水利水電工程高程控制測量過程中的誤差來源及控制方法研究

曹衛(wèi)斌

摘 要：伴隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)性發(fā)展，目前科學(xué)技術(shù)也處于快速發(fā)展階段，高程控制測量相關(guān)工作水平也在不斷的提高。對于水利水電工程項(xiàng)目而言，工程高程控制測量技術(shù)水平會(huì)直接決定整個(gè)工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量，高程控制測量結(jié)果的偏差會(huì)導(dǎo)致藍(lán)圖內(nèi)容錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致后續(xù)施工進(jìn)度、施工質(zhì)量等遭受直接影響。對此，為了有效提升水利水電工程高程控制測量技術(shù)水平，本文簡要分析水利水電工程測量過程中的誤差來源及控制方法，希望可以為相關(guān)從業(yè)者提供理論幫助。

關(guān)鍵詞：水利水電工程;高程控制測量水平;誤差來源;控制方法

中圖分類號：TV221 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）23-0117-02

0 引言

近些年隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，高程控制測量技術(shù)也處于持續(xù)性發(fā)展與改進(jìn)階段。工程高程控制測量一直以來都是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展以及維護(hù)地形資源應(yīng)用價(jià)值的重要工作，但是因?yàn)橐酝墓ぷ骷夹g(shù)現(xiàn)狀的約束，導(dǎo)致工程高程控制測量的工作質(zhì)量一直存在低效率的問題，工作難度也相對較高。借助遙感及航空攝影高程控制測量技術(shù)的合理應(yīng)用，可以更好的提高地形資源的管理效益。對此，探討水利水電工程高程控制測量過程中的誤差來源及控制方法具備顯著實(shí)際意義。

1 水準(zhǔn)測量現(xiàn)狀

水準(zhǔn)儀的觀測工作基礎(chǔ)程序在于儀器設(shè)備的安裝、策略的整平調(diào)整、水準(zhǔn)尺的瞄準(zhǔn)、精確的整平調(diào)整、讀數(shù)記錄。以萊卡250m的電子水準(zhǔn)儀為案例，根據(jù)四等水準(zhǔn)觀測順序可以分為前前后后，觀測完成之后需要對數(shù)據(jù)實(shí)行下載、整理，同時(shí)應(yīng)用子代的隨機(jī)評差軟件進(jìn)行評差處理，在成果整體并要求高差閉合差的同時(shí)，在達(dá)到平原地區(qū)四等水準(zhǔn)測量精度要求，平原地區(qū)影響水準(zhǔn)的測量精度的主要因素在于人為因素，在唱水準(zhǔn)線測量過程中，因?yàn)殚L度越長，此時(shí)立尺的人員對于精度影響也會(huì)隨之增大。山區(qū)的四等水準(zhǔn)測量精度在25以內(nèi)。在觀測過程中對于山區(qū)路段的測量經(jīng)驗(yàn)水平影響最為突出，在操作中如果存在違規(guī)操作問題，必然會(huì)導(dǎo)致誤差隨之增大。在測量操作過程中，觀測人員因?yàn)槿鄙賹τ谀_架的保護(hù)以及儀器設(shè)備的工作操作習(xí)慣，在立尺過程尺子沒有立端，缺少對于尺墊的保護(hù)意識，從而導(dǎo)致外業(yè)成果中高差閉合差超過要求或者是閉合差偏大的問題發(fā)生。

從目前的水準(zhǔn)測量工作現(xiàn)狀來看，水準(zhǔn)測量主要是通過水準(zhǔn)儀提供水平視線，并在水平視線的普通條碼尺上實(shí)現(xiàn)讀數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對亮點(diǎn)之間高低差的測量。通過一個(gè)已知的高程點(diǎn)測量區(qū)域中布置的各個(gè)控制點(diǎn)，并借助控制點(diǎn)最終閉合在另一個(gè)點(diǎn)位上，從而實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)點(diǎn)位的理論高低差和實(shí)測高低差值的計(jì)算，獲得兩個(gè)點(diǎn)之間的高程差。以每公里可以達(dá)到的精度為0.7mm為標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際測量期間需要按照相應(yīng)順序進(jìn)行，在第二天測量之前需要先對前一天測量結(jié)果進(jìn)行復(fù)核。水利水電工程因?yàn)樗疁?zhǔn)測量線路相對比較長，普遍的線路屬于附和水準(zhǔn)線路，測量方式主要是通過兩個(gè)水準(zhǔn)測量小組對已知的兩個(gè)點(diǎn)起手，同時(shí)對測量區(qū)域進(jìn)行測量，轉(zhuǎn)點(diǎn)是通過兩個(gè)人立水準(zhǔn)尺，并在不同測量端實(shí)測，同時(shí)做好檢查和復(fù)核，但是常常會(huì)忽略檢查與復(fù)核的工作流程，導(dǎo)致最終誤差的形成，很容易返工。對此，在源頭上可以分析水準(zhǔn)測量誤差問題，并總結(jié)誤差原因從而提升測量結(jié)果可靠性。

2 提高水利水電工程高程控制測量水平的措施

2.1 做好儀器控制

在測量儀器使用之前需要先通過儀器檢定機(jī)構(gòu)的檢定并附帶合格標(biāo)識之后才可以使用，在測量之前需要先對水準(zhǔn)儀的i角進(jìn)行檢測，例如i角超過20″則應(yīng)當(dāng)校正，在i角小于20″時(shí)才可以進(jìn)行測量。針對水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡視角準(zhǔn)軸不平所形成的誤差問題，在觀測期間立尺人在這一過程中影響非常突出，此時(shí)目前所采用的皮尺對于距離的測量具備較高的實(shí)踐性價(jià)值，在立尺方面，可以以比較測量的方式處理，這一種方式相對簡單并且容易實(shí)現(xiàn)。

2.2改善操作控制水平

針對外業(yè)觀測人員，在人員方面應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持“持證上崗、有證優(yōu)先”的基礎(chǔ)原則，同時(shí)在實(shí)施測量之前需要先對工作人員做好上崗證的檢驗(yàn)，并根據(jù)國家對于三等、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，并根據(jù)行業(yè)規(guī)范做好崗前培訓(xùn)。挑選責(zé)任心強(qiáng)、業(yè)務(wù)技術(shù)水平較高的工作人員負(fù)責(zé)水準(zhǔn)測量工作。在選配工作方面，需要以經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)骨干為核心，促使其參與到外業(yè)地形復(fù)雜項(xiàng)目的處理方面，從根本上降低誤差問題。與此同時(shí)，因?yàn)閮x器設(shè)備的靈敏度比較高，在檢測工作期間需要按照實(shí)際規(guī)范要求進(jìn)行操作，盡可能減少誤差問題，并強(qiáng)化監(jiān)督管控。在實(shí)行測量期間應(yīng)當(dāng)注重氣泡的居中，應(yīng)用遙尺法的方式進(jìn)行核對。在具體操作中，讀取數(shù)據(jù)的同時(shí)可以在尺底放置在點(diǎn)上，尺子的上部在視線方向緩慢擺動(dòng)，從而讀取最小數(shù)值。假設(shè)地面的坡度比較大，則應(yīng)當(dāng)高度重視尺子的扶正操作，并完成數(shù)據(jù)的讀取。

2.3 對于外部環(huán)境因素的控制

因?yàn)榇髿猸h(huán)境因素的影響，尤其是折光的影響，實(shí)線和地面的距離對于水準(zhǔn)測量的影響會(huì)相對較高，這一種影響也可以應(yīng)用中間法的方式進(jìn)行消除。可以借助一個(gè)有利的時(shí)間段，在白天期間日出之后的半小時(shí)左右直到日落之前的半小時(shí)之間，大氣的波動(dòng)會(huì)相對比較穩(wěn)定，此時(shí)對于消除大氣的折光影響非常突出。但是，在11點(diǎn)半到下午2點(diǎn)半之間觀測時(shí)尺像會(huì)出現(xiàn)一定程度的跳動(dòng)，這一種跳動(dòng)對于數(shù)據(jù)的讀取影響相對較大，所以應(yīng)當(dāng)有意識的規(guī)避這一段時(shí)間。另外，想要更好的降低誤差，可以借助短視距、布設(shè)環(huán)線水準(zhǔn)網(wǎng)等多種途徑實(shí)現(xiàn)大氣折光的控制，從而降低測量期間的誤差問題。在溫度方面，水準(zhǔn)測量工作普遍實(shí)在室外進(jìn)行，此時(shí)便無法規(guī)避太陽光直接強(qiáng)烈照射的問題，在儀器設(shè)備被強(qiáng)烈日光照射的同時(shí)，表面溫度會(huì)隨之提升，此時(shí)其中的各個(gè)構(gòu)建會(huì)出現(xiàn)一定程度膨脹，從而導(dǎo)致儀器設(shè)備的不同軸線之間存在幾何紊亂的誤差問題，最終導(dǎo)致測量的結(jié)果出現(xiàn)偏差。對此，在觀測過程中，需要高度重視遮陽的問題，應(yīng)當(dāng)盡可能采用音量的位置安裝儀器設(shè)備或標(biāo)尺，盡可能減少或消除溫度對于測量結(jié)果的影響。

2.4 改進(jìn)測量技術(shù)水平

遙感及航空攝影高程控制測量技術(shù)調(diào)查更新。針對工程高程控制測量的調(diào)查更新工作，其主要是在工程高程控制測量期間針對高程控制測量技數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)及時(shí)性的收集、更新，并構(gòu)建完善的工程高程控制測量數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對地形資源的調(diào)查更新，并為工程高程控制測量提供基礎(chǔ)性支持。在應(yīng)用期間，操作人員必須熟練掌握遙感及航空攝影高程控制測量技術(shù)的操作流程，及時(shí)構(gòu)建工程高程控制測量的基礎(chǔ)準(zhǔn)則，同時(shí)應(yīng)用相應(yīng)的衛(wèi)星圖像實(shí)現(xiàn)地形資源的高效率管理以及分析，構(gòu)建基礎(chǔ)準(zhǔn)則滿足地形資源的管理目標(biāo)，并為地形資源的高質(zhì)量管理提供基礎(chǔ)保障。

2.5 做好項(xiàng)目規(guī)劃與監(jiān)管

借助遙感及航空攝影高程控制測量技術(shù)可以為地形資源的開發(fā)項(xiàng)目提供相應(yīng)的規(guī)劃幫助以及監(jiān)管支持。首先，方面的高程控制測量放線是設(shè)計(jì)藍(lán)圖的基礎(chǔ)依據(jù)，按照藍(lán)圖中的坐標(biāo)，借助設(shè)備投測到紅線方位的實(shí)際地點(diǎn)，促使每一個(gè)都能夠準(zhǔn)確的高程控制測量定位;其次，工程施工的階段對于標(biāo)高、軸線以及尺寸線的精確高程控制測量工作，對于的主體結(jié)構(gòu)實(shí)體施工質(zhì)量有著決定性影響，其能夠體現(xiàn)在墻柱平面軸線與防線、垂直度高程控制測量、主體標(biāo)高高程控制測量、平面度高程控制測量等方面;再次，細(xì)部高程控制測量的校核管控對于工程質(zhì)量有明顯影響。在具體的應(yīng)用方面涉及到墻柱梁平面放線校核、路基尺寸位置的校核、保護(hù)層的厚度校核、模板尺寸的偏差校核、空洞位置的校核等多方面。在施工過程中需要從尺寸精確度角度著手對施工質(zhì)量形成影響。對此，在混凝土施工澆筑完成之后，需要先開展高程控制測量放線，在具體防線過程中需要對上一道工序進(jìn)行校核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并糾正下一道施工工序。采用專業(yè)的知識與施工技術(shù)之間的溝通，對存在的各種問題實(shí)行合理解決，嚴(yán)禁任何相同或相似問題重復(fù)出現(xiàn)，規(guī)避質(zhì)量問題的發(fā)生，對于標(biāo)高實(shí)行高程控制測量控制的過程中需要先明確模板的施工平整度，對于模板的施工應(yīng)當(dāng)提供精確性的基準(zhǔn)點(diǎn)，為混凝土的施工提供更加合理的控制線標(biāo)高，并在澆筑施工之后對平整度提供保護(hù);最后，高程控制測量。高程控制測量主要體現(xiàn)在施工質(zhì)量的監(jiān)測方面。為了更好的保障物的問題在使用過程、使用過程中的負(fù)面影響，應(yīng)用高程控制測量的有效措施，掌握施工效果，在構(gòu)筑物施工過程中、竣工之后的問題，對施工提供指導(dǎo)同時(shí)保障工程質(zhì)量的可靠性，檢驗(yàn)工程的設(shè)計(jì)方案是否合理，從而確保施工質(zhì)量。通過實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的定位技術(shù)，能夠?qū)⑵渲休d波相位差分技術(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)高程控制測量站載波相位觀高程控制測量的差分掌握，將基準(zhǔn)站的載波相位數(shù)據(jù)采集并發(fā)送給用戶接收機(jī)，并實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)的求差與解算。另外，在水利水電工程高程控制測量水平工作過程中，可以借助高程控制測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)對沉降情況的觀測，在周邊設(shè)置相應(yīng)的基準(zhǔn)點(diǎn)，先對等水準(zhǔn)測出基準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)高，并對工程構(gòu)筑物的重要位置設(shè)置沉降觀測固定點(diǎn)，每一層或每一段設(shè)置一個(gè)高程控制測量點(diǎn)，每一個(gè)觀測點(diǎn)結(jié)合起來便可以實(shí)現(xiàn)對沉降或位移情況的高程控制測量。一般情況下，為了更好的保障位移與沉降高程控制測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，按照水利水電工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，在靠近構(gòu)筑物的范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)設(shè)置至少5個(gè)高程控制點(diǎn)，高程點(diǎn)可以在平面坐標(biāo)點(diǎn)上，構(gòu)建三維坐標(biāo)系，以便于全站儀的高程控制測量放樣效果得到提高。

3 結(jié)語

綜上所述，觀測誤差屬于主要的測量誤差，但是任何事物并不是固定的，在一定條件之下還有可能存在其他的誤差因素。對此，在今后測量工作中，需要根據(jù)不同誤差形成原因做好針對性的分析，提升測量時(shí)間并采取多線路、簡化操作步驟等多種途徑消除誤差因素。對此，觀測期間需要熟練掌握相應(yīng)的操作技能，強(qiáng)化和立尺之間的配合，應(yīng)用誤差控制措施保障測量結(jié)果的精度，提升整體工作效率。

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