姚先鋒,王宏俊,劉偉宏

(1.江蘇省測繪地理信息職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心,江蘇 南京 210013;2.江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 南通 226005)

0 引 言

2020年習(xí)近平總書記致首屆全國職業(yè)技能大賽賀信中說“職業(yè)技能競賽為廣大技能人才提供了展示精湛技能、相互切磋技藝的平臺,對壯大技術(shù)工人隊伍、推動經(jīng)濟社會發(fā)展具有積極作用”“各級黨委和政府要高度重視技能人才工作,大力弘揚勞模精神、勞動精神、工匠精神,激勵更多勞動者特別是青年一代走技能成才、技能報國之路” 2021年江蘇省住房與城鄉(xiāng)建設(shè)系統(tǒng)積極響應(yīng)國家號召,為了營造全省住房城鄉(xiāng)建設(shè)系統(tǒng)廣大職工學(xué)技術(shù)、趕先進、創(chuàng)品牌、爭貢獻的良好氛圍,在廣大職工中掀起崗位練兵、技能比武的熱潮,促進職工技能水平的提高和高技能人才隊伍建設(shè),推動全省住房城鄉(xiāng)建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展,組織開展了全省百萬城鄉(xiāng)建設(shè)職工職業(yè)技能競賽活動。其中“工程測量員”職業(yè)技能競賽主賽項目是高程導(dǎo)線測量。工程施工中,高程導(dǎo)線在地面起伏較大、視線較長的地區(qū)有著廣泛的應(yīng)用[1]。按照《城市測量規(guī)范》(CJJ/T 8-2011)高程導(dǎo)線是用全站儀進行的三角高程測量,測量作業(yè)過程中,高程導(dǎo)線和平面導(dǎo)線同步布設(shè)、同步測量,采用三聯(lián)腳架法每點設(shè)站,同步解算導(dǎo)線點平面坐標和高程。高程導(dǎo)線成果精度可以達到一二等水準精度要求[2],完全可以代替三四等水準測量,具有觀測簡單靈活、受地形起伏限制小的優(yōu)點[3],能解決水準測量因場地條件無法快捷施測的問題。

如何在競賽中保證成果合格,取得優(yōu)異的競賽成績是急需思考的問題。

1 高程導(dǎo)線測量基本原理

高程導(dǎo)線是通過利用三角高程測量按類似導(dǎo)線路線方式獲取各點高程的測量方法,其原理如圖1所示,一站高差的計算公式如公式(1)所示。

圖1 三角高程原理示意

(1)

式(1)中除了i、v是用卷尺測量容易產(chǎn)生人為測量誤差之外,其他是儀器自動測量記錄,不容易出錯。

對向觀測用往返測高差平均值作為兩點間高差時,其公式推導(dǎo)為如下:

(2)

α往與α返數(shù)值相差極小,只是符號相反,往測、返測間隔時間較短的情況下,k看作不變,雙差改正值相等,其影響相互抵消,繼續(xù)推導(dǎo)為[4]:

(3)

測量過程中,采用三聯(lián)腳架法,腳架高度保持不變,調(diào)節(jié)覘標中心至支座底部的高度與儀器橫軸中心至支座底部的高度相等,有i往=v返、i返=v往,更可以簡化成:

(4)

對向觀測所得高差hAB消除了儀器高i、棱鏡高v的測量誤差。

光電測距的精度較高,公式的推導(dǎo)說明三角高程測量的精度關(guān)鍵在提高豎直角的觀測精度,對向觀測取高差平均值可以不用考慮雙差改正。

2 高程導(dǎo)線測量技術(shù)要求及超限原因

2.1 競賽主辦方高程導(dǎo)線測量的技術(shù)要求

競賽主辦方參照《工程測量標準》(GB 50026-2020)、《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ 8-2016)、《城市測量規(guī)范》(CJJ/T 8-2011),結(jié)合一級導(dǎo)線技術(shù)要求和比賽條件,對高程導(dǎo)線測量作了與競賽相應(yīng)的技術(shù)要求,如表1所示。

表1 江蘇省高程導(dǎo)線施測技術(shù)要求

南通市組織該賽項,為了盡快選拔賽手備戰(zhàn)省賽,簡化了技術(shù)要求,一級導(dǎo)線改成三級導(dǎo)線,高程導(dǎo)線為了配合三級導(dǎo)線測量要求,改成了單向觀測,高差計算不考慮地球曲率和大氣折光影響,其具體要求如表2所示。

表2 南通市高程導(dǎo)線施測技術(shù)要求

2.2 超限問題出現(xiàn)的原因

得到江蘇省住房與城鄉(xiāng)建設(shè)系統(tǒng)舉辦“工程測量員”技能競賽的消息,我們立即組織選手備賽,布設(shè)了一個閉合高程導(dǎo)線,為了檢測高程導(dǎo)線測量正確性用二等水準測量精度施測了相鄰點高差,水準高差及高程導(dǎo)線示意如圖2所示。

圖2 二等水準所測高差及高程導(dǎo)線示意圖

表3 某次高程導(dǎo)線測量成果比對

表3中的對向觀測高差較差大多超限,即使更換儀器測量,都不能保證每次往返測高差較差合格,取對向觀測高差中數(shù)則與二等水準測量的結(jié)果基本一致,說明通過取平均值消除了某項誤差,但對向觀測高差較差超限仍為不合格成果,必須找到超限產(chǎn)生的原因。南通市的選拔細則出臺之后,找到了原因。

南通市該賽項細則要求單向觀測,幾個訓(xùn)練組多次高程導(dǎo)線測量的高差閉合差都超限而且一直是負值,“對測量結(jié)果的影響總是負值或者總是正值的誤差是系統(tǒng)誤差”,意識到全站儀實際的橫軸軸心很可能由儀器外殼標注的軸心不一致導(dǎo)致,如圖3所示,必須在量取儀器高時加上一個修正值。表3中把往測的高差求和,其閉合差為-0.039 m,返測的高差求和,其閉合差為-0.031 m,都是負值而且超限,說明了存在著系統(tǒng)誤差。

圖3 儀器的橫軸中心標志

2.3 儀器高修正值的確定

(5)

(6)

根據(jù)式(6)并結(jié)合表3實例,推算該儀器的儀器高修正值Δ,結(jié)果如表4所示。

表4 儀器高修正值解算及修正后高差計算

表4修正后高差用儀器高修正值取多次平均值+0.009 m參與計算,其值與二等水準測量的高差基本相等,表明該儀器的橫軸軸心比儀器標定的橫軸軸心高9 mm。量取儀器高i時加上9 mm,用這臺儀器進行三角高程測量時,單向觀測的線路高程閉合差不再超限,結(jié)果說明高程導(dǎo)線的精度完全可以與水準測量的精度媲美。這個實例也說明了高程導(dǎo)線測量過程中,對向觀測不可以忽視儀器高誤差的修正。

3 高程導(dǎo)線備賽對策

競賽得獎的途徑是苦練加巧練,平面導(dǎo)線和高程導(dǎo)線測量同步觀測過程中,每站記錄、計算的數(shù)據(jù)都在20多個,極容易記錯位置、計算出錯,來不及檢核測量是否超限,其記錄表格如圖4所示。競賽取勝是多方面因素作用的結(jié)果,必須采取多種措施[5]。

圖4 高程導(dǎo)線外業(yè)觀測手簿

3.1 組織措施

(1)單位重視

組織員工積極參加各類技能大賽,有助于提升單位形象和美譽度,有助于培養(yǎng)員工積極向上的工作氛圍,況且很多競賽組織方都有相應(yīng)的獎勵措施,譬如南通市組織的選拔賽前五名的單位參加項目投標時,技術(shù)標額外加分,給得獎的員工頒發(fā)“技術(shù)能手”稱號。

(2)利益傾斜

備賽的職工通常需要用業(yè)余時間進行訓(xùn)練。集中備賽時,需要放下手中的工作,影響收入,必須給予一定的利益傾斜,譬如備賽不影響工資收入,得獎會予與工資升級、職稱評聘加分。

(3)專家指導(dǎo)

專家指導(dǎo)可以少走彎路,避免盲目備賽,提高備賽成功率。

(4)注重選才

很多職工由于項目繁忙、獎勵沒有吸引力,沒有參與積極性。應(yīng)當廣泛宣傳動員,讓有成功欲望有集體榮譽意識有能力有積極性的員工參與到競賽中來,也唯有那些有成功欲望的員工才能取得好成績。

3.2 技術(shù)措施

(1)加強儀器的檢校,儀器的指標差和2C差過大,會增加口算難度,影響記錄計算速度,更怕忙中出錯,影響心態(tài),功虧一簣。有必要通過儀器自帶的檢校程序,把儀器的指標差、2C校核到10″以內(nèi)。測量過程中,還必須把儀器的雙軸補償器打開,否則所測角度極易超限。

(2)對所用的儀器提前做好儀器高修正值的測定,記錄儀器高時加上修正值;棱鏡常數(shù)正確設(shè)置。

(3)測量與記錄人員需要良好的配合。除了通常的回報數(shù)據(jù),測量人員必須明確報出所測的數(shù)據(jù)種類(水平角、豎直角、距離、目標高、儀器高、后視、前視),記錄人員必須弄清楚所測數(shù)據(jù)的具體情況才能下筆記錄,避免記錄的無效劃改,這些劃改往往會被裁判認定為偽造成果而導(dǎo)致取消比賽成績的嚴重后果。記錄過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的錯誤有豎直角讀數(shù)、水平角讀數(shù)記錄位置錯誤,前后目標高記錄錯位。要做到細心認真,形成固定的測量讀數(shù)、記錄、計算順序。

(4)加強基本功訓(xùn)練,除了安置儀器要保證一定的精度和速度之外,字體端正不影響識讀、口算快速準確等都不是一時的功夫,需要長期苦練。更重要的是儀器高、目標高是人工量取讀數(shù),極易出錯,譬如1.505 m的儀器高極易讀成1.550 m,這些常見的錯誤往往導(dǎo)致成果不合格而沒有成績。

(5)測站人員與目標對點人員的配合也十分重要。為了能精確瞄準目標,需要改造覘標。目標對點人員匯報儀器高時,由于距離長,盡量采用必要的輔助手段。圖5展示了改造之后的覘標及對點人員匯報儀器高的一種方式,在覘板兩側(cè)貼上反射片,便于準確兩次量取儀器高,也便于豎直角觀測時準確照準,提高測量精度,避免了過大的誤差。

圖5 改造后的覘標及匯報儀高的一種方式

4 結(jié) 語

本文結(jié)合江蘇省住建系統(tǒng)“工程測量員”技能競賽備賽經(jīng)驗,指出了高程導(dǎo)線測量中可能存在著儀器高誤差及儀器高修正值測定的方法、闡明了高程導(dǎo)線測量過程中進行儀器高修正的必要性。結(jié)合自己在備賽訓(xùn)練過程中的得失,總結(jié)了技能競賽提高成績的相關(guān)對策,不足之處,敬請批評指正。