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        消除水利工程中測(cè)量誤差的方法

        2011-08-29 05:39:26孫炳臣
        科技傳播 2011年24期
        關(guān)鍵詞:讀數(shù)儀器觀測(cè)

        孫炳臣

        重慶水利電力建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,重慶 400020

        工程測(cè)距頻率誤差包含兩個(gè)方面:頻率校準(zhǔn)誤差和頻率漂移誤差。前者稱(chēng)為頻率的準(zhǔn)確度,后者稱(chēng)為頻率的穩(wěn)定度。因全站儀測(cè)距頻率采用專(zhuān)門(mén)的頻率計(jì)校準(zhǔn),而頻率計(jì)的不確定度可優(yōu)于1×10-7,在全站儀的長(zhǎng)期作業(yè)過(guò)程中,工程測(cè)距頻率漂移誤差是頻率誤差的主要因素。頻率漂移誤差是由振蕩器元器件老化、溫度變化、電源電壓變化等因素引起的,此項(xiàng)誤差的大小取決于儀器的質(zhì)量,一般要求年漂移量不超過(guò)五百萬(wàn)分之一。

        1 測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因

        導(dǎo)致水利工程中的測(cè)量誤差的主要原因有:其一,測(cè)量?jī)x器的本問(wèn)題,我們所用的測(cè)量?jī)x器的制作都是依據(jù)幾何光學(xué)的原理進(jìn)行生產(chǎn)的,組成材料在具體的制造過(guò)程中并不是都非常精確,再加上因?yàn)槭艿絻x器的制作流程的局限,出廠之前廠家對(duì)部分儀器的校正也不是太完善,從而影響了真?zhèn)€測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性;其二,由于人為操作的不當(dāng)?shù)仍蛩a(chǎn)生的誤差。觀測(cè)人員的感覺(jué)器官由于受到具體鑒別能力的限制以及對(duì)相關(guān)測(cè)量?jī)x器的操作不夠準(zhǔn)確和熟練,從而造成了在儀器的瞄準(zhǔn)、安置方向與讀取數(shù)據(jù)上出現(xiàn)一些人為誤差;其三,外界一些自然因素所造成的一些誤差。因?yàn)槭艿阶匀灰蛩氐牟粩嘧兏錅y(cè)量的觀測(cè)值也在隨著外界因素的變化而變化,這樣也會(huì)引起測(cè)量數(shù)值上的誤差。

        2 衡量測(cè)量成果精度的標(biāo)準(zhǔn)

        中誤差的計(jì)算方式就是取所有的觀測(cè)值的真實(shí)誤差平方的平均值,對(duì)這個(gè)平均值進(jìn)行開(kāi)方就是中誤差。中誤差是一個(gè)衡量每組觀測(cè)值的精度標(biāo)準(zhǔn),也屬于允許誤差確定的理論基礎(chǔ),在所有的測(cè)量規(guī)范之中經(jīng)常把中誤差當(dāng)做一個(gè)衡量施工測(cè)量關(guān)鍵精度的技術(shù)指標(biāo)。允許誤差是實(shí)際測(cè)量的過(guò)程中,規(guī)定一個(gè)具體范圍的中誤差當(dāng)做偶然誤差的允許誤差。在所有的測(cè)量規(guī)范之中,經(jīng)常會(huì)把兩倍的中誤差看做衡量具體偶然誤差的唯一標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)誤差是中誤差的觀測(cè)值與絕對(duì)值的比值也就是通常所說(shuō)的相對(duì)誤差。如果誤差的數(shù)值和觀測(cè)值有著直接的關(guān)聯(lián)時(shí),就應(yīng)該采用相對(duì)誤差去衡量具體觀測(cè)值的精度,這樣其值相對(duì)比較準(zhǔn)確一些。下圖為測(cè)量主要精度指標(biāo)表。

        表1 測(cè)量主要精度指標(biāo)表(mm)

        3 測(cè)量工作中消除誤差的方法

        3.1 進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)消除誤差的方法

        首先,讀數(shù)的時(shí)候,要注意鏡子里的成像是正像還是倒像,對(duì)于倒像的,應(yīng)注意數(shù)字“9”和“6”的區(qū)別,還應(yīng)注意數(shù)字上面表示整米數(shù)的圓點(diǎn)的個(gè)數(shù),注意用十字絲的中絲讀取數(shù)字,不要把上、中、下三個(gè)絲看錯(cuò)了。其次,應(yīng)注意立尺員所立的水準(zhǔn)點(diǎn)是否是所要立的點(diǎn),塔尺的接頭位置的尺寸是否正確,塔尺必須立直立正,不應(yīng)前后傾斜。精密的水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)采用帶水準(zhǔn)器的塔尺。再次,應(yīng)注意保持前后視距相等,消除視準(zhǔn)軸與儀器豎軸不垂直引起的誤差。視線要離地面高1m以上,以減少大氣垂直折光的影響;應(yīng)選在成像穩(wěn)定的時(shí)間進(jìn)行讀數(shù),以減少讀數(shù)誤差。最后,在某一測(cè)段中的水準(zhǔn)路線上,測(cè)站數(shù)宜安排成偶數(shù),以消除標(biāo)尺的零點(diǎn)差,嚴(yán)格按照相應(yīng)等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范中規(guī)定的限差進(jìn)行測(cè)量,并對(duì)其測(cè)量結(jié)果進(jìn)行平差計(jì)算。

        3.2 進(jìn)行角度測(cè)量時(shí)消除誤差的方法

        首先,精確地對(duì)中和整平儀器,瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí),十字絲中絲的中心要準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn),消除瞄準(zhǔn)目標(biāo)偏差。讀數(shù)要細(xì)心,盡量減少讀數(shù)誤差。其次,使用盤(pán)左和盤(pán)右各觀測(cè)一次取其平均值,消除儀器視準(zhǔn)軸誤差和橫軸傾斜誤差。再次,采用測(cè)回法測(cè)角時(shí),每一個(gè)測(cè)回要設(shè)置不同的起始讀數(shù),以消除度盤(pán)刻劃不均勻的誤差,操作順序要正確。在短邊上測(cè)角時(shí),由于對(duì)中誤差引起的角度誤差將變大,因此這時(shí)必須精確的對(duì)中。最后,利用經(jīng)緯儀正倒鏡法定線時(shí),直線延長(zhǎng)的長(zhǎng)度不應(yīng)大于后視邊的長(zhǎng)度,這樣能夠減少對(duì)中誤差和照準(zhǔn)誤差對(duì)邊長(zhǎng)的影響。物鏡、目鏡要仔細(xì)對(duì)光,以消除視差,觀測(cè)過(guò)程中要隨時(shí)檢查水準(zhǔn)管氣泡是否居中。

        3.3 用鋼尺丈量距離時(shí)消除誤差的方法

        首先,丈量時(shí),前、后尺手要互相配合,同時(shí)拉緊鋼尺,尺身要平,拉力要均勻,將尺的刻度對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)位,同時(shí)進(jìn)行讀數(shù)。其次,讀數(shù)要準(zhǔn)確,要注意尺的刻畫(huà)方向,不要只注意毫米、厘米而忽視分米和米,以免造成讀數(shù)誤差。再次,要對(duì)丈量后的結(jié)果進(jìn)行尺長(zhǎng)改正、溫度改正和傾斜改正,化算成為水平距離,注意各項(xiàng)改正的正負(fù)號(hào)不要搞錯(cuò)。

        4 結(jié)論

        測(cè)量之前,要先將道路和主要建筑物確定下來(lái),然后在添加其余次要方面,這樣不但條理清楚,有利于作圖的準(zhǔn)確和隨時(shí)進(jìn)行實(shí)物和圖形的對(duì)比從而檢驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與否。標(biāo)尺要立直,盡量避免晃動(dòng),有晃動(dòng)時(shí),應(yīng)該選擇數(shù)據(jù)最小的時(shí)候進(jìn)行讀取。在讀數(shù)前一定將水準(zhǔn)儀視野的水準(zhǔn)氣泡調(diào)平(兩側(cè)的線重合),否則造成的誤差會(huì)很大。立標(biāo)尺時(shí),標(biāo)尺除立直外,還要選在重要的地方。因此,選點(diǎn)就非常重要,點(diǎn)一定要選在有代表性的地方,同時(shí)要注意并非點(diǎn)越多越好,相反選取的無(wú)用點(diǎn)過(guò)多不但會(huì)增加測(cè)量,計(jì)算和繪圖的勞動(dòng)量和多費(fèi)時(shí)間,而且會(huì)因點(diǎn)多而雜亂產(chǎn)生較大的誤差。當(dāng)用經(jīng)緯儀測(cè)量角度時(shí),如果目標(biāo)較小,最好使單線與目標(biāo)重合,如果目標(biāo)有一定寬度,可以用雙絲夾住目標(biāo)。在測(cè)量時(shí)候一定要小心,因?yàn)樯晕⑴隽艘幌聝x器,就要重新調(diào)整對(duì)中水平,否則就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,也可能導(dǎo)致儀器的損壞。在讀取數(shù)據(jù)時(shí),每位成員都要細(xì)心,既要看得準(zhǔn),還要果斷,不能猶豫不決,任何一個(gè)錯(cuò)誤都有可能導(dǎo)致最終的成果的報(bào)廢。

        [1]張振軍,謝中華,馮傳勇.RTK 測(cè)量精度評(píng)定方法研究[J].測(cè)繪通報(bào),2007(1).

        [2]黃霞林.房產(chǎn)測(cè)繪中兩種常用的分丘編號(hào)方法.全國(guó)測(cè)繪科技信息網(wǎng)中南分網(wǎng)第二十一次學(xué)術(shù)信息交流會(huì)論文集,2007.

        [3]馬云飛.GPS 快速靜態(tài)及RTK 技術(shù)在物探中的應(yīng)用研究[D].吉林大學(xué),2007.

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