建筑工程测量建筑研究

建筑工程测量建筑研究

梁才度

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摘要

如今人们生活水平持续提升,城市化进程也在不断增快,城市居住人员越来越多。城市化水平的增强,会促进建筑行业的发展,而且可以更好地满足人们的居住需求。在这种情况下,需要高度重视对于建筑工程施工质量的保障。工程测量属于建筑工程施工时期的重要组成部分,会直接影响到整体的工程质量。本文分析了建筑工程测量的内容和需求,而且研究了工程测量的作用和价值,希望能够提升建筑工程质量,确保人们的生活质量可以得到保障。

关键词：建筑；工程测量；工程质量

1如何进行坐标换带计算

1.1同一椭球的坐标换带计算

我们可能会在一些教科书上看到不同的计算公式，头大。其实大可不必，明白了道理，也并不复杂。无论是3度带向6度带、3度带向3度带还是6度带向6度带、6度带向3度带，乃至任意带向任意带转换，计算思路都可以统一起来。我们知道在同一椭球下，其空间直角坐标系是唯一固定的，不管哪个带，通过高斯投影反算先将其转为空间直角坐标（或者大地坐标，两者是等同的），再通过高斯坐标正算向目标带计算即可。

1.2施工测量中遇到的坐标换带

大家翻高铁测量规范就知道，1.0.3要求高速铁路工程测量平面坐标系应采用工程独立坐标系统，在对应的线路轨面设计高程面上坐标系统的投影长度变形值1km不大于10mm，因此设计多会采用任意投影带，并不会按照1.5度、3度或6度来设置，特别对于东西走向的线路来说，可能20-30公里就有一个投影带。在换带的地方，无论是控制点还是线路，设计都会提供两套坐标，我们并不需要去做换算计算，当然，如果需要复核，也可以去算一算。这种情况，一般不会使用不同椭球。在过渡段，我们使用哪个坐标系都行，但越过之后，则必须使用相应坐标系坐标，否则会违背投影变形的要求，别傻傻的全去转换了。

2详解线元法定义线路

2.1线路定义的“一统江湖”

线元法用七个元素来定义一个线元：1、起点里程（K），2、起点坐标（C），3、起始方位角（A），4、线元长度（L），5、起点半径（sR），6、终点半径（eR），7、曲线偏向（T）。如果用U(K,C,A,L,sR,eR,T)表示一个线元，则一条线路则是U的有序集合｛U1,U2,...Ui｝。用这七个元素可以轻松定义直线、圆曲线以及缓和曲线，当sR=eR=∞时即为直线，当sR=eR≠∞即为圆曲线，此外的情形即为缓和曲线。线元法的定义是以缓和曲线为模板，将直线和圆曲线作为两个特例从而在线路定义上“一统江湖”。

2.2算法统一

使用数值积分能完美解决缓和曲线的计算问题，在《广义地理解和使用线路》（这篇文章里的切线支距需要改为法线支距，在一次培训中发现，说声抱歉）以及《线路：您也可以搞定线路正算》中介绍了统一计算模型（针对三次抛物线的计算模型，如果缓和曲线类型不同，改变算法即可）。

3三角高程

全站仪三角高程由于使用便捷而大量在施工测量中使用，同时也导致了大量的错误，根本原因就是球气差改正和天顶距测量精度，尤其是前者。本文不介绍球气差的原理（需要学习的网上查一下），而用数据说明其影响程度，以引起测量人员重视。

3.1实测数据

这是最近在某个项目上测四等导线和四等水准的部分数据，按照铁路测量规范，四等导线1“仪器水平角测4个测回，要代四等水准，天顶距需要测3个测回，由于采用了徕卡Ts15机器人自动观测，因此天顶距也随着水平角测回数测了4个测回。从表中数据看，LG01-LG02的600多米长的边对向观测高差仅差了0.6mm，这是不是就说明三角高程很可靠呢？恰恰相反！这个高差是经过球气差改正后的高差，我们可以动手算一算，不改正会差多少？图片表中：h=斜距*cos（天顶距）；H=h+仪器高-目标高。由于对向观测可以抵消掉球气差影响，我们将往返均值视为两点间高差的理论值，从上表数据可以看出，往返测较差为5.4cm，往返测与理论值差2.7cm。这是不是意味着在施工测量中不进行球气差改正600米边长仅差2.7cm呢？并非如此，别忘了，影响三角高程的另一个因素：天顶距，在这个例子中，我们使用了机器人目标自动识别且天顶距测了4个测回，而在施工放样中，天顶距大多数时候人工观测并只有半个测回！

3.2球气差改正

在Ts15的使用说明书上，给出了高差球气差改正公式:

Δ=（1-0.13）*平距*平距/（2*6378000）

0.13:大气折光系数

6378000：地球半径

我们可以计算出上述例子改正值为2.64cm，与差值2.7cm接近。在球气差改正中，显然大气折光系数是难以确定的，内地和高原显然不同，同一地点气候、高低不同等均会带来折光系数的不同，徕卡提供的这个折光系数应是取了大多数环境情况下的系数，并不一定放之四海而皆准。

3.3该怎么使用三角高程？

在实际施工测量中，不太可能对天顶距进行多测回测量，也不太可能进行对向观测，否则放样的效率将极低。有些研究论文提出超过400米边长的三角高程就必须进行球气差改正，这不尽然，放样误差的大小与结构物的要求精度有关，我们可以在使用三角高程时对放样点附近的水准点进行同时测量，当测量高程与水准点高程差值小于放样精度时便可以使用，否则应当进行球气差改正并提高天顶距测量精度。如果放样点附近没有水准点可以参照，建议三角高程使用时边长不超过300米。全站仪提供的高差或高程是否已经进行了球气差改正？有的有，有的没有，要看仪器和仪器设置。某些品牌仪器的三角高程贼准，无非就是仪器天顶距精度高和采用了适当的球气差改正。

4优化与拟合在工程测量中的解读

优化与拟合。这两个概念在统计学中占据重要地位，同时对测量理论产生深远影响。曾经看过一个武汉大学大师级讲课视频，说测量误差理论来源于统计学，又反作用于统计学。要深入学好工程测量，优化与拟合的概念不可不了解。

4.1优化与拟合

优化：采取一定措施使变得优异。为了更加优秀而“去其糟粕，取其精华”；为了在某一方面更加出色而去其糟粕；为了在某方面更优秀而放弃其他不太重要的方面；使某人/某物变得更优秀的方法/技术等；在计算机算法领域，优化往往是指通过算法得到要求问题的更优解。从优化的定义可以看出，优化的本质特征是“去粗存精”，使优化的对象更合理、更优异。在统计学里，有很多优化的方法，比如线性回归和非线性回归以及各种估计。拟合：拟合与插值以及逼近是数值分析的三大基础工具，通俗意义上它们的区别在于：拟合是已知点列，从整体上靠近它们；插值是已知点列并且完全经过点列；逼近是已知曲线，或者点列，通过逼近使得构造的函数无限靠近它们。常用的拟合方法如最小二乘法等。

4.2优化与拟合在GPS-RTK参数的计算

GPS-RTk参数计算过程中，拟合表现在将大量的公共点使用最小二乘法的方法计算出整体最靠近的“参数”（不管四参数还是七参数），而优化是发现拟合的参数不能适应我们需要或导致测量误差过大而去掉一些参与拟合的点再次拟合参数的循环过程。

参考文献

[1]吕加宝.基于“工匠精神”理念的建筑工程测量教学改革研究[J].砖瓦,2021(08):217-218.DOI:10.16001/j.cnki.1001-6945.2021.08.107.

[2]范晓红.中职建筑工程测量课程三教改革策略研究[J].现代职业教育,2020(42):212-213.

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