掃一掃
關注中圖網
官方微博
本類五星書更多>
-
>
公路車寶典(ZINN的公路車維修與保養秘籍)
-
>
晶體管電路設計(下)
-
>
基于個性化設計策略的智能交通系統關鍵技術
-
>
花樣百出:貴州少數民族圖案填色
-
>
山東教育出版社有限公司技術轉移與技術創新歷史叢書中國高等技術教育的蘇化(1949—1961)以北京地區為中心
-
>
鐵路機車概要.交流傳動內燃.電力機車
-
>
利維坦的道德困境:早期現代政治哲學的問題與脈絡
動態精密工程測量 版權信息
- ISBN：9787030679901
- 條形碼：9787030679901 ; 978-7-03-067990-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
動態精密工程測量 內容簡介
世界范圍基礎設施安全狀態測量等領域不斷擴大的應用需求，以及傳感器等信息技術的快速發展促進了精密丁程測量從“靜態、離散、手工”向“動態、連續、智能”發展，形成動態精密工程測量這一前沿學科交叉方向。本書基于作者多年的研究探索與積累，對動態精密工程測量理論、方法及其典型應用進行系統性歸納總結。全書分兩個部分闡述：部分是理論與方法，包括動態測量時空基準、多傳感器集成動態測量、動態精密工程測量數據處理等內容；第二部分是典型應用，重點介紹作者近20年來在公路、隧道、鐵路、大壩、管網等領域的創新測量方法研究、測量裝備研制及典型工程應用。 本書可作為測繪工程、土術工程、交通工程、水利工程、電子信息技術、計算機技術等專業的本科生和研究生教材，以及相關專業研究機構、高科技企業科研人員的參考用書。
動態精密工程測量 目錄
目錄
序一
序二
前言
第1章 動態精密工程測量概述 1
1.1 工程測量 1
1.2 動態精密工程測量 3
1.2.1 精密工程測量及其特點 3
1.2.2 動態精密工程測量及其特點 5
1.3 動態精密工程測量分類與研究內容 10
1.3.1 動態精密工程測量分類 10
1.3.2 研究內容 12
1.4 動態精密工程測量應用 13
1.5 本章小結 17
參考文獻 17
第2章 動態測量時空基準 19
2.1 時間系統和時間基準 19
2.1.1 時間系統 19
2.1.2 時間基準 21
2.2 空間基準及定位原理 22
2.2.1 坐標系統與坐標轉換 22
2.2.2 定位定姿原理 27
2.3 動態測量定位定姿方法 32
2.3.1 開放場景動態定位定姿 32
2.3.2 封閉場景動態定位定姿 38
2.4 本章小結 43
參考文獻 44
第3章 多傳感器集成動態測量 45
3.1 動態測量典型場景及系統 45
3.1.1 道路動態測量 45
3.1.2 鐵路動態測量 46
3.1.3 水面動態測量 47
3.1.4 空中動態測量 48
3.1.5 其他場景動態測量 50
3.2 動態測量常用傳感器 52
3.2.1 定位定姿傳感器 53
3.2.2 場景測量傳感器 54
3.3 多傳感器集成方法 58
3.3.1 時間基準生成 58
3.3.2 多傳感器同步控制 60
3.3.3 多傳感器標定與時空數據關聯 62
3.4 本章小結 64
參考文獻 64
第4章 動態精密工程測量數據處理 65
4.1 數據類型和處理方法 65
4.1.1 測量數據類型與特征 65
4.1.2 測量誤差的來源與類型 68
4.1.3 典型測量數據處理方法 70
4.1.4 動態精密工程測量處理方法 73
4.2 多傳感器數據濾波融合 74
4.2.1 卡爾曼濾波 75
4.2.2 粒子濾波 76
4.2.3 圖優化 78
4.3 測量數據信息增強 79
4.3.1 點云數據信息增強 79
4.3.2 圖像數據信息增強 83
4.4 測量數據配準拼接 87
4.4.1 點云數據配準拼接 87
4.4.2 圖像數據配準拼接 88
4.4.3 點云圖像數據配準 93
4.5 目標特征識別提取 94
4.5.1 通用機器學習方法 95
4.5.2 深度學習方法 97
4.6 本章小結 105
參考文獻 105
第5章 道路路面智能檢測 107
5.1 概述 107
5.1.1 道路檢測技術現狀 107
5.1.2 道路檢測技術發展趨勢 112
5.1.3 路面技術狀況指標 112
5.2 路面損壞檢測 116
5.2.1 路面損壞檢測方法 116
5.2.2 路面圖像分析 121
5.2.3 路面裂縫分析 126
5.2.4 路面點云數據處理 135
5.3 路面平整度檢測 142
5.3.1 國際平整度指數 142
5.3.2 平整度測量方法 144
5.3.3 平整度數據處理 146
5.3.4 試驗分析 148
5.4 路面車轍檢測 150
5.4.1 車轍測量方法 150
5.4.2 車轍深度計算 152
5.4.3 試驗分析 155
5.5 RTM系列道路智能檢測裝備及應用 156
5.5.1 裝備組成 156
5.5.2 裝備標定 160
5.5.3 系統軟件 161
5.5.4 裝備檢定及應用 167
5.6 本章小結 172
參考文獻 172
第6章 道路彎沉動態測量 174
6.1 概述 174
6.1.1 傳統彎沉測量應用現狀 175
6.1.2 動態彎沉測量研究現狀 176
6.1.3 道路彎沉動態測量的特點與優勢 177
6.2 道路彎沉動態測量理論基礎 178
6.2.1 計算模型 178
6.2.2 變形速度測量 181
6.2.3 變形速度計算 185
6.2.4 彎沉計算 189
6.3 道路彎沉動態測量數據處理 190
6.3.1 多傳感器數據預處理 191
6.3.2 路面變形速度計算 193
6.3.3 路面彎沉計算 195
6.3.4 彎沉修正 195
6.3.5 動態測量的驗證與分析 198
6.4 激光動態彎沉測量裝備及應用 203
6.4.1 裝備組成 203
6.4.2 裝備標定 206
6.4.3 數據采集和管理軟件 210
6.4.4 裝備檢定及應用 213
6.5 本章小結 216
參考文獻 217
第7章 隧道表觀高效測量 218
7.1 概述 218
7.1.1 隧道的基本概念 218
7.1.2 公路隧道測量 221
7.1.3 地鐵隧道測量 221
7.2 公路隧道表觀測量 223
7.2.1 測量方法 223
7.2.2 序列圖像處理 226
7.2.3 襯砌裂縫識別驗證 239
7.2.4 公路隧道表觀測量裝備及應用 243
7.3 地鐵隧道表觀測量 249
7.3.1 測量方法 249
7.3.2 測量技術 251
7.3.3 地鐵隧道表觀測量裝備及應用 258
7.4 水工隧洞表觀測量 265
7.4.1 測量現狀 265
7.4.2 表觀測量方法 267
7.4.3 測量裝備及應用 269
7.5 本章小結 275
參考文獻 275
第8章 鐵路軌道精密測量 277
8.1 概述 277
8.1.1 鐵路軌道線形測量 277
8.1.2 鐵路軌道扣件檢測 280
8.1.3 鐵路鋼軌傷損檢測 281
8.2 地鐵軌道不平順精密測量 282
8.2.1 軌道不平順 282
8.2.2 地鐵軌道不平順測量方法 285
8.2.3 試驗分析 287
8.3 鋼軌表面傷損精密檢測 290
8.3.1 鋼軌三維斷面測量 291
8.3.2 點云AICP算法配準 293
8.3.3 傷損檢測算法 295
8.3.4 試驗分析 297
8.4 軌道扣件精密檢測 299
8.4.1 扣件數據獲取方法 299
8.4.2 扣件安裝狀態檢測 301
8.4.3 扣件幾何參數計算 304
8.4.4 扣件緊固度測量 305
8.4.5 試驗分析 307
8.5 本章小結 310
參考文獻 311
第9章 堆石壩內部變形監測 312
9.1 概述 312
9.1.1 傳統堆石壩內部變形監測方法 312
9.1.2 基于管道測量的堆石壩內部變形監測 314
9.2 堆石壩內部變形動態監測新方法 315
9.2.1 基于預埋管道的測量機器人動態監測方法 315
9.2.2 堆石壩內部變形監測管道 316
9.2.3 管道測量機器人及標定 319
9.2.4 測量數據處理方法 322
9.3 堆石壩內部變形動態監測應用 327
9.3.1 管道測量機器人試驗 327
9.3.2 工程應用 331
9.4 本章小結 339
參考文獻 340
第10章 排水管道連續檢測 342
10.1 概述 342
10.2 流體驅動排水管道檢測原理與裝置 343
10.2.1 流體驅動排水管道檢測 344
10.2.2 排水管道檢測膠囊 345
10.3 排水管道檢測膠囊數據處理 348
10.3.1 視覺與運動傳感器融合的管道定位 348
10.3.2 排水管道檢測圖像病害識別 355
10.4 排水管道檢測膠囊試驗與工程應用 361
10.4.1 排水管道檢測膠囊試驗 361
10.4.2 工程應用 362
10.5 本章小結 368
參考文獻 368
第11章 動態精密工程測量拓展應用 369
11.1 大型堆場體積測量 369
11.1.1 三維堆場體積測量方法 369
11.1.2 大型堆場三維測量系統 375
11.1.3 工程應用 378
11.2 水岸一體地形測量 382
11.2.1 船載水岸一體地形測量方法 382
11.2.2 船載水岸一體地形測量系統 383
11.2.3 工程應用 388
11.3 室內三維測圖 390
11.3.1 室內三維測圖研究現狀 391
11.3.2 室內三維測圖方法 391
11.3.3 室內三維測圖系統 395
11.3.4 工程應用 396
11.4 本章小結 400
參考文獻 400
第12章 動態精密工程測量發展展望 402
序一
序二
前言
第1章 動態精密工程測量概述 1
1.1 工程測量 1
1.2 動態精密工程測量 3
1.2.1 精密工程測量及其特點 3
1.2.2 動態精密工程測量及其特點 5
1.3 動態精密工程測量分類與研究內容 10
1.3.1 動態精密工程測量分類 10
1.3.2 研究內容 12
1.4 動態精密工程測量應用 13
1.5 本章小結 17
參考文獻 17
第2章 動態測量時空基準 19
2.1 時間系統和時間基準 19
2.1.1 時間系統 19
2.1.2 時間基準 21
2.2 空間基準及定位原理 22
2.2.1 坐標系統與坐標轉換 22
2.2.2 定位定姿原理 27
2.3 動態測量定位定姿方法 32
2.3.1 開放場景動態定位定姿 32
2.3.2 封閉場景動態定位定姿 38
2.4 本章小結 43
參考文獻 44
第3章 多傳感器集成動態測量 45
3.1 動態測量典型場景及系統 45
3.1.1 道路動態測量 45
3.1.2 鐵路動態測量 46
3.1.3 水面動態測量 47
3.1.4 空中動態測量 48
3.1.5 其他場景動態測量 50
3.2 動態測量常用傳感器 52
3.2.1 定位定姿傳感器 53
3.2.2 場景測量傳感器 54
3.3 多傳感器集成方法 58
3.3.1 時間基準生成 58
3.3.2 多傳感器同步控制 60
3.3.3 多傳感器標定與時空數據關聯 62
3.4 本章小結 64
參考文獻 64
第4章 動態精密工程測量數據處理 65
4.1 數據類型和處理方法 65
4.1.1 測量數據類型與特征 65
4.1.2 測量誤差的來源與類型 68
4.1.3 典型測量數據處理方法 70
4.1.4 動態精密工程測量處理方法 73
4.2 多傳感器數據濾波融合 74
4.2.1 卡爾曼濾波 75
4.2.2 粒子濾波 76
4.2.3 圖優化 78
4.3 測量數據信息增強 79
4.3.1 點云數據信息增強 79
4.3.2 圖像數據信息增強 83
4.4 測量數據配準拼接 87
4.4.1 點云數據配準拼接 87
4.4.2 圖像數據配準拼接 88
4.4.3 點云圖像數據配準 93
4.5 目標特征識別提取 94
4.5.1 通用機器學習方法 95
4.5.2 深度學習方法 97
4.6 本章小結 105
參考文獻 105
第5章 道路路面智能檢測 107
5.1 概述 107
5.1.1 道路檢測技術現狀 107
5.1.2 道路檢測技術發展趨勢 112
5.1.3 路面技術狀況指標 112
5.2 路面損壞檢測 116
5.2.1 路面損壞檢測方法 116
5.2.2 路面圖像分析 121
5.2.3 路面裂縫分析 126
5.2.4 路面點云數據處理 135
5.3 路面平整度檢測 142
5.3.1 國際平整度指數 142
5.3.2 平整度測量方法 144
5.3.3 平整度數據處理 146
5.3.4 試驗分析 148
5.4 路面車轍檢測 150
5.4.1 車轍測量方法 150
5.4.2 車轍深度計算 152
5.4.3 試驗分析 155
5.5 RTM系列道路智能檢測裝備及應用 156
5.5.1 裝備組成 156
5.5.2 裝備標定 160
5.5.3 系統軟件 161
5.5.4 裝備檢定及應用 167
5.6 本章小結 172
參考文獻 172
第6章 道路彎沉動態測量 174
6.1 概述 174
6.1.1 傳統彎沉測量應用現狀 175
6.1.2 動態彎沉測量研究現狀 176
6.1.3 道路彎沉動態測量的特點與優勢 177
6.2 道路彎沉動態測量理論基礎 178
6.2.1 計算模型 178
6.2.2 變形速度測量 181
6.2.3 變形速度計算 185
6.2.4 彎沉計算 189
6.3 道路彎沉動態測量數據處理 190
6.3.1 多傳感器數據預處理 191
6.3.2 路面變形速度計算 193
6.3.3 路面彎沉計算 195
6.3.4 彎沉修正 195
6.3.5 動態測量的驗證與分析 198
6.4 激光動態彎沉測量裝備及應用 203
6.4.1 裝備組成 203
6.4.2 裝備標定 206
6.4.3 數據采集和管理軟件 210
6.4.4 裝備檢定及應用 213
6.5 本章小結 216
參考文獻 217
第7章 隧道表觀高效測量 218
7.1 概述 218
7.1.1 隧道的基本概念 218
7.1.2 公路隧道測量 221
7.1.3 地鐵隧道測量 221
7.2 公路隧道表觀測量 223
7.2.1 測量方法 223
7.2.2 序列圖像處理 226
7.2.3 襯砌裂縫識別驗證 239
7.2.4 公路隧道表觀測量裝備及應用 243
7.3 地鐵隧道表觀測量 249
7.3.1 測量方法 249
7.3.2 測量技術 251
7.3.3 地鐵隧道表觀測量裝備及應用 258
7.4 水工隧洞表觀測量 265
7.4.1 測量現狀 265
7.4.2 表觀測量方法 267
7.4.3 測量裝備及應用 269
7.5 本章小結 275
參考文獻 275
第8章 鐵路軌道精密測量 277
8.1 概述 277
8.1.1 鐵路軌道線形測量 277
8.1.2 鐵路軌道扣件檢測 280
8.1.3 鐵路鋼軌傷損檢測 281
8.2 地鐵軌道不平順精密測量 282
8.2.1 軌道不平順 282
8.2.2 地鐵軌道不平順測量方法 285
8.2.3 試驗分析 287
8.3 鋼軌表面傷損精密檢測 290
8.3.1 鋼軌三維斷面測量 291
8.3.2 點云AICP算法配準 293
8.3.3 傷損檢測算法 295
8.3.4 試驗分析 297
8.4 軌道扣件精密檢測 299
8.4.1 扣件數據獲取方法 299
8.4.2 扣件安裝狀態檢測 301
8.4.3 扣件幾何參數計算 304
8.4.4 扣件緊固度測量 305
8.4.5 試驗分析 307
8.5 本章小結 310
參考文獻 311
第9章 堆石壩內部變形監測 312
9.1 概述 312
9.1.1 傳統堆石壩內部變形監測方法 312
9.1.2 基于管道測量的堆石壩內部變形監測 314
9.2 堆石壩內部變形動態監測新方法 315
9.2.1 基于預埋管道的測量機器人動態監測方法 315
9.2.2 堆石壩內部變形監測管道 316
9.2.3 管道測量機器人及標定 319
9.2.4 測量數據處理方法 322
9.3 堆石壩內部變形動態監測應用 327
9.3.1 管道測量機器人試驗 327
9.3.2 工程應用 331
9.4 本章小結 339
參考文獻 340
第10章 排水管道連續檢測 342
10.1 概述 342
10.2 流體驅動排水管道檢測原理與裝置 343
10.2.1 流體驅動排水管道檢測 344
10.2.2 排水管道檢測膠囊 345
10.3 排水管道檢測膠囊數據處理 348
10.3.1 視覺與運動傳感器融合的管道定位 348
10.3.2 排水管道檢測圖像病害識別 355
10.4 排水管道檢測膠囊試驗與工程應用 361
10.4.1 排水管道檢測膠囊試驗 361
10.4.2 工程應用 362
10.5 本章小結 368
參考文獻 368
第11章 動態精密工程測量拓展應用 369
11.1 大型堆場體積測量 369
11.1.1 三維堆場體積測量方法 369
11.1.2 大型堆場三維測量系統 375
11.1.3 工程應用 378
11.2 水岸一體地形測量 382
11.2.1 船載水岸一體地形測量方法 382
11.2.2 船載水岸一體地形測量系統 383
11.2.3 工程應用 388
11.3 室內三維測圖 390
11.3.1 室內三維測圖研究現狀 391
11.3.2 室內三維測圖方法 391
11.3.3 室內三維測圖系統 395
11.3.4 工程應用 396
11.4 本章小結 400
參考文獻 400
第12章 動態精密工程測量發展展望 402
展開全部
動態精密工程測量 節選
第1章 動態精密工程測量概述 測繪學是研究地球和其他實體與時空分布有關信息的采集、存儲、處理、分析、管理、傳輸、表達、分發和應用的科學與技術。測繪學具有悠久的歷史，包括大地測量、工程測量、攝影測量與遙感、地圖制圖、不動產測量、海洋測量、地理信息系統等學科。工程測量是在測繪學中從業人員*多、應用性*強的一個分支。 1.1 工程測量 工程測量是研究工程、工業和城市建設及資源開發各個階段中所進行的地形和有關信息的采集和處理、施工放樣、設備安裝、變形監測分析和預報等的理論、方法和技術，以及對測量和工程有關的信息進行管理和使用[1]。工程測量是測繪科學與技術在城市建設、工業制造、交通工程、水利工程、地下工程、管線工程、海洋工程等的直接應用，為其設計、建設、運營提供基礎保障，在國民經濟和國防建設中具有重要作用。 工程測量是測繪學中歷史*為悠久的一個分支。人類發展文明史是改造自然的歷史。遠古時代，人類不斷與自然界斗爭，從原始的刀耕火種走向了井田阡陌，改造自然，提高勞動生產率。早在古埃及時代，人類就開始丈量土地，進行土地平整，建造巨大的建筑物。從金字塔到萬里長城，從古羅馬輸水道到都江堰水利工程，從中國黃石銅綠山礦到奧地利哈爾施塔特鹽礦，這些大型宗教、建筑、水利、采礦工程通過測量進行選址、軸線定位、定向、施工放樣以及維護監測。與此同時，不同的工程建設需求對測量技術不斷提出新的挑戰，如黃河河道整治、京杭大運河等水利工程對高程測量提出要求，北京故宮、圓明園等工程對施工測量提出要求，促進了工程測量技術的發展和完善，保證工程建設按照設計進行，實現人類對自然的改造。由此可以看出，人類發展文明史也是工程建設的歷史，更是工程測量的發展史。 自工業革命以來，科學和技術突飛猛進，人類生產生活方式發生了重大變化，工業和貿易規模迅速擴張，居民聚集程度不斷提高，修建了越來越多的人類定居點，大量的現代城市逐漸形成。一方面，城市中的居住區、工廠、道路等工程建筑物密集且規模龐大，對工程測量的精度、效率和作業過程提出了新要求。1689年，法國路易王朝開始修建凡爾賽宮，占地面積111萬m2，其中建筑面積為11萬m2，共有1300多個房間。另一方面，隨著機械和光學技術的進步，現代工程測量手段開始出現。1730年，英國機械師西森研制了經緯儀，利用望遠鏡、度盤進行角度測量，提高了角度的觀測精度，簡化了方向測量與計算。經緯儀首先被應用于航海和軍事制圖，隨后角度測量繼續發展，并被逐漸應用于工程測量。1887年，法國開始建造高達300m的埃菲爾鐵塔，為了保障18038個鋼鐵構件能夠按照設計圖紙進行精確組裝，精準施工放樣必不可少。制造者利用當時先進的經緯儀進行施工測量，保障了埃菲爾鐵塔按期建成。隨著工程測量技術的不斷變革，工程建筑物曰益龐大而復雜。1930年，美國在紐約曼哈頓島歷時410天建成高達381m的帝國大廈。1994年，我國在湖北宜昌開始修建三峽大壩，壩高181m，正常蓄水位175m，總庫容393億m3，安裝32臺單機容量為70萬kW的水電機組，裝機容量達到2240萬kW。為了保障三峽大壩的建設與運營，共在壩體安裝埋設正垂線、倒垂線、引張線、伸縮儀、精密量距、靜力水準儀、精密水準儀、多點位移計等工程測量儀器1.2萬余支，遍布三峽樞紐。 工程測量貫穿工程建設的規劃設計、施工建設和運營管理三個階段，如圖1.1所示，其主要任務是進行地形圖測繪、工程控制網布設及其優化設計、施工放樣、工程變形監測分析和預報等工作。 圖1.1 工程測量 （1）在規劃設計階段，工程測量通過控制測量、攝影測量等技術，利用經緯儀、水準儀進行測量，或者利用高清相機成像，獲得工程區域的地形地貌，提供各種比例尺的地形圖、正射影像圖或者高程模型，為建筑、規劃或者土木工程設計人員提供基礎數據，支撐項目選址、選線評估。例如，新城區修建時進行地形圖測繪，為城市的建筑物、道路、管道等布設提供依據；高速公路和高速鐵路在規劃階段利用航空攝影快速獲取指定帶狀區域的髙清影像圖，輔助進行線路走向評估。 （2）在施工建設階段，工程測量根據工地的地形、工程性質、施工的組織和計劃等，建立平面控制網和高程控制網，將所設計的工程建筑物按照施工要求在現場標定，進行定線放樣，測量工程建筑物的幾何尺寸并進行施工質量控制。例如，在高層建筑物建設期間，需要布設平面控制網和高程控制網，隨著建設進度推移不斷進行施工放樣，保障建筑物嚴格按照設計施工至正確的平面位置及髙程；在工程現場周邊進行沉降觀測，防止發生關聯災害，保障施工安全；建設公路隧道時，進行洞內導線測量，不斷校正隧洞掘進方向，保證隧洞順利貫通。 （3）在運營管理階段，需要對工程建筑物的水平位移、沉陷、傾斜以及擺動進行定期或持續的監測，監視工程建筑物的安全狀態；對大型工業設備進行日常檢測和調校，保障其按設計要求安全運行。例如，三峽大壩建設完成后，需要對壩體進行周期性的位移監測和沉降觀測，輔助進行大壩的蓄水、發電與防洪決策；摩天大樓使用時需要進行年度沉降監測，防止大樓出現不均勻沉降。 近半個世紀以來，受益于空間科學、信息科學、現代光電技術、傳感技術以及精密機械技術的發展，先進的工程測量儀器陸續出現，如光電測距儀、電子經緯儀、數字水準儀等。全站儀集成電子經緯儀、光電測距儀和通信模塊，能夠同時測量角度和距離，并傳輸測量數據，功能更加強大，給工程測量帶來了巨大變化，改變了傳統工程測量的作業方式。工程測量的信息化水平也得到了極大提升。工程測量的應用范圍越來越廣，不僅研究傳統工程測設理論、技術和方法，而且還要延伸到國防工業、特種工業精密安裝、環境和文物保護等領域，其服務范圍涉及地面、地下、水下、太空、民用和軍用等，其服務的行業包括市政、交通、水利、礦山、電力、航空航天與房地產等各類工業（廠），以及醫療、公共安全、國防等。與此同時，工程測量的精度、效率和可靠性也正在逐步提高[2]。 隨著工程建設的持續發展，大型、特大型工程數量不斷增多，其復雜程度進一步提高，安全運維的風險也逐漸增長，這對工程建筑物的運營管理也提出了更高要求，其服役狀態的監測周期不斷縮短。規劃設計與施工建設的測量問題已基本解決，工程測量的主要應用場景轉變為以服務于運營管理測量為主，測量精度逐漸提高，測量速度和效率不斷提升[3]。隨著動態精密工程測量理論和技術的不斷完善，工程測量正在發生深刻的變革。 1.2 動態精密工程測量 1.2.1 精密工程測量及其特點 隨著現代科學和工程技術的不斷進步，科學研究和工程應用不斷向宏觀的深空、深地、深海和微觀的粒子、微納方向拓展，重大工程項目和大科學工程得到了蓬勃的發展，如港珠澳大橋[4]、中國高速鐵路[5，6]、載人航天工程等重大工程[7]。這些工程規模大、結構復雜、構件多樣，為了保證它們的正常運營和高度穩定，不僅要求以髙精度定位安裝，而且要在運營維護期間監測其微小變形，并將其校準到正確位置。大型工程的施工、安裝、檢測、控制和監測對工程測量提出了更高的要求[8]。例如，安裝500m口徑球面射電望遠鏡的拋物面反射鏡（圖1.2（a））時，其相對精度要求髙達0.1mm；散裂中子源粒子加速器包括200m直線加速器和400m同步環形加速器，其準直測量的平面位置精度為0.3mm。我國建設了數萬千米的髙速鐵路網（圖1.2（b）），服務高鐵建設的CPIII控制點精度要求在毫米級，保障高鐵安全運行的軌道檢測精度也需要達到亞毫米級。大型工程建筑物，如廣州新電視塔“小蠻腰”、深圳平安國際金融中心、上海中心大廈、北京大興機場等，其設計和施工均要求高精度工程測量保障，其測量精度通常在毫米級。這些工程測量工作形成了工程測量的前沿方向，即精密工程測量。 圖1.2 精密工程測量 和普通工程測量不同，精密工程測量在精度要求、測量對象、儀器設備、測量方法的等方面都存在一定的差別。 1.測量精度高 根據《精密工程測量規范KGB/T15314—94）[9]的要求，精密工程測量的絕對測量精度應達到毫米量級，甚至亞毫米。例如，一級精密距離測量的中誤差應小于0.05mm；在修建速度為350km/h的高速鐵路時，為了達到高速行駛條件下旅客列車的安全性和舒適性，《城市軌道交通無砟軌道技術條件》（GB/T38695—2020）？要求采用髙精度雙頻全球導航衛星系統（global navigation satellite system，GNSS）接收機，建設高精度平面控制網；上海同步輻射光源大科學裝置包括長為20m的直線加速器、長為180m的增強器和長為432m的儲存環，在安裝時要求垂直于電子流方向的測量誤差小于0.05mm。 2.服務對象復雜 工程測量大都針對簡單建筑物進行，占地面積小，空間范圍有限，測量作業相對容易。精密工程測量對象通常是摩天大樓、跨江/跨海大橋、超長隧道、高速鐵路、粒子加速器等重大工程，這些工程建筑物構件多、結構復雜、空間范圍廣泛，測量困難多、要求高且難度大[8]。武廣高速鐵路長度超過1000km，其CPIII控制網包含3萬多個控制測量點。港珠澳大橋海底沉管隧道長5664m，由33節巨型沉管和1個合龍段接頭組成，*大安裝水深超過40m，數萬噸沉管在海平面以下13～44m的水深處進行對接，需要水下精密施工測量，將對接誤差控制在2cm以內[4]。 3.測量儀器專用 測量儀器是精密工程測量發展的重要推動力。精密工程測量通常使用精度更高的測量儀器，如測角精度為0.5"的高精度經緯儀、高精度激光測距傳感器、高精度激光準直系統等，這些儀器性能好，精度高，穩定性強。近年來，精密工程測量儀器在測量精度、測量范圍、測量自動化等方面都有了顯著的進步，激光跟蹤儀、激光掃描儀、測量機器人、高精度GNSS接收機等為精密工程測量提供了技術保障。許多工程場景環境特殊，測量要求高，需要研制專用的精密測量設備。例如，高速公路路面檢測要求盡量不干擾路面交通，必須研制專用的車載道路路面檢測系統，利用高精度結構光三維測量傳感器、高分辨率相機、慣性測量傳感器以及GNSS接收機，獲取路面精細三維點云和紋理，快速高效地實現路面車轍、平整度、裂縫、破損等病害的連續檢測，從而實現道路路面病害普査[11]。 4.多學科交叉 精密工程測量集成了工程技術、計算機技術、電子信息技術和自動控制技術，涉及建筑學、地質學、海洋學、材料學、工程學等，具有典型的前沿交叉性質，始終是工程測量的發展熱點和前沿方向。在應用方面，精密工程測量也具有非常典型的前沿交叉特征，服務于大型建筑、交通工程、水利樞紐、大科學裝置、探月工程，并逐漸向地下、水下、太空等更深、更遠地方延伸，同時和土木工程、水利工程、航空航天等學科深度交叉融合。 1.2.2 動態精密工程測量及其特點 改革開放以來，隨著經濟的快速發展，我國工程建設突飛猛進，工程建筑物，特別是民用建筑物（如高速公路、高速鐵路、城市地鐵、水利樞紐、大型機場、輸電線路、大型管道）等規模迅速擴大。圖1.3展示了我國髙速公路與髙速鐵路通車里程的發展歷程。1988年，我國**條高速公路一滬嘉髙速公路建成通車，截至2020年底，我國高速公路通車里程已達到16.10萬km。2008年，我國**條設計速度為350km/h的高速鐵路——京津城際鐵路開通，截至2020年底，我國高速鐵路通車里程已達到3.8萬km，對百萬人口以上城市覆蓋率超過95%。與此同時，摩天大樓、公路/鐵路隧道、跨江/跨海大橋等規模巨大的工程建筑物數量與日倶增，這對工程測量在工程建設、運營和維護過程中的應用提出了更高的要求。 圖1.3 我國重要道路基礎設施發展歷程 （1）重大工程如高速公路、高速鐵路、地鐵是國民經濟建設的動脈，水利樞紐、核電站是動力源泉，摩天大樓組成的中央商務區是國民經濟建設的“加油站”，其服役狀態不斷發生變化，超過一
動態精密工程測量 作者簡介
李清泉，1965年1月生，安徽天長人；二級教授，博士生導師，靠前歐亞科學院院士。1981年進入武漢測繪科技大學（現為武漢大學）工程測量專業學習，獲工學碩士學位，后師從李德仁院士攻讀攝影測量與遙感專業博士，獲工學博士學位。長期從事動態精密工程測量、3S集成、時空大數據分析等方面的研究，突破了影響基礎設施安全的剛度／彎沉、表觀變形和線形變化連續高精度動態測量等關鍵難題，形成了動態精密工程測量理論方法與技術體系，發明研制了系列專用測量裝備，服務我國70%以上等級公路、數百個城市市政道路，以及機場、隧道、地鐵、大壩、管網等基礎設施安全狀態測量，推動了精密工程測量從“靜態到動態”“離散到連續”“人工到智能”的轉變，顯著提升了我國基礎設施安全狀態測量技術水平，實現了靠前化推廣，為工程測量學科發展做出了突出貢獻。 李清泉共出版專著5部，發表論文300余篇；榮獲中國青年科技獎、全國創新爭先獎、何梁何利科技進步獎；獲授權靠前、國內發明40余項，國家技術發明獎二等獎1項，國家科學技術進步獎二等獎1項，重量教學成果獎二等獎1項，國家科學技術進步獎（創新團隊）1項；獲省部級科技進步獎一等獎7項，培養數十名博士、碩士研究生。自1996年至今，先后擔任武漢測繪科技大學科研處處長、副校長；武漢大學副校長、常務副校長；深圳大學校長、黨委書記。
書友推薦
- >
朝聞道
- >
月亮虎
- >
我從未如此眷戀人間
- >
人文閱讀與收藏·良友文學叢書:一天的工作
- >
上帝之肋:男人的真實旅程
- >
伯納黛特,你要去哪(2021新版)
- >
有舍有得是人生
- >
二體千字文
本類暢銷
