按工程建设的进行程序，工程测量可分为规划设计阶段的测量，施工兴建阶段的测量和竣工后的运营管理阶段的测量。
规划设计阶段的测量主要是提供地形资料。取得地形资料的方法是，在所建立的控制测量的基础上进行地面测图或航空摄影测量。
施工兴建阶段的测量的主要任务是，按照设计要求在实地准确地标定建筑物各部分的平面位置和高程，作为施工与安装的依据。 一般也要求先建立施工控制网，然后根据工程的要求进行各种测量工作。
竣工后的营运管理阶段的测量，包括竣工测量以及为监视工程安全状况的变形观测与维修养护等测量工作。
按工程测量所服务的工程种类，也可分为建筑工程测量、线路测量、桥梁与隧道测量、矿山测量、城市测量和水利工程测量等。此外，还将用于大型设备的高精度定位和变形观测称为高精度工程测量；将摄影测量技术应用于工程建设称为工程摄影测量。
工程测量是直接为工程建设服务的，它的服务和应用范围包括城建、地质、铁路、交通、房地产管理、水利电力、能源、航天和国防等各种工程建设部门。
无论是工程进程各阶段的测量工作，还是不同工程的测量工作，都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段，并对测量成果进行处理和分析，也就是说，测量数据处理也是工程测量的重要内容。
在当代国民经济建设中，测量技术的应用十分广泛。在很多工程建设中，从规划、勘测、设计、施工及管理和运营阶段等的决策和实施都需要有力的测绘技术保障。在研究地球自然和人文现象，解决人口、资源、环境和灾害等社会可持续发展中的重大问题以及国民经济和国防建设的重大抉择同样需要测绘技术提供技术支撑和数据保障。
测量平差理论法是采用最小二乘法原理来处理各种观测结果的理论和计算方法。测量平差理论法的测量目的是为了尽量消除各观测值间的矛盾，以获得最可靠的评定测量精度和结果，因为在实际工程测量过程中，只要是测量活动，只要有多余的观测，就会出现平差的问题。测量平差理论法中采用的测量方法是最小二乘法，最小二乘法包括了测量环节中平差、滤波以及推估等方面的测量和计算。常见的平差模型为概括平差模型，该模型一般都附有限制条件。测量误差相关理论主要应用于模型误差的研究方面，主要研究方向是平差中函数以及该函数模型，还有对随机模型误差地研究；模型测量误差对模型参数估计方面以及对残差统计性质方面地影响；测量误差理论对病态方程以及控制网的观测方案设计也有所研究。此外，自由网平差以及拟稳平差是依据变形监测网稳定性检测的需求而产生和发展的，观测值粗差的有关研究对控制网可靠性地发展起到了推动作用，面对观测值粗差客观存在的实际现象，产生了抗差估计法。测量平差法的测量步骤为：首先进行数据观测，并对数据进行检验和核查，确保起始数据的正确性，其次，根据测量数据列出条件方程式和误差方程式，然后根据最小二乘法理论原理来进行平差计算。最后还需要对测量和计算出的平差结果进行评估和鉴定。测量平差根据观测量之间的相互关系，分为相关和不相关的平差。平差计算的方法有直接平差法、间接平差法、条件平差法、附有条件的间接平差法以及附有未知数的条件平差法等。
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