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精密工程测量

毫米或更高的工程测量。重要的科学实验和复杂的大型项目，如高能加速器设备部件的安装、卫星和导弹发射轨道以及精密部件输送机的铺设等，都需要进行精密工程测量。除了常规的测量仪器和方法外，往往还需要设计和制造一些专用仪器和工具。计量学、激光、电子计算机、摄影测量、电子测量技术和自动化技术等也在精密工程测量中得到了应用。

精密工程测量技术包括精确对准、测量角度(或方向)、测量距离、测量高差和设置稳定的精密测量标志。从测量方案的设计、现场测量到结果的处理和利用，每一个阶段都要运用误差理论进行分析。

校准通常由精密经纬仪根据其望远镜的瞄准面来确定目标点的横向偏差。当需要高精度时，可以使用特殊的准直望远镜。张紧的弦线也可以作为参考线，用读数显微镜测量设备部件与参考线的垂直距离。激光束也可用作参考线。有时激光束受到菲涅耳带板的干扰，形成光斑或明亮的交叉线像，与光电接收目标进行准直测量。如果激光束在真空管中传输，带板准直方法的精度可达到准直长度的10-7个数量级。

用经纬仪测量角度(或方向)。在观测时，应采用适当的方法减少或避免望远镜聚焦误差等仪器误差的影响，要选择或创造良好的观测条件，以减弱外界因素的不利影响，尽量减少仪器与目标偏心差的影响，必要时可加上仪器纵轴倾斜的校正和千分尺读数线差的校正对观测结果的影响。

短距离的精密测量，主要是用铝瓦合金的线尺或卷尺，配有专用定心设备和读数显微镜。测量时，应保持尺的张力恒定，可用气轴承的滑轮或刀口支撑读数。为提高读数精度，可采用读数显微镜或专用精密机械微测量装置，将读数误差降低到微米级。激光干涉测量距离的误差和波长在同一数量级。双频激光干涉仪可以测量长达约50米的距离。它的反射面沿导轨移动，可以用来准确地确定其他尺子的长度。远距离应采用精密光电测距仪测量，测距距离可达2.5公里，相对测距精度可达10-8。

高度测量通常是用精密水平仪完成的。视距短至5 ~ 10米时，高差测量精度可达0.05 mm左右。当设备安装带有机械千分尺测量装置的精密找平机时，测量相距小于1.5米的两点差值的精度可达到0.01 mm左右。精密静压液位测量误差可减小到几微米。采用电子技术对水准仪的气泡定心精度为0.5。

标志精密工程测量应在相应的标志上进行。平面标记应能使测量仪器精确地定位在标记上。某种强制定心装置常用于此目的。例如，滚珠与圆柱孔的对中装置可使仪器对中误差小于0.1 mm，轴与轴套匹配装置的精密磨削可使对中误差小于0.01 mm。在精密工程测量工作中，要求标志与设备或设备基础准确牢固地连接在一起。一个工程应有若干个绝对位置非常稳定的平面和高程基准点，最好以基岩标线作为基准点；在软土地区，深埋钢管标志可作为标高参考点，倒锤可作为平面参考点。将倒立锤的标志固定在水面以下数十米处，用一根软线固定在标志上，用浮力将标志拉起。丝绸上任何一点的平面坐标都与地下标志的平面坐标完全相同。

在大型施工现场，通常首先设置一系列精确的控制点作为放样的依据，以便将各种部件精确安装在设计位置。水准网一般用于标高控制。平面控制网可以是测角网、测角网、测边网等。还可以铺设三维网络，同时确定各点的平面坐标和高程。控制网的形状往往受制于工程的形状。例如，在线性站点上安装直扩网，在环形站点上安装环扩网。精密工程控制网往往有许多冗余观测，这提供了可靠的验证，并提高了确定要固定的坐标和标高的精度(见工程控制测量)。