摘 要:探討了測量平差在測量工程中的重要性。分析了引起誤差原因,測量平差思想等,分別從客觀上和主觀上兩個方面,針對時代對測量平差的要求以及科研人員、工程測量技術(shù)人員、測繪專業(yè)學生等進行了不同的分析。得出,測量平差仍是不可或缺的,仍然在測量學科中占有重要的地位。
關(guān)鍵詞:測量平差;測量工程;現(xiàn)代測量;重要性
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.105
0 引言
在現(xiàn)代測量工程中,由于越來越先進的測繪儀器涌入測繪市場,測量成果的精度也相較于之前有了一定程度的提高,因此,有些測量工作者認為測量平差不重要了。尤其是一些測量平差軟件(如科傻、平差易等)的出現(xiàn),更是加深了他們對這種觀點的認同。這些人不但自己這樣認為,還向別人闡述自己的這些觀點。更有一些高校教師,也向?qū)W生闡述這種觀點,而且持有這種觀點的人很多。難道測量平差真的不重要了嗎?作者結(jié)合自己從事測量工作十幾年的經(jīng)歷以及自己在測量工作中的心得體會,提出自己的一些看法,從什么是測量平差、產(chǎn)生原因等進行了分析,并探討一下測量平差的重要性。
1 關(guān)于測量平差
1.1 引起誤差原因及測量平差
由于測量總是處于一定的觀測條件之中,受到諸如操作者、儀器和外界環(huán)境等的影響,因此總會出現(xiàn)誤差,這種誤差是不可避免的。所以說,存在誤差是一種常態(tài)。沒有誤差存在的觀測值是不存在的或者說是個例。
鑒于誤差不可避免,因此必須將其處理掉。處理誤差的方法就是測量平差。
1.2 平差的對象
由于觀測值是誤差的載體,誤差常常隱含于觀測值中。因此,測量平差實際就是對測量數(shù)據(jù)進行處理,從而消除或減弱測量數(shù)據(jù)中存在的誤差。
1.3 測量平差的思路
我們知道,只要進行測量就會產(chǎn)生誤差,就是說觀測值中肯定含有誤差;由于誤差起到壞的作用,因此必須將其消除或減弱;如何消除呢?當然是平差;如何進行平差計算呢?當然是利用所建立的函數(shù)模型;那么函數(shù)模型怎么列立呢?是根據(jù)所觀測的幾何模型中的幾何量之間的幾何關(guān)系列出的;由這些函數(shù)模型所組成的式子即為平差的數(shù)學模型,然后利用最小二乘原理解算這些數(shù)學模型,從而可以得到觀測值的平差值。然后進行相關(guān)的精度評定,即可獲得滿足一定精度需求的結(jié)果。
2 測量平差的重要性
測量平差到底重要不重要呢?回答是肯定的,不論在主觀上,還是在客觀上,測量平差的重要性從來沒有減弱。
現(xiàn)代的測量儀器,如GPSRTK、InSAR、測量機器人等,的確在一些方面給測量工作帶來了很大的方便,也的確彌補了傳統(tǒng)光學儀器的一些功能不足。但是,凡事都有兩面,它們帶來方便的同時,也帶來了一些新的問題。比如GPS,衛(wèi)星在遙遠的太空中運行,與地面接收機之間通過信號傳播,這些信號要通過厚厚的大氣層,大氣層中的電離層、塵埃等均會對信號產(chǎn)生一些影響,從而帶來了一些新的誤差,如果這些誤差不能合理地處理,將會給測量結(jié)果帶來不可預(yù)測的結(jié)果。
自高斯于19世紀首次應(yīng)用測量平差以來,其一直伴隨著工程測量的發(fā)展而發(fā)展。作為一門具有長久發(fā)展歷史的學科,它目前到底如何呢?是隨著歷史的發(fā)展不斷開拓自己,還是逐漸淡出歷史舞臺?它的命運是人類歷史掌握的,不是一個人或幾個人說了算得。
2.1 客觀上的需求
2.1.1 工程對測量平差提出的要求
測量平差是為測量服務(wù)的,測量是為工程服務(wù)的,因此工程的精細程度對測量有不同的要求。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,人類社會出現(xiàn)了很多宏偉的工程,如磁懸浮鐵路、高速鐵路、航天飛機、大跨度的跨海大橋和懸索橋。它們無一不需要測量的輔助,而且對工程測量的要求越來越高,服務(wù)的范圍越來越大,進而使得測量平差也要滿足它們的需求。
2.1.2 測量數(shù)據(jù)精度對平差提出的要求
對于精度要求高的工程,比如高速鐵路,其控制網(wǎng)的精度要求很高,CP0級控制網(wǎng)的相對中誤差可以達到1/250000。為了達到如此高的精度,除了測量儀器及測量方法需要滿足一定的要求外,還需要相應(yīng)的嚴密測量平差方法消除所存在的誤差。如果沒有對測量平差相關(guān)理論的深刻理解,是不能研制出相應(yīng)的測量平差軟件的。
2.1.3 學科體系對測量平差提出的要求
測量平差是測繪工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,是在學習了“數(shù)字地形測量學”后開設(shè)的第二門專業(yè)基礎(chǔ)課,其后續(xù)的很多課程,如“大地測量學基礎(chǔ)”、“GNSS”等,都需要測量平差作為先行課程。如果沒有測量平差這門課程,學生在學習后續(xù)課程時,將會大打折扣。
2.1.4 科學技術(shù)對測量平差要求的精益求精
測量領(lǐng)域的科研人員研制出了很多的測量平差軟件,正是這些軟件使得測量工作的效率大大地提高了。這些軟件是基于相關(guān)的測量平差理論的,如果沒有測量平差,又怎么會有這些平差軟件呢?
2.2 主觀上的需求
2.2.1 對于測量技術(shù)人員
我們不否認,隨著先進測量儀器的出現(xiàn),以前很難達到的高精度數(shù)據(jù),現(xiàn)在已經(jīng)變得容易多了。因此,很多觀測數(shù)據(jù)即使不需要平差也能達到較高精度。此時,對于測量平差的要求降低了。但是,高精度的測繪儀器價格昂貴,很多測繪公司不能大量配備。同時,對于很多基礎(chǔ)測繪工作,在測量平差的輔助之下,不需要高精度的測繪儀器也能達到滿足精度的觀測數(shù)據(jù)。同時,在進行測量平差時,如果對相關(guān)理論公式掌握不牢固,雖然仍舊可以進行計算,甚至有時候得出的結(jié)果的確是減弱了一部分誤差,但它不是最優(yōu)的計算結(jié)果。
對于工程測量技術(shù)人員,應(yīng)該對自己提出更高要求。如果不明白軟件里面的相關(guān)平差理論,就無法知道如何進行平差的。同時,工程測量人員測量完畢數(shù)據(jù)后,如何判斷測量數(shù)據(jù)是否滿足要求呢,這需要測量平差來進行精度評定。為了能成為一名合格的測量技術(shù)人員,測量技術(shù)人員應(yīng)努力學習測量平差的相關(guān)知識,做到內(nèi)外業(yè)兼?zhèn)?。再者,測量平差的一些思想,可以用于指導實際中的測量工作。
2.2.2 對于測繪工程專業(yè)的學生
對于很多專業(yè),如土木工程、采礦工程、地質(zhì)工程、水利工程等,都會學習測量學,也對測量平差的基本理論掌握一些。但是,對于測繪工程專業(yè)的學生,應(yīng)該具備很強的專業(yè)素質(zhì),不能因為這門課難,而不愿意掌握。測量平差這門課是區(qū)別于其他專業(yè)的一門標志之一,為了成為一名合格的專業(yè)人員,應(yīng)該努力去學習掌握。
3 結(jié)論
(1)現(xiàn)代的測量工作中,測量外業(yè)變得越來越方便和快捷,測量內(nèi)業(yè)的一些工作也變得越來越輕捷。因此,具體的情況應(yīng)該是這樣的,不是測量平差不重要,而是很多平差工作由平差軟件來代替,從而顯得測量平差不重要了。
(2)任何學科都是隨著歷史的發(fā)展而發(fā)展的,現(xiàn)代高精尖工程,對測量也提出了更高的要求,測量平差作為測量的一個分支,也同樣需要與時俱進,不斷發(fā)展。
(3)總體來說,不同的人有不同的要求。對于科研工作者和工程技術(shù)人員,各自的要求不同。工程技術(shù)人員認為,只要一個平差軟件就行了。但是,當數(shù)據(jù)錯誤或出現(xiàn)計算錯誤的時候,卻不知道問題出在哪里。對于科研人員,應(yīng)不斷進行測量平差相關(guān)理論的創(chuàng)新與發(fā)展,讓其不斷為測量做出應(yīng)有的貢獻。
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作者簡介:馬學漢(1988-),男,山東寧陽人,本科,助理工程師,研究方向:工程測量,從事測量方面的技術(shù)與管理工作。