建筑物变形监测毕业论文

当一条线段绕着它的一个端点在平面内旋转一周时，它的另一个端点的轨迹叫做圆。这是我为大家整理的关于圆的学术论文，仅供参考!

无以圆心,何以圆

[摘 要]道德和法律就好比圆心与圆，道德为圆心，法律为圆圈，没有圆心，作不出圆，也没有无圆心的圆，即，没有道德则作不出法律，也没有不以道德为支撑的法律。正所谓“法的生发起点在于道德，法的价值核心也在于道德，从某种意义上说，法就是基本道德的国家强制。”同时“法律的自觉遵守的落脚点实为一种道德自律”。

[关键词]法律;道德;道德支撑

一、道德与法的含义

法就是以权利义务为内容的、具有概括性并且由公共权力机构制定或者认可的、以国家强制力为后盾，通过法律程序保证实现的、用以约束和调整人们日常行为的社会规范。

道德是关于人们思想和行为的善恶、美丑、正义与非正义、公平与偏私、诚实与虚伪、荣誉与耻辱等观念、规范、原则和标准的总和。道德是人们最熟悉的一种社会现象，每个人处处生活在各种道德关系中。它是做人的根本，也是社会文明进步的重要标准之一。[1]

二、简述道德与法的异同

现代意义上的道德就是关于人们思想和行为善恶、美丑、正义与非正义、公正与偏私、诚实与虚伪、荣誉与耻辱等观念、规范，原则和标准的总和，是构建和谐社会重要准则之一。关于法与道德的联系，主要是在本质、功能、内容上存在着相互一致的地方。因此，在构建和谐社会中起直接和间接的作用。对市场经济，政治体制改革都起着规范和引导作用。

三、关于法律的道德支撑问题的分析

(一)自然法学派与实证法学派的主张

1.自然法学派关于法律与道德关系的基本观点

自然法观念成熟于古罗马时期，它的渊源可以追溯到古希腊荷马时代。而在近代，格劳秀斯是第一个比较系统论述自然法问题的思想家，其理论贡献之一在于他把法学从神学中分离出来，使法学摆脱了中世纪神学的桎梏而获得了独立的地位，为人本主义的自然法理论奠定了基础。他的那句“上帝不存在，自然法仍将存在”的名言，廓清了笼罩在自然法问题上的神学迷雾，否定了上帝之永恒法高于自然法的神学法观念。[2]

2.实证法学派对于法律与道德的基本理解

与自然法学派相对立的是实证法学派，在这个问题持有完全不同的见解。他们质疑自然法学派所主张的法律与道德之间的必然联系，认为这种关系只是一种“错觉”。实证主义法学家主张区分“应该”和“是”，认为法理学应当致力于研究法律实际上“是”什么，而不是它“应该”是什么。在道德信仰已然瓦解的情况下，实证主义法学否定法律与道德之间的必然联系、反对将法律作为道德的附庸也就顺理成章。[3]

(二)我国思想家对法律的道德支撑问题的基本主张

1.德治的主张者和法家的主张

一个饶有意味的情形是，德治的操作和论证往往建立在下面两个前提之上：其一，法和道德的工具主义，其共同本质在于不以人为目的;其二，法不具有道德价值和属性。历史上德治主张者主张德治天下，不主张法治于民，认为德为教化，法为刑杀，不益于安享太平和长治久安;尽管两家均有其理，但将法律与道德对峙起来，实为偏激。

2.法治论者的主张

我国古代思想家及统治者们强调道德、礼仪在治理社会中的核心规则作用，这是由自给自足的自然经济形态所决定的。自然经济要求人们固守在土地上，人与土地等不动产的结合是创造财富和人们赖以生存的基本条件，统治者所期望的是一个秩序井然的社会，他们把秩序作为法与道德所追求的首要目标。这突出体现在宪法中明确将尊重社会公德规定为公民的基本义务，民法通则中将公序良俗原则确立为民法的基本原则。[4]

(三)法律的运行过程需要道德支撑

1.立法过程需要道德支撑

道德的法律化是中西立法实践中常见的现象，其实质是把一些道德义务转化为法律义务，把道德原则转化成法律原则。立法产生的法乃是法中极小的一部分，而法律又是道德基础之上的社会规范体系，故此立法过程非常需要道德这一大的环境来支撑。作为良法，一般都要体现正义的追求、对人类幸福的追求、对法治实现的追求。也正因有了道德灌注于法律中并作为精神支柱，法律才有意义和生机。[5]

2.执法与司法过程需要道德支撑

执法与司法过程中主要有两个方面，一是恪守实体法与道德正义的冲突;二是恪守程序法与道德上正义的冲突。执法体系是由不同机关组织的执行法律而构成的互相分工与配合的和谐整体，我国行政执法要求遵循合法性原则、合理性原则、高效率原则、正当程序原则等;司法是国家司法机关依据法定职权和法定程序，具体应用法律处理案件的专门活动，其过程中必须遵循法治原则、平等原则、司法独立原则、司法责任原则等。[6]

四、案例解析

众所周知留日学生机场刺母事件阴霾还未褪尽，学生砍杀父母致一死一伤的血案，为何接连发生这样的恶性事件?究其本质，当事学生游离于社会道德体系之外，原因主要有三：一是我们家长灌输给孩子的思想是“只要学习好，啥都不重要”，这也就滋长了孩子的骄纵之情，让孩子觉得他的一切要求家长都应该满足。二是唯分数论英雄的应试教育疏忽了学生的社会道德培育，自然学生人格塑造也就多了一份功利，少了一些社会责任。三是我们家长与孩子之间缺乏了最起码的沟通，他们认为只要孩子穿得好、吃得好、上的学校好，孩子们就很知足了、很高兴了、很幸福，其实他们跟本不知道孩子们心里是怎么想的，他们最需要什么，这样孩子的人格塑造自然也就出现了短板。[7]

广东“小悦悦事件”之后，有很多人认为健全和完善社会道德的自我救济和相关司法制度成了

当务之急，又有不少人认为道德与法律根本是两个范畴事情，不能靠法律来挽救道德。

笔者认为法律不仅仅是一把利剑，法律和道德更是一条双行线，下面一条是我们所公认的道德底线，以惩处和减少犯罪;而上面那条则应该就是道德的保障，它防止的是社会道德和公共诚信的流失。同时，在立法本质上，道德是圆心，法律是圆圈，法律的制定与实施离不开道德这个圆心的定位与支撑，道德的弘扬与传承离不开法律这个圆圈的强制与规圈。因此，无以圆心，何以圆，没有道德做底线，法律也不能够空洞的存在。

[参考文献]

[1]巴尔.三种不同竞争的价值理念体系[J].现代外国哲学社会科学文摘,1993.

[2] 刘泽君.论法的价值取向[J].北方工业大学学报. 1997(04) .

[3]博登海默.法理学:法律哲学与法律方法[M].邓正来・北京:中国政法大学出版社:18.

[4]庞德.通过法律的社会控制―――法律的任务[M].北京:商务印书馆,1984:73.

[5]谷口安平.程序正义与诉讼[M].北京:中国政法大学出版社,1996:5.

[6]米而恩.人的权力与人的多样性―――人权哲学[M]:35.

[7]丹宁勋爵.法律的正当程序[M].,杨百揆,刘庸安.北京:群众出版社,1993:60.

[作者简介]郭三龙(1980―)，男，甘肃庆阳人，甘肃林业职业技术学院教师，讲师，主要从事法学、森林保护专业课程的教学与研究工作。

圆曲线测设

摘要：在公路、铁路的路线中，一般是在测设出曲线各主点后，随之在直圆点或圆直点进行圆曲线详细测设。本文通过仪器安置不同地方进行多种，提出了交点偏角法详细测设圆曲线的 方法 ，其中主要运用了偏角法测设法。

关键词：安置 交点 偏角法 圆曲线 测设

前 言

《礼记》有云：大学之道，在明德，在亲民。在提笔撰写我的毕业设计 论文的时候，我也在向我的大学生活做最后的告别仪式。我不清楚过去的一切留给现在的我一些什么，也无从知晓未来将赋予我什么，但只要流泪流汗，拼过闯过，人生才会少些遗憾!

非常幸运能够加入水利工程这个古老而又新兴的行业，即将走向 工作岗位的时刻，我仿佛感受到水利行业对我赋予新的 历史 使命，水利是一项以除害兴利、趋利避害，协调人与水、人与大 自然 关系的高尚事业。水利工作，既要防止水对人的侵害，更要防止人对水的侵害;既要化解自然灾害对人类生命财产的威胁，又要善待自然、善待江河、善待水，促进人水和谐，实现人与自然和谐相处。这种使命，更让我用课堂中的知识用于实际生产中来。特别是这两个月来的毕业设计，我越发感觉到学会学精测量基础知识对于我贡献水利是多么的重要。所以，我越发不愿放弃不多的大学时光，努力提高自己的 实践动手能力，而本学期的毕业设计，为我提供了绝好的机会，我又怎能放弃?

刚刚从老师那里得到毕业设计的题目和任务时，我的心里真的没底。作为毕业设计的主体工作，我们主要运用 电子 水准仪对某幢 建筑物进行变形观测与 计算 ，布设控制点进行平面控制测量和高程控制测量;用全站仪进行了中心多边行角度和距离的测量，并用条件平差原理进行平差，通过控制点的放样来计算土的挖方量，还有圆曲线的计算与测设。而我 研究 的毕业课题是。

大学的最后一个学期过得特别快，几乎每天扛着仪器，奔走在校园的每个角落，生活亦很有节奏。今天我提笔写毕业论文，我的毕业设计也接近尾声。不管成果如何，毕竟心里不再是没底了，挑着两个多月的辛苦换来的数据和成果，并不断的完善他们，心里感觉踏实多了。

在本次毕业设计论文的设计中要感谢水利系为我们的工作提供了测量仪器，还有各指导老师的教导和同学的帮助。

开 题 报 告

一、研究课题：《微分曲线的 应用 》

二、学科地位和研究应用领域

1.学科定义

工程测量学是研究地球空间中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的 理论 方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。

2.学科地位

测绘 科学 和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和 现代 发展 的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。

3.研究应用领域

目前 国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行 管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、三维 工业 测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。

国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形 分析 与解释。现在,下设了6个工作组和2个 专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子 科技 文献 和 网络 。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。

工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。

工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。

工程测量仪器的发展工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的 软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。

三、工程测量理论方法的发展

1.测量平差理论最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的 影响 ,对参数和残差 统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网 参考 点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。

2.工程控制网优化设计理论和方法网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是:根据设计资料和地图资料在图上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。值精度,可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。

3.变形观测数据处理工程建筑物及与工程有关的变形的监测、分析及预报是工程测量学的重要研究 内容 。其中的变形分析和预报涉及到变形观测数据处理。但变形分析和预报的范畴更广,属于多学科的交叉。

(1)变形观测数据处理的几种典型方法根据变形观测数据绘制变形过程曲线是一种最简单而有效的数据处理方法,由过程曲线可作趋势分析。如果将变形观测数据与影响因子进行多元回归分析和逐步回归计算,可得到变形与显著性因子间的函数关系,除作物理解释外,也可用于变形预报。

(2)变形的几何分析与物理解释传统的方法将变形观测数据处理分为变形的几何分析和物理解释。几何分析在于描述变形的空间及时间特性,主要包括模型初步鉴别、模型参数估计和模拟统计检验及最佳模型选取3个步骤。变形监测网的参考网、相对网在周期观测下,参考点的稳定性检验和目标点和位移值计算是建立变形模型的基础。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。

(3)变形分析与预报的系统论方法用现代系统论为指导进行变形分析与预报是目前研究的一个方向。变形体是一个复杂的系统,它具有多层次高维的灰箱或黑箱式结构,是非线性的,开放性(耗散)的,它还具有随机性,这种随机性除包括外界干扰的不确定性外,还表现在对初始状态的敏感性和系统长期行为的混沌性。此外,还具有自相似性、突变性、自 组织性和动态性等特征。

四、工程测量学的发展展望展望21世纪,工程测量学在以下方面将得到显著发展:

1.测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大,影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强;

2.在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和 环境保护的各种 问题 。

3.工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理;

4.多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。

、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。

6.大型和复杂结构建筑、设备的三维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。

7.数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业 教育 的重要内容。综上所述,工程测量学的发展,主要表现在从一维、二维到三维、四维,从点信息到面信息获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。

工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境,提高人们的生活质量起重要作用。文 献 综 述

一、圆曲线的详细测设

在各类线路工程弯道处施工，常常会遇到圆曲线的测设 工作。 目前 ，的 方法 已有多种，如偏角法、切线支距法、弦线支距法等。然而，在实际工作中测设方法的选用要视现场条件、测设数据求算的繁简、测设工作量的大小，以及测设时仪器和工具情况等因素而定。另外，上述的几种测设方法，都是先根据辅点的桩号(里程)来 计算 测设数据，然后再到实地放样。因此，在实际工作中利用上述传统测设方法，有时会因地形条件的限制而无法放样出辅点(如不通视或量距不便等)，或放样出的辅点处无法设置标桩。

在本次毕业设计的 论文课题中介绍的几种的新方法，不仅计算简单、测设便捷，而且可在不需要知道曲线上某点里程的情况下进行，从而避免了按预先给定的曲线点反算的测设数据放样不通视而转站的麻烦。同时，利用本文介绍的新方法，还可以根据线路工程施工进度的要求，灵活地选择性地放样出部分曲线;也可以用于快速地确定曲线上某一加桩的位置;若用于线路验收测量，则更加方便，验测结果更具有代表性、更可靠。

二、全站仪在任意站测设圆曲线及方法交点偏角法测设方法

用全站仪任意站测设圆曲线，安置一次仪器就能完成全部工作。虽然外业计算麻烦，但对于不能设站的转点，可谓方便灵活。但它的不足之处仍然是计算烦锁，对于不熟悉内业的外业工作者，很难实际操作。如果利用一些程序计算器，编制输入：AB 的四组坐标和半径、九个数据的程序，可迅速得出放样数据，简化了外业工作。

为了放样工作的便利,可在平面控制网中纳入一些放样点,构成GPS同级全面网。由于放样点间距离较近,在进行同步环和闭合环检验时可仅考虑各分量的较差,而不考虑相对闭合差。因为,用相对闭合差来衡量是不合理的。由于GPS接收机的固定误差,相位中心偏差以及观测时的对中误差均在1mm～5mm之间,对于几十米的短边,其相对闭合差值势必较大。3)平面控制网的设计主要考虑独立基线的选择以及异步闭合环的设计,要考虑构成尽可能多的闭合图形,并将网中处于边缘的观测点用独立基线连接起来,形成封闭图形。

同理，采用上述思路，也可测设缓和曲线。

在道路、渠道、管线等工程建设中，受地形、地质等条件的限制，线路总是不断转向。为使车辆、水流等平稳运行或减缓冲击，常用圆曲线连接，因而是线路测设的重要 内容 。在公路、铁路的路线中,一般是在测设出曲线各主点后,随之在直圆点或圆直点进行圆曲线详细测设。其测设的方法很多,诸如偏角法、切线支距法、弦线支距法、延弦法等。这些方法有一个共同点:均是在定测阶段放样出的线路交点处设站,以路线后视方向定向,在实地定出曲线主点,然后将仪器置于曲线主点(一般是在曲线起点)处,以路线交点为后视方向定向,进行圆曲线详细测设。这些方法在实际施测过程中,由于各种地形条件的限制以及施测方法的特点,可能会出现以下三种情况:

(1) 在曲线主点处无法设站。

(2) 后视方向太近,定向不准。

(3) 误差积累较大。

为此,在交点可以设站的情况下,可以采用一种新的测设方法—交点偏角法。

本文提出的交点偏角法详细测设圆曲线方法,从上述的计算,测设的方法得知,它具有以下优点:

(1)计算方便、工作量省、易于实现公路测量的自动化。从上述公式推导得知,只要知道待测设点至圆曲线中点间的弧长,便可计算出测设所需的数据;而且上述情况和的计算偏角和待测设点至交点水平距离公式相同,只是外矢距的计算方法不同,容易通过 计算机 语言编程实现公路测量的自动化。另外,本方法不需在圆曲线主点重新设站,可以在测设圆曲线主点时,同时进行圆曲线详细测设,故工作量省。

(2)测设方法简易、易于达到较高的测设精度。一般的测设方法是在交点处设站测设出圆曲线的主点后,再在ZY(或YZ)点设站,以交点方向定向进行圆曲线细部测设。由于圆曲线主点难免会存在误差,因此测设出的圆曲线误差会更大;而且在主点设站,后视方向可能较近,定向不准。而交点偏角法只需在交点设站,以线路后视方向定向,容易达到较高的测设精度。

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摘要：本文对工程测量学重新进行了定义，指出了该学科的地位和研究应用领域；阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展；在理论方法发展方面，重点对平差理论、工程网优化设计、变形观测数据处理方法进行了归纳和总结。扼要地叙述了大型特种精密工程测量在国内外的发展情况。结合科研和开发实践，简介了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统——科傻系统。最后展望了21世纪工程测量学若干发展方向。关键词：工程测量工业测量精密工程测量测量机器人工程网优化设计一、学科地位和研究应用领域学科定义工程测量学是研究地球空间中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。学科地位测绘科学和技术是一门具有悠久历史和现代发展的一级学科。该学科无论怎样发展，服务领域无论怎样拓宽，与其他学科的交叉无论怎样增多或加强，学科无论出现怎样的综合和细分，学科名称无论怎样改变，学科的本质和特点都不会改变。总的来说，整个学科的二级学科仍应作如下划分：——大地测量学；——工程测量学；——航空摄影测量与遥感学；——地图制图学；——不动产地籍与土地整理。研究应用领域目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行治理三个阶段划分；也有按行业划分成：线路工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等，几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。由Hennecke，Mueller，Werner3个德国人所编著的工程测量学，主要按下述内容进行划分和编写：①测量仪器和方法；②线路、铁路、公路建设测量；③高层建筑测量；④地下建筑测量；⑤安全监测；⑥机器和设备测量。由于工程测量的研究应用领域非常广泛，发展变化也很快，因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。国际测量师联合会的第六委员会称作工程测量委员会，过去它下设4个工作组：测量方法和限差；土石方计算；变形测量；地下工程测量。此外还设了一个非凡组：变形分析与解释。现在，下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是：大型科学设备的高精度测量技术与方法；线路工程测量与优化；变形测量；工程测量信息系统；激光技术在工程测量中的应用；电子科技文献和网络。2个专题组是：工程和工业中的非凡测量仪器；工程测量标准。德国、瑞士、奥地利3个德语语系国家自50年代发起组织每3～4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”。过去把工程测量划分为以下几个专题：测量仪器和数据获取；数据解释、处理和应用；高层建筑和设备安装测量；地下和深层建筑测量；环境和工程建筑物变形监测。1992年第11届讨论会的专题是：测量理论与测量方案；测量技术和测量系统；信息系统和CAD；在建筑工程和工业中的应用。1996年的第12届讨论会的专题是：测量和数据处理系统；监测和控制；在工业和建筑工程中的质量问题；数据模型和信息系统；交叉学科的大型工程项目。从以上可见，工程测量学的研究领域既有相对的固定性，又是不断发展变化的。笔者认为，工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障，满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向，大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。二、工程测量仪器的发展工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件，向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术，可实现测量的全自动化，被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标，在1s内完成一目标点的观测，像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测，可广泛用于变形监测和施工测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起，称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合，可实现无控制网的各种工程测量。专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的，主要应用在精密工程测量领域。其中，包括机械式、光电式及光机电结合式的仪器或测量系统。主要特点是：高精度、自动化、遥测和持续观测。用于建立水平的或竖直的基准线或基准面，测量目标点相对于基准线的偏距，称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪，金属丝引张线，各种激光准直仪、铅直仪、自准直仪，以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。在距离测量方面，包括中长距离、短距离和微距离及其变化量的精密测量。以ME5000为代表的精密激光测距仪和TERRAMETERLDM2双频激光测距仪，中长距离测量精度可达亚毫米级；可喜的是，许多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动化，其中最典型的代表是铟瓦线尺测距仪DISTINVAR，应变仪DISTERMETERISETH，石英伸缩仪，各种光学应变计，位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效应的双频激光干涉仪，能在数十米范围内达到μm的计量精度，成为重要的长度检校和精密测量设备；采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度，它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。高程测量方面，最显著的发展应数液体静力水准测量系统。这种系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度，可同时获取数十乃至数百个监测点的高程，具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里，如用于跨河与跨海峡的水准测量；通过一种压力传感器，答应两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。与高程测量有关的是倾斜测量，即确定被测对象在竖直平面内相对于水平或铅直基准线的挠度曲线。各种机械式测斜仪、电子测倾仪都向着数字显示、自动记录和灵活移动等方向发展，其精度达微米级。具有多种功能的混合测量系统是工程测量专用仪器发展的显著特点，采用多传感器的高速铁路轨道测量系统，用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车，测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机，可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。液体静力水准测量与金属丝准直集成的混合测量系统在数百米长的基准线上可精确测量测点的高程和偏距。综上所述，工程测量专用仪器具有高精度、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点，可作精密定位和准直测量，可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，还可测振动频率以及物体的动态行为。 三、工程测量理论方法的发展测量平差理论最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型，它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上，主要包括：平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断；模型误差对参数估计的影响，对参数和残差统计性质的影响；病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要，导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论，以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际，出现了稳健估计；针对法方程系数阵存在病态的可能，发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别，稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。巴尔达的数据探测法对观测值中只存在一个粗差时有效，稳健估计法具有反抗多个粗差影响的优点。建立改正数向量与观测值真误差向量之间的函数关系，可对多个粗差同时进行定位和定值，这种方法已在通用平差软件包中得到算法实现和应用。方差和协方差分量估计实质上是精化平差的随机模型，过去一直仅停留在理论的研究上。实际中，要求对多种观测量进行综合处理，因此，方差分量估计已成为测量平差的必备内容了。目前，通用平差软件包中已增加了该功能，但还需要在测量规范中明确提出来。需要指出的是：许多测量作业单位喜欢采用附合导线进行逐级加密，主要依据目前规范中有关一、二、三级导线和图根导线的规定。无疑附合导线具有许多优点，但由于多余观测少，发现和反抗粗差的能力较弱，不宜滥用。建立一个区域的控制，首级网点采用GPS测量，下面最好用一个等级的导线网作全面加密。从测量平差理论来看，全面布设的导线网具有更好的图形强度，精密较均匀，可靠性也较高。工程控制网优化设计理论和方法网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件，解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。网的质量指标主要有精度、可靠性和建网费用，对于变形监测网还包括网的灵敏度或可区分性。对于网的平差模型而言，按固定参数和待定参数的不同，网的优化设计又分为零类、一类、二类和三类优化设计，涉及到网的基准设计，网形、观测值精度以及观测方案的设计。在工程测量中，施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距，网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。除非凡的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外，其他的网都可用模拟法进行设计。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是：根据设计资料和地图资料在图上选点布网，获取网点近似坐标。模拟观测方案，根据仪器确定观测值精度，可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。精度应包括点位精度、相邻点位精度、任意两点间的相对精度、最弱点和最弱边精度、边长和方位角精度。进一步可计算坐标未知数的协方差阵或部分点坐标的协方差阵，协方差阵的主成份计算，特征值计算，点位误差椭圆、置信椭圆的计算等。可靠性包括每个观测值的多余观测分量和某一观测值的粗差界限值对平差坐标的影响。灵敏度包括灵敏度椭圆、在给定变形向量下的灵敏度指标以及观测值的灵敏度影响系数。将计算出的各质量指标与设计要求的指标比较，使之既满足设计要求，又不致于有太大的富余。通过改变观测值的精度或改变观测方案或局部改变网形等方法重新作上述设计计算，直到获取一个较好的结果。在实践中，总结出了下述优化设计策略：先固定观测值的精度，对选取的网点，观测所有可能的边和方向，计算网的质量的指标，若质量偏低，则必须提高观测值的精度。在某一组先验精度下，若网的质量指标偏高了，这时可按观测值的内部可靠性指标ri，删减观测值。ri太大，说明该观测值显得多余，应删去；若ri很小，则该观测值的精度不宜增加。这种根据ri大小来删除观测值的方法称为从“密”到“疏”，从“肥”到“瘦”的优化策略。从模拟法优化设计的整个过程来看，它是一种试算法，需要有一个好的软件。该软件除具有通用平差软件的功能外，在成果输出的多样性、直观性，在可视化以及人机交互界面设计方面都有更高要求。同时也要求设计者具有坚实的专业知识和丰富的经验。用模拟法可获得一个相对较优且切实可行的方案，可进一步用模拟观测值作网的平差计算，同时可模拟观测值粗差并计算对结果的影响。这种方法称为数学扭曲法或蒙特卡洛法。对于一个精度、可靠性以及灵敏度要求极高的监测网或精密控制网，作上述优化设计和精细计算是十分必要的。国内在这方面的应用道较少。多是为了安全起见，有较大的质量富余，建网费用偏高。网优化设计费用很少，所带来的效益较大，凡是较重要的工程控制网，都应作优化设计。变形观测数据处理工程建筑物及与工程有关的变形的监测、分析及预是工程测量学的重要研究内容。其中的变形分析和预涉及到变形观测数据处理。但变形分析和预的范畴更广，属于多学科的交叉。变形观测数据处理的几种典型方法