）需要进行连续不停的观测； 这就要求使用精度高、速度快、能遥测和自动控制的测量仪器和方法，即实现用仪器和自动装置来代替人进行工作的测量自动化。测量自动化是目前精密工程测量的一个重要研究内容。 参考书参考书1华锡生，黄腾精密工程测量技术及应用南京：河海大学出版社，20022张正禄，吴栋材，杨仁精密