浅谈新技术在建筑工程测量中的应用

陈 斌

（广西海特建设工程项目咨询管理有限责任公司，广西 南宁 530000）

建筑工程测量是工程测量的一个重要组成部分，它对建筑施工有着重要的影响。随着我国经济和建筑事业的发展，对建筑工程测量的速度和精度都提出了新的要求。为了满足测量工作的需要，电子计算技术和红外测距技术等新技术已经被广泛地应用于建筑工程测量领域，改变了传统的测量方法，使测量工作向着数据的自动获取、自动记录和自动处理的方向发展，本文探索新技术在建筑工程测量中的应用。

1 计算机在工程测量中的应用

当代电子技术发展的集中表现就在于电子计算技术的发展。将计算机应用在建筑工程的测量中，把测量工作者从繁重的计算劳动中解脱出来，解决了过去靠手摇计算机所不能解决的问题，例如选择控制网最优化的布设方案、观测成果的平差与统计分析等，而且大大提高了计算精度，缩短了计算时间，成为测量工作者所不可缺少的重要工具。

电子计算机的诞生是经过长期理论和技术研究才出现的一次大飞跃。早在1854年英国数学家布尔创立了逻辑代数，1936年英国人图灵提出了通用计算机的理论模型，建立了算法理论，1943年美籍匈牙利人冯·诺伊曼提出了制造电子计算机的设想，1945年世界上第一台电子计算机在美国应运而生了。从1945年第一台电子计算机问世以来经历了电子管（第一代）、晶体管（第二代）、集成电路（第三代）、大规摸和超大规模集成电路（第四代）的发展过程，美国和日本及其他国家都在研制带有人工智能的电脑（第五代），并且在20世纪70年代初期微处理器——“小电脑”已经问世，电脑的运算速度愈来愈快，精度愈来愈高，体积愈来愈小，功能愈来愈多，不仅能用于计算而且可以输入、输出及贮存。由于电子技术的迅速发展，各类袖珍式的计算器也不断出现。高级程序型计算器，对于建筑工程测量中的各种小型三角网、锁、导线网、水准网及插点的平差计算均可编成程序，只要输入起始数据、观测数据以及其他的必要信息，计算机就能按照程序的要求进行运算，并且快速地输出平差值、中误差、边长、方向角、坐标及高程等。

2 全站型电子速测仪的应用使测量过程自动化

20世纪60年代末期出现的电子经纬仪，经过十余年的不断改进，已日趋完善。全站型电子速测仪主要是由电磁波测距仪、电子经纬仪、微处理机、数据终端机和绘图系统等外围设备组成。这种仪器可以自动记录测量数据，提供数据存贮和程序控制，进行数据的自动转换和处理，从而减少读数误差和记录的粗差，能自动改正视准轴误差和指标差，自动补偿残余的置平误差，由于每次读数是沿着全度盘进行扫描，不会出现度盘刻划误差，当在度盘直径两端位置扫描，又可消除仪器偏心的影响。可见全站型电子速测仪，不仅自动化程度高，而且精度高。因此广泛应用于导线测量、图根三角河量、高程测量、地籍测量、施工放样、断面测量和地形测量。全站型电子速测仪的自动化功能有以下几方面：

2.1 由斜距自动计算水平距、高程差和坐标差

在全站型电子速测仪中，一般都有微处理器。微处理器是大规模集成电路发展的一种新型的电子器件。它将电子计算机的中央处理单元集成在二片或几片大规模集成硅片上，作为时序计算或控制的单元。微处理器主要由寄存器（数据寄存器与指令寄存器）、运算逻辑部件（执行算术运算及逻辑操作的控制部件，包括时钟脉冲发生器）及其他控制操作电路三部分组成。如瑞士Kern厂生产的E1和E2型的电子经纬仪中，微处理器可以校正竖轴倾斜对于竖直角的影响，并且依照所用仪器和附属设备，如DM502或DM563型测距仪及R48记录器控制测量步骤。当按键输入竖直角可自动显示经过地球曲率和大气折光差改正后的水平距离和高差，输入方位角即可显示坐标差，并可传送到记录装置中去。

2.2 全天候数据终端设备可以自动记录、贮存、检索和显示

全站型电子速测仪的高度自动化，必须有数据收集和贮存单元，以便记录外业工作的测量数据和管理数据。测量数据包括测量值（水平角、竖直角、斜距、高差和偏心差等）、测站及测点的有关数据（点号、仪器型号及仪器高等）。管理数据系指日期、工程号、大气状态、时间、仪器编号、作业人员代号等一些便于对资料分类管理的信息。如R48型记录器可用作贮存野外测量资料，这些资料可用人工输入或由电子经纬仪自动传送，补充资料可由键盘输入。贮存在记忆系统内的资料可在任何时间进行检索和核对。这些资料在仪器关闭时仍不会消失，约可保存一个月。R48型记录器可以贮存48 000个数字，足可记录极坐标上的800个点。记录器通过一定接口可与计算机系统，如计算中心或台式计算机相连接，使外业测量到内业平差计算、打印及成图工作形成一套完整的自动化作业流程。在电子速测仪中，早先是用磁带记录数据，但近年来已发展到用固体存贮器做数据记录器，具有轻便小巧、牢固稳定及省电等优点。如瑞典 AGA厂生产的Geodat、瑞士Kern厂生产的 R48及 WILD厂生产的 GRE2和GRE3等都是20世纪80年代的最新产品。

2.3 地面自动测图系统

全站型电子速测仪由于有三维坐标自动化测量的特点，为各种空间结构和地面测图提供了一种高效的自动测绘地形图的系统。自动测图系统的核心部件是一台高性能台式图象屏电子计算机。外业数据经过电子经纬仪、测距仪、数据终端机的输入，或由记录器自动输入，或者手控经过键盘输入，可以进行全面的编辑，用测量软件处理数据，产生x、y、z坐标数据。自动测图系统是交互的，在屏幕上注记和编绘原图，再经过数控绘图桌自动绘出高质量的地形图、平面图或其他图件。属于这类的自动测图系统有瑞士WILD厂生产的Geomap地面自动测图系统，瑞士Kern生产的R48及WILD厂生产的GRE2和GRE3等都是80年代的最新产品。

2.4 施工放样自动化提高了工效

电子速测仪除了能够自动测绘地形图之外，还广泛应用于施工放样工作。例如瑞士 Kern厂生产的与DM502或DM503测距仪相结合使用的“RDIO远端接收器”系由接收、贮存和显示等单元组成，其外形大小和单块反射棱镜相当，作业时用卡销固定在反射镜的一侧，RDIO能接收测距仪发射的数据，并在镜站由液晶显示器作数字显示，在主机站当DM503测距仪与HP41C袖珍计算器、DIF41外围设备和RDIO接收器一道组成放样系统时，只要把所需要放样的点的坐标输入，仪器处于跟踪的工作方式，信息传到RDIO接收器上，持镜者就可以从RDIO的小光屏上看出他所需移动的方向和距离，同时持镜者也能通过选择开关分别读得斜距、平距、高差和纵向、横向坐标差之值。棱镜手与主机站无需其他任何喊话、手势和无线电信号就能主动到达设计的放样点位，这就大大提高了测设点位的工作效率。瑞士Kern厂的SICORD系统，还有一个特点是当RDIO接收器处于测距仪发射光束的光斑内时，能发出声响信号以辅助棱镜手掌握走动的方向，此时测距仪每两秒钟发射并显示一次新值。使用RDIO远端接收器测设的最远距离可达400 m以上。为了提高测设工作的效率，瑞典AGA厂还生产了一种与Geodimeterl22或140型测距仪配套的“Unicom”的单向红外通话器，该通话器是以测距仪的红外光束为载波向镜站发送测量员的口令，在镜站则把接收装置安在反射镜的支架上，使棱镜手能按照主机站的指令放样到设计的点位上。

3 高精度测量的现状

根据四化建设的需要，随着其他科学技术的发展，对建筑工程测量的精度和速度提出了更高的要求。例如核反应堆需将重达数百吨的锅炉以厘米级的精度放入外壳内的位置，堋速器要求安放一块巨大的磁铁，以便产生一条精确的粒子轨道；射电望远镜要求以毫米的精度架设天线；某些科学实验工程与国防一程的建设以及工业自动化生产设备的安装，有的提出相邻点相对位置的误差不应超过 0.1 mm的精度。为了满足这些要求，必须将高精度的仪器与设备引进到建筑工程测量中来，以便保证高精度定线、高精度定位及量测的需要。比如长度测量，一方面用于100 m以上的距离，可采用端士Kern厂生产的高精度测距仪MekometerME－3000，其测距的标称精度±（0.3 ram＋l ppm），测程为2.5 km；其次还有TellurometerMA－100，其标称精度为±（1.5 ram＋l ppm），测程可达1.5 km；此外在特殊条件下，可使用端典AGA厂生产的AGAl2标准仪器，其标称精度可达到±1ram。另一方面用于50 m左右的距离，可采用激光干涉仪，其最高精度可达0.089 m。使用这种仪器需要特殊设备，要建立一条直线导轨，使角反射器可沿导轨滑动，在滑动期间从基准点开始计算干涉条纹的数目。该设备常用于检定标准基线。除此之外，瑞士Kern厂生产的DISTOMETER弹力系统可达0.03 ram的精度。

4 结束语

综上所述，科技的快速发展，给工程测量带来了更多的新技术，新技术带来了操作更加便利、测量更加准确、工作效率更高的设备和仪器。这就要求工程测量人员要不断提高对新技术的掌握程度、熟练应用新技术、新设备，将工程测量工作进行得更加精确。