關(guān)于城市測量中的測量精度分析

施云森 殷劍

摘 要：城市測量是以城市總體規(guī)劃為基礎(chǔ)而進行的一項測量活動，它涉及的內(nèi)容是十分豐富的，包括建設(shè)用地界址線、市政規(guī)劃測量及城市道路規(guī)劃測量等，這項工作的目標是促進城市建設(shè)的發(fā)展，基于其自身的特點，測量精度的要求是很高的，一旦出現(xiàn)誤差，城市規(guī)劃就可能出現(xiàn)不合理，最終影響到整個城市的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：城市測量；測量精度；分析

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，其在城市測量中的運用也越來越多，城市測量的高精度要求測量必須在統(tǒng)一的地面坐標系統(tǒng)控制下進行，它通常采用人工測量與計算機分析相結(jié)合的作業(yè)方法，其與周邊測量工程的銜接度反映出實際操作的可行性，文章結(jié)合城市測量的實踐經(jīng)驗，對測量精度進行了分析與思考。

1 城市測量精度分析

當前城市規(guī)劃測量的控制主要采用在城市一、二級導(dǎo)線上分別設(shè)三級導(dǎo)線或?qū)Ь€網(wǎng)的方法，這種方法通過對導(dǎo)線中誤差的分析，結(jié)合測邊、測角、起始數(shù)據(jù)的影響，計算出導(dǎo)線的誤差，其采用的公式是十分復(fù)雜的，公式中包含導(dǎo)線中點、導(dǎo)線橫向誤差以及導(dǎo)線縱向誤差等數(shù)據(jù)，以上誤差的分配都采用的是等影響原則，各項誤差的分配值為+2.5cm或-2.5cm，最后，利用導(dǎo)線中點與端點各誤差的比例關(guān)系，計算出導(dǎo)線端點各誤差值的規(guī)定值，該計算公式中主要包含m、n、L三個數(shù)據(jù)，m代表偶然測距誤差；n表示導(dǎo)線邊數(shù)，L表示導(dǎo)線總長。

三級導(dǎo)線的平均邊長為120cm，導(dǎo)線長度為1.5km，以三級導(dǎo)線測量精度要求估算導(dǎo)線誤差如下表所示，其中，導(dǎo)線誤差單位為mm，導(dǎo)線長度單位為km。

從以上表可以看出，隨著導(dǎo)線長度的增加，導(dǎo)線測角誤差對點位誤差的影響越來越大，測站數(shù)對點位誤差也有一定的影響，測邊誤差包括系統(tǒng)誤差和偶然誤差，大氣折光誤差和照準誤差屬于偶然誤差，三級導(dǎo)線作為一種短導(dǎo)線，其系統(tǒng)誤差與測邊中偶然誤差相比較小，所以，偶然誤差是導(dǎo)線點位誤差的主要影響因素，偶然誤差會隨著導(dǎo)線長度的增加而減少，隨著導(dǎo)線邊數(shù)的增加而增加，系統(tǒng)誤差對點位的影響很小，它隨導(dǎo)線長度的增加而增加，導(dǎo)線長度為1.5km時，系統(tǒng)誤差只有±3毫米。在短導(dǎo)線中，導(dǎo)線點位誤差受測邊誤差的影響較大，當導(dǎo)線測站數(shù)為12站，長度為1.5千米時，各項誤差對導(dǎo)線的影響大致相同，均在±2.5毫米左右，其中，最弱點的中誤差為±5毫米，這個誤差滿足導(dǎo)線中誤差精度的要求，測角誤差會隨著導(dǎo)線長度的增加而增大，此外，測站數(shù)的增加對最弱點導(dǎo)線誤差的影響也會增大。

2 城市測量的現(xiàn)狀

目前，GPS技術(shù)已在城市測量中得到有效運用，但大多數(shù)城市依然采用的是導(dǎo)線網(wǎng)的常規(guī)測量方法，據(jù)統(tǒng)計，在全年1217條導(dǎo)線中，三級導(dǎo)線為485條，三級補導(dǎo)線為759條，測角中誤差分別為±13.05，如果再考慮起始方位誤差的影響，測角中誤差就在±12左右，基于上述分析，說明當下測角的平均精度達到了規(guī)范的要求，導(dǎo)線測角精度比補導(dǎo)線的好，對導(dǎo)線精度的分析，我們采用的是中誤差概念，在實際測量中，較為規(guī)范的一般使用限差作為約束條件，限差是中誤差的兩倍，導(dǎo)線的各項精度指標要達到中誤差的要求，必須在限差的二分之一以內(nèi)，簡言之，在規(guī)范要求下做的導(dǎo)線，其誤差并不大，如果不按規(guī)范要求做導(dǎo)線，測量的精度則會下降很多，從目前的形勢來看，我國的導(dǎo)線角度閉合差達到規(guī)范標準的很少，導(dǎo)線測量主要存在以下問題：

2.1 導(dǎo)線形狀不規(guī)范

許多導(dǎo)線邊長太短，前后視距離太遠，這些導(dǎo)線都是形狀不規(guī)范的導(dǎo)線，對導(dǎo)線測量的精度有著不良影響，會導(dǎo)致系統(tǒng)誤差在導(dǎo)線坐標閉合誤差中被削弱，導(dǎo)線前半部分測角誤差、起始方位角誤差使整個導(dǎo)線的角度改變，而在閉合點的時候又回歸正確的位置，所以，回歸導(dǎo)線的精度與實際精度相比較小，同時，大量曲折導(dǎo)線的最弱點碰在一起會使測量誤差逐漸積累，最終造成測量嚴重失誤，直伸導(dǎo)線是導(dǎo)線中比較規(guī)范的形狀。

2.2 導(dǎo)線太長

導(dǎo)線的總長度對導(dǎo)線測量精度的影響是很明顯的，其通過測邊、測角以及起始方位角誤差對導(dǎo)線產(chǎn)生影響，若導(dǎo)線長度超過限制，導(dǎo)線誤差的絕對值就會增大，最終影響導(dǎo)線的精度，在實際工作中，三級導(dǎo)線和補導(dǎo)線的總長應(yīng)限制在合理范圍內(nèi)，這樣才能控制誤差。

2.3 在同一工程的測量中，前后采用不同導(dǎo)線

不同導(dǎo)線的誤差是不相同的，但在實際操作過程中，測量前后采用不同的導(dǎo)線是十分常見的現(xiàn)象，例如，同一建筑物的測量，竣工測量和施工測量使用不同的導(dǎo)線，致使測量的誤差不同，通過不同的誤差進行相關(guān)距離的計算，距離誤差就會增大很多，有的甚至超過±5cm，許多地區(qū)的導(dǎo)線盡管看起來相同，但實際誤差卻是不一樣的，即使在測量中選擇相同的導(dǎo)線，也不能使測量誤差得到匹配，這就要求相關(guān)部門必須重視導(dǎo)線的制造過程。

3 GPS在城市測量中的運用

3.1 實時動態(tài)定位技術(shù)的運用

GPS技術(shù)具有快速、高效、省錢、便捷等特點，其在城市測量中發(fā)揮的作用不容小覷，尤其是GPS技術(shù)中的實時動態(tài)定位技術(shù)，該技術(shù)在城市測量中能準確地計算出三維坐標，且測量的自動化程度高，工作效率很高，數(shù)據(jù)處理能力超強。據(jù)實踐經(jīng)驗，在三到四千米之間的作業(yè)范圍內(nèi)，實時動態(tài)定位技術(shù)的點位精度一般在±2cm之間，如果把實時動態(tài)定位點當做三級導(dǎo)線使用，坐標的絕對精度可以滿足要求。

3.2 遠距離測量

從精度上看，GPS相對于其他技術(shù)在遠距離測量上具有更大的優(yōu)勢，目前，GPS測量經(jīng)常會受到各種因素的影響，包括天氣狀況、環(huán)境問題、衛(wèi)星分布狀況以及無線信號干擾等，導(dǎo)致GPS測量的可靠性降低，因此，許多城市通常采用的是常規(guī)測量的方法，然而，在遠距離的測量中，常規(guī)測量方法出現(xiàn)的誤差較大，往往不能滿足測量精度的要求，這時，若采用常規(guī)測量與GPS測量相結(jié)合的方法就更為適用，其在精度方面會更好控制，例如，用一級導(dǎo)線作為起始點作3到4個動態(tài)點，再以這幾個動態(tài)點為基礎(chǔ)做一條三級導(dǎo)線，一級導(dǎo)線到動態(tài)點的距離為2km，三級導(dǎo)線為0.5km，假設(shè)動態(tài)點之間的距離誤差為±2cm，方向角誤差為±10，三級導(dǎo)線共有6條邊，利用公式計算出最弱點中誤差為±15mm，三級導(dǎo)線到一級導(dǎo)線最弱點中誤差為±27.9mm，相比之下，采用這種方法比直接做2.5km的三級導(dǎo)線測量的精度要高出一倍多。

4 結(jié)束語

我國的城市建設(shè)步伐進一步加快，科學(xué)技術(shù)以及信息化水平也逐步提高，城市測量要求實現(xiàn)規(guī)范化、高精度化。GPS技術(shù)在城市測量中的運用是滿足城市測量高精度的要求，GPS控制網(wǎng)可以實時獲取位置信息及其時間標志，隨著社會經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展，城市測量中的測量精度將進一步提升，城市規(guī)劃也將更加科學(xué)。

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