導(dǎo)線測(cè)量的精度控制探討

田紹泉

摘 要：本文基于多年從事導(dǎo)線測(cè)量的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)導(dǎo)線測(cè)量的精度控制方法進(jìn)行分析，全文是筆者長(zhǎng)期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：城市導(dǎo)線；測(cè)量；精度

前言

測(cè)區(qū)位于某地區(qū)，地形以廠區(qū)平整土地為主，雜草叢生；城區(qū)部分房屋錯(cuò)落無(wú)序，且樓層較高；水系繁多，縱橫遍布整個(gè)測(cè)區(qū)。考慮到測(cè)區(qū)己知控制點(diǎn)的位置，以及地形地貌的特點(diǎn)，項(xiàng)目部計(jì)劃布設(shè)四條一級(jí)導(dǎo)線，共計(jì)56個(gè)導(dǎo)線控制點(diǎn)。平差計(jì)算時(shí)按導(dǎo)線網(wǎng)平差。從測(cè)量平差理論來(lái)看，導(dǎo)線網(wǎng)具有更好的圖形強(qiáng)度，精度均勻，可靠性較高。

1目的與意義

在控制測(cè)量實(shí)際工作中，由于測(cè)量原理的局限性、測(cè)量方法的不完善、外界的干擾因素和測(cè)量過(guò)程中的疏忽等原因，使得測(cè)量結(jié)果不能準(zhǔn)確地反映真值而存在一定的測(cè)量誤差。測(cè)量誤差是系統(tǒng)誤差和偶然誤差的綜合反映，測(cè)量誤差的存在和累積嚴(yán)重制約著控制數(shù)據(jù)的精度，并最終影響著數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在以往的工作中，就出現(xiàn)過(guò)觀測(cè)數(shù)據(jù)或者導(dǎo)線計(jì)算的某個(gè)技術(shù)指標(biāo)超限的現(xiàn)象，最后導(dǎo)致控制成果不理想[1]。影響導(dǎo)線精度的因素主要有兩大類(lèi)：一類(lèi)是觀測(cè)精度，另一類(lèi)是網(wǎng)型布設(shè)和計(jì)算，因此，加強(qiáng)導(dǎo)線精度控制就要從這兩方面來(lái)消除誤差。分階段降低和消除測(cè)量誤差，加強(qiáng)精度控制。

2導(dǎo)線測(cè)量精度控制

在進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量精度控制的過(guò)程中主要應(yīng)從采用三聯(lián)腳架法、嚴(yán)格遵守規(guī)范要求測(cè)量、定測(cè)區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)、觀測(cè)垂直角進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量、參考站的架設(shè)等方面出發(fā)，下面進(jìn)行詳細(xì)的分析和介紹：

2.1野外測(cè)量階段

由于觀測(cè)者視力條件、鑒別能力、操作習(xí)慣的差異，在儀器的安置、照準(zhǔn)、讀數(shù)等方面都會(huì)產(chǎn)生誤差。同時(shí)，觀測(cè)者的工作態(tài)度和技術(shù)水平也會(huì)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)有直接影響。頻繁更換觀測(cè)者會(huì)增大這些誤差的累積，為了減小人為因素對(duì)數(shù)據(jù)精度的影響，本次廠區(qū)平整土地導(dǎo)線測(cè)量采用人員分工固定到底，即固定一人觀測(cè)讀數(shù)，一人記錄計(jì)算，一人跑前鏡，一人跑后鏡[2]。測(cè)量前，對(duì)儀器各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行常規(guī)檢查、校正，保證儀器處于最佳工作狀態(tài)，同時(shí)查看電源情況，盡可能地消除系統(tǒng)誤差，保證野外測(cè)量任務(wù)的順利完成?？紤]觀測(cè)的外界條件。由于溫度的高低、濕度的大小、風(fēng)力的強(qiáng)弱以及大氣折光的不同，都會(huì)給觀測(cè)過(guò)程帶來(lái)影響，給觀測(cè)結(jié)果帶來(lái)誤差。因此，野外測(cè)量應(yīng)選擇在一個(gè)晴朗無(wú)風(fēng)視線清晰的天氣進(jìn)行，以達(dá)到最佳觀測(cè)條件，從而減小外界不利條件帶來(lái)的偶然誤差累積。觀測(cè)時(shí)取消對(duì)中架，采用三個(gè)三腳架聯(lián)合。進(jìn)行嚴(yán)密的對(duì)中、整平，目的是為了消除儀器對(duì)中誤差和整平誤差。一站觀測(cè)結(jié)束，將最后一站的三腳架移到下一站即可。這樣每個(gè)點(diǎn)位上可減少一次對(duì)中整平操作，從而降低對(duì)中整平操作帶來(lái)的偶然誤差累積。通過(guò)以上措施，盡可能地降低野外觀測(cè)時(shí)人為因素、儀器因素、外界條件、對(duì)儀器的操作等方面帶來(lái)的誤差，但是，觀測(cè)結(jié)果仍不可避免地存在著誤差。因此，觀測(cè)時(shí)采用正倒鏡觀測(cè)，消除因儀器檢查校正不完善而殘留的儀器誤差；同時(shí)進(jìn)行多余觀測(cè)，這樣不但方便檢查和及時(shí)發(fā)現(xiàn)觀測(cè)值中的錯(cuò)誤，多次平均取值可以減小偶然誤差，提高廠區(qū)平整土地測(cè)量數(shù)據(jù)精度。

2.2嚴(yán)格遵守規(guī)范要求測(cè)量

嚴(yán)格遵守規(guī)范要求和步驟操作，既有利于保證導(dǎo)線測(cè)量的精度，也有利于萬(wàn)一精度超限或出現(xiàn)錯(cuò)誤后的查找與改正。希望通過(guò)導(dǎo)線網(wǎng)平差，消除重復(fù)導(dǎo)線點(diǎn)誤差，控制整個(gè)導(dǎo)線網(wǎng)精度[3]。導(dǎo)線觀測(cè)工作開(kāi)展之前，檢查儀器傾斜改正功能是否打開(kāi)，檢查指標(biāo)差和c2是否超限。觀測(cè)過(guò)程中，觀測(cè)員、記錄員、前后視操作員要密切配合，各負(fù)其責(zé)，相互監(jiān)督。盡量消除一切可能出現(xiàn)的人為誤差。注意導(dǎo)線網(wǎng)結(jié)點(diǎn)的觀測(cè)記錄完整一致。減少重復(fù)觀測(cè)誤差，提高工作效率，又能提高導(dǎo)線測(cè)量的精度。

2.3定測(cè)區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)

RTK測(cè)量在WGS84坐標(biāo)系下進(jìn)行，在進(jìn)行RTK控制測(cè)量前，利用高等級(jí)控制點(diǎn)，作為RTK控制測(cè)量的聯(lián)測(cè)點(diǎn)，求定測(cè)區(qū)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。在36個(gè)高等級(jí)的控制點(diǎn)上架設(shè)流動(dòng)站，這3～6個(gè)高等級(jí)的控制點(diǎn)分別具有WGS84地心坐標(biāo)，按一步法或經(jīng)典法進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。為了保證轉(zhuǎn)換參數(shù)的可靠性和精度，對(duì)實(shí)際測(cè)量進(jìn)程中要注意問(wèn)題及處理方法總結(jié)出以下幾點(diǎn)：①流動(dòng)站架設(shè)的高等級(jí)控制點(diǎn)盡量均勻的分布在整個(gè)測(cè)區(qū)范圍，且這些高等級(jí)控制點(diǎn)應(yīng)精度可靠，點(diǎn)位保存完好；②為了檢驗(yàn)轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度和可靠性，選用另外幾個(gè)點(diǎn)不參與計(jì)算，起校驗(yàn)作用；③求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)，采取多種點(diǎn)的匹配方案，用不同方法計(jì)算，比較后，選取殘差較小、精度較高的參數(shù)。

2.4觀測(cè)垂直角進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量

測(cè)距導(dǎo)線測(cè)量的主要技術(shù)要求應(yīng)符合規(guī)定；水平角按方向觀測(cè)法進(jìn)行觀測(cè)法進(jìn)行觀測(cè)，各項(xiàng)限差，項(xiàng)距觀測(cè)應(yīng)符合規(guī)定[4]。當(dāng)觀測(cè)不符合要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行重測(cè)，并應(yīng)遵守重測(cè)的有關(guān)規(guī)定。改變測(cè)距時(shí)只測(cè)平距，不加任何改正的作業(yè)習(xí)慣，嚴(yán)格按照測(cè)量規(guī)范要求，對(duì)儀器所測(cè)的電磁波測(cè)距邊加氣象改正、加常數(shù)、乘常數(shù)改正后的斜距，才能斜改平運(yùn)算。目前現(xiàn)有的測(cè)距儀、全站儀都有自動(dòng)氣象改正裝置或自動(dòng)氣象改正程序，只須根據(jù)實(shí)地測(cè)出的氣溫和氣壓，查出氣象因子，將其輸入儀器中由儀器自動(dòng)改正。儀器加常數(shù)改iE值。由儀器檢測(cè)結(jié)果得出，可直接加在觀測(cè)結(jié)果中，儀器乘常數(shù)數(shù)值隨溫度等條件而變化，一般不宣加此改正，斜距劃算為平距時(shí)可根據(jù)觀測(cè)高差進(jìn)行。也可根據(jù)觀測(cè)垂直角進(jìn)行.如果設(shè)站時(shí)存在儀器和反射鏡的安置中心與標(biāo)石或?qū)Ь€點(diǎn)中心不重合時(shí)。還應(yīng)測(cè)量偏心距對(duì)平距進(jìn)行歸心改正。依照規(guī)范的規(guī)定，將觀測(cè)到的平距劃算到橢球面和高斯投影面上。

2.5參考站的架設(shè)

參考站的選擇對(duì)于整個(gè)RTK城市導(dǎo)線測(cè)量過(guò)程來(lái)說(shuō)都十分重要。根據(jù)實(shí)際測(cè)量作業(yè)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在選擇參考站時(shí)應(yīng)著重注意以下幾點(diǎn)：①參考站架設(shè)在具有坐標(biāo)的高等級(jí)控制點(diǎn)上；②參考站要選取在地勢(shì)高，交通便利，視野開(kāi)闊，遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源（如微波塔、變電所等，距離不小于40m），遠(yuǎn)離高壓輸電線（距離不小于200m），周?chē)鸁o(wú)障礙物和大面積水面，有利衛(wèi)星信號(hào)接收和數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈恢?；③為減弱多路徑效應(yīng)的影響，參考站周?chē)粦?yīng)有對(duì)電磁波反射（或吸收）強(qiáng)烈的物體。由此得知，RTK技術(shù)進(jìn)行城市導(dǎo)線測(cè)量既能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，又能實(shí)時(shí)知道定位精度，可大大提高作業(yè)效率。因此對(duì)如何利用動(dòng)態(tài)RTK技術(shù)進(jìn)一步提高工作效率和拓寬GPS的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行研究，就顯得十分必要，通過(guò)上述方法，能夠提高導(dǎo)線測(cè)量精度控制的效果，促進(jìn)測(cè)量工作的有效進(jìn)行。

總結(jié)

本文主要就廠區(qū)平整土地導(dǎo)線測(cè)量的精度控制進(jìn)行了相關(guān)方面的分析和探討，通過(guò)本文的研究，我們了解到，測(cè)距導(dǎo)線在作業(yè)時(shí)，未按照測(cè)量規(guī)定進(jìn)行作業(yè)，導(dǎo)線點(diǎn)間距離越近，偏心越大.直接影響導(dǎo)線測(cè)量的精度，應(yīng)采取以上措施，并認(rèn)真按測(cè)量規(guī)范要求進(jìn)行作業(yè)，不但能加快工作進(jìn)度，而且能獲得精度較高的測(cè)量成果。因此，測(cè)距導(dǎo)線一次測(cè)量成功的幾率大大提高，以不斷的提高測(cè)量的質(zhì)量，滿(mǎn)足測(cè)量工作的需求，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作更為長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

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（作者單位：唐鋼國(guó)際工程技術(shù)股份有限公司）