公路水準測量的誤差來源與控制探討

1、公路水準測量的誤差來源與控制探討 【摘要】水準測量是公路工程中經(jīng)常使用的測量方法，其測量的精確度較高，成為使用較為普遍的測繪方法。但是，我們應(yīng)該認識到水準測量在實施的過程中會由于各種各樣的因素影響而導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。本文著重闡述了公路水準測量的誤差來源，介紹了導(dǎo)致公路水準測量誤差的因素，提出了控制誤差的方法，以期提高公路水準測量的質(zhì)量。 【關(guān)鍵詞】公路；水準測量；誤差；來源；控制 中圖分類號：x734文獻標識碼： a 文章編號： 前言 水準測量在公路工程施工中占有極其重要的地位。同時，我們還應(yīng)該認識到水準測量不可避免的存在誤差，這些誤差既包括系統(tǒng)誤差，也包括偶然誤差。無論何種誤差都會對測量結(jié)果造

2、成影響。在進行實際公路水準測量的過程中，應(yīng)該對誤差產(chǎn)生的因素進行全面掌握，以盡可能的減小測量誤差，保證測量精度，最終保證公路工程的建設(shè)質(zhì)量。 公路水準測量的內(nèi)容和把握公路水準測量精度的重要性 公路水準測量采用的儀器主要是水準儀、水準尺以及尺墊等，測量過程中通過水準儀提供的水平視線可以測出兩地面點之間的高差。另外一個點的高程可以通過其中一個點的高程與高差進行測定【1】。 在對公路工程進行水準測量的過程中，同一條公路采用同一個高程系統(tǒng)。在測量過程中基平與中平的測量是同時進行的。兩臺水準儀同時觀測一個水準尺, 間視和轉(zhuǎn)點由兩個人立水準尺, 但兩臺水準儀總是同時觀測一個水準尺進行讀數(shù), 一個水準點段測

3、完后檢核【2】, 這些測量過程中必然存在著系統(tǒng)誤差和偶然誤差，加之沒有檢查和復(fù)核等相關(guān)步驟，這就增大了誤差發(fā)生的幾率，給最終數(shù)據(jù)留下隱患，威脅工程質(zhì)量。如果測量結(jié)果經(jīng)過復(fù)核不符合實際要求進行返工，雖然可以提高測量結(jié)果的準確性，但是造成了人力資源浪費，還延長了工期，降低了工程的整體效益。 公路水準測量的誤差來源 在實際測量中, 儀器誤差是最常出現(xiàn)的誤差來源。雖然在使用前，儀器都經(jīng)過了檢驗校正等相關(guān)準備工作, 但是在進行連續(xù)幾次的測量之后不可避免的總會出現(xiàn)誤差。 除了儀器誤差之外，觀測誤差以及外界條件引發(fā)的誤差也是誤差的重要來源。第一，儀器本身存在誤差。在公路測量過程中所使用的儀器都是一些專業(yè)性較

4、強并且精度較高的儀器。當這些特定儀器經(jīng)過多次使用之后，必然會出現(xiàn)精密度的改變，或多或少的影響測量結(jié)果。比如，使用的鋼尺最小刻度會影響測量值。如果使用毫米刻線的鋼尺量距進行測量, 毫米以下尾數(shù)需要通過估讀，但是估讀的正確性就難以保證，必然造成數(shù)據(jù)誤差。另外，還有一些不可控制的因素比如水準尺彎曲、刻劃不均勻、尺長變化等都會引起測量結(jié)果與實際數(shù)據(jù)產(chǎn)生差距，均會影響測量的精度, 導(dǎo)致產(chǎn)生分劃誤差。第二，觀測過程中不可避免的誤差。作業(yè)中雖然使用了精密度較高的儀器，但是觀測者是儀器使用者，大多數(shù)時候仍然需要憑借觀測者的感官進行確定，感官確定受到諸多工作人員自身因素的影響，這就不可避免的存在誤差。另外，觀測

5、者也有個體區(qū)別，其工作態(tài)度、個人習(xí)慣、技術(shù)水平等自身因素都會從不同程度上影響觀測結(jié)果。第三，外界環(huán)境因素等影響產(chǎn)生的誤差。公路水準測量現(xiàn)場會遭遇不同的地理條件和氣候條件， 地形、風(fēng)力、氣溫、日照、大氣折光、濕度等都會對觀測結(jié)果產(chǎn)生影響。應(yīng)該引起我們注意的是，這些因素并不是一成不變的，因此觀測結(jié)果的誤差也會處于不斷變化的狀態(tài)下。風(fēng)力過大、強光照射等都是帶來測量誤差的重要外界因素。 做好公路水準測量的誤差控制的重要措施 4.1充分減小系統(tǒng)誤差 伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及儀器水平的提高，水準測量的精度已經(jīng)有了顯著提高。在這種情況下，系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的概率更高，偶然誤差則已經(jīng)不再是對測量結(jié)果造成影響的主

6、要因素。鑒于這種情況的改變，我們應(yīng)該將注意力放在如何進一步提高地面高程點精度上。在實際工作中減弱系統(tǒng)誤差的措施是多個方面的, 我們應(yīng)該根據(jù)不同的時間段、不同的地理位置、不同的氣候條件等進行合理的觀測方式選擇。 4.2保證數(shù)值計算的準確度 遞推法是公路水準測量中常用的計算方法，這一計算方法所產(chǎn)生的誤差相對較小。在進行數(shù)值計算過程中,采用遞推公式對估計值作遞推計算具有顯著優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在這種方法較好的避免了誤差的多次積累而造成的較大謬誤，這就從很大程度上降低了誤差。還有一種數(shù)值計算方法是加權(quán)因子糾正偏差。如在迭代過程中采取松馳因子來加速迭代收斂等。這一計算方法可以在數(shù)值近似計算中加上某個因子進行調(diào)

7、整, 也可以有效地減小誤差。 4.3合理設(shè)置水準儀使用的條件 水準儀在使用之前應(yīng)該創(chuàng)造適合其使用的條件，嚴格按照水準儀的示范說明進行安放。這里主要以水準儀示范說明為基本標準進行操作, 其他儀器的安平方法也需要遵循相關(guān)標準。第一，首先將水準儀調(diào)節(jié)至平衡。第二，合理選擇水準儀安放的具體位置，以其至各測點的距離大致相等為基本判斷原則。第三，在各側(cè)點上分別放游標卡尺, 用水準儀橫絲 ( 中絲) 瞄準卡尺,再在讓持尺者上下移動游標, 使水準儀橫絲與游標的零刻劃線重合【3】。第四，注意卡尺正確的讀數(shù)方法。第五，對設(shè)備各點是否處于同意工作平面進行最后確定，如不符合要求應(yīng)該進行適當調(diào)整，直至各點處于同一平面【

8、4】。 4.4某些偶然因素的調(diào)整 第一，遵循儀器的使用規(guī)范，嚴格按照相關(guān)的使用標準進行儀器設(shè)定安放。只有當各項準備工作完成，并且準確無誤之后才可以正式開始觀測工作。觀測的全過程中都應(yīng)該保證目標尺、物鏡的上端凸起及目鏡的上端三角凹槽三者處于同一水平，這是保證減小誤差的重要措施。第二，工作人員要仔細認真，集中注意力。水準測量工作不是一個人能夠獨立完成的，通常以四人一組為團隊共同完成。因此，在觀測工作中每個人都應(yīng)該集中注意力，協(xié)調(diào)配合。 工作人員之間的配合是否協(xié)調(diào)也是一個關(guān)系到觀測質(zhì)量的因素，只有這樣才可以確保整個測量過程符合限差要求。 另外，我們還應(yīng)該認識到偶然誤差雖具有抵償性,但在實際工作中，這

9、一理論的應(yīng)用也是具有一定限度的。當偶然誤差經(jīng)過觀測次數(shù)的無限增加時其算術(shù)平均值會趨近于零，但是這一情況在實際觀測過程中是無法實現(xiàn)的。對此我們應(yīng)該具有清醒認識，鑒于偶然誤差不能用一定的觀測法或計算改正法簡單地加以消除的情況, 我們可以通過適當提高儀器精度等級進行解決。另外，還可以對觀測所得數(shù)據(jù)在合適范圍內(nèi)進行科學(xué)的后期處理，以最大限度地減少觀測誤差帶來的影響, 保證未知量相對可靠。 結(jié)語 水準測量是公路工程中重要的工作環(huán)節(jié)，可以更加有力的保證公路質(zhì)量，提高交通安全。因此，我們應(yīng)該充分認識到公路水準測量的重要性，保證測量工作的優(yōu)質(zhì)與高效。同時，不可忽視的是在實際測量中測量結(jié)果會受到多種因素響, 誤差甚至錯誤均有發(fā)生，從一定程度上講也是不可避免的。嚴重的誤差將會給工程埋下安全隱患，不僅導(dǎo)致工程質(zhì)量下降, 甚至?xí)斐烧麄€工程的返工和交通安全。測量誤差和測量錯誤是兩個不同的概念, 引發(fā)的因素也是不同的。測量錯誤是人為造成的,工作人員是完全可以避免此類錯誤出現(xiàn)的。但是，測量誤差則是測量結(jié)果和被測量真值之間存在的或多或少的偏差, 是不能完全消除的。因此, 在實際作業(yè)中我們要做的就是盡可能地將測量誤差減小至可以忽略的程度, 確保工程精度和工程質(zhì)量。 【參考文獻】 1喬軍. 公路工程水準測量誤差來源及控制措施探討j.工程建設(shè)，