公路水準(zhǔn)測(cè)量的誤差來(lái)源與控制探討

1、公路水準(zhǔn)測(cè)量的誤差來(lái)源與控制探討 【摘要】水準(zhǔn)測(cè)量是公路工程中經(jīng)常使用的測(cè)量方法，其測(cè)量的精確度較高，成為使用較為普遍的測(cè)繪方法。但是，我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到水準(zhǔn)測(cè)量在實(shí)施的過(guò)程中會(huì)由于各種各樣的因素影響而導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。本文著重闡述了公路水準(zhǔn)測(cè)量的誤差來(lái)源，介紹了導(dǎo)致公路水準(zhǔn)測(cè)量誤差的因素，提出了控制誤差的方法，以期提高公路水準(zhǔn)測(cè)量的質(zhì)量。 【關(guān)鍵詞】公路；水準(zhǔn)測(cè)量；誤差；來(lái)源；控制 中圖分類號(hào)：x734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)： 前言 水準(zhǔn)測(cè)量在公路工程施工中占有極其重要的地位。同時(shí)，我們還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到水準(zhǔn)測(cè)量不可避免的存在誤差，這些誤差既包括系統(tǒng)誤差，也包括偶然誤差。無(wú)論何種誤差都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造

2、成影響。在進(jìn)行實(shí)際公路水準(zhǔn)測(cè)量的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)誤差產(chǎn)生的因素進(jìn)行全面掌握，以盡可能的減小測(cè)量誤差，保證測(cè)量精度，最終保證公路工程的建設(shè)質(zhì)量。 公路水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)容和把握公路水準(zhǔn)測(cè)量精度的重要性 公路水準(zhǔn)測(cè)量采用的儀器主要是水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺以及尺墊等，測(cè)量過(guò)程中通過(guò)水準(zhǔn)儀提供的水平視線可以測(cè)出兩地面點(diǎn)之間的高差。另外一個(gè)點(diǎn)的高程可以通過(guò)其中一個(gè)點(diǎn)的高程與高差進(jìn)行測(cè)定【1】。 在對(duì)公路工程進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量的過(guò)程中，同一條公路采用同一個(gè)高程系統(tǒng)。在測(cè)量過(guò)程中基平與中平的測(cè)量是同時(shí)進(jìn)行的。兩臺(tái)水準(zhǔn)儀同時(shí)觀測(cè)一個(gè)水準(zhǔn)尺, 間視和轉(zhuǎn)點(diǎn)由兩個(gè)人立水準(zhǔn)尺, 但兩臺(tái)水準(zhǔn)儀總是同時(shí)觀測(cè)一個(gè)水準(zhǔn)尺進(jìn)行讀數(shù), 一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)段測(cè)

3、完后檢核【2】, 這些測(cè)量過(guò)程中必然存在著系統(tǒng)誤差和偶然誤差，加之沒(méi)有檢查和復(fù)核等相關(guān)步驟，這就增大了誤差發(fā)生的幾率，給最終數(shù)據(jù)留下隱患，威脅工程質(zhì)量。如果測(cè)量結(jié)果經(jīng)過(guò)復(fù)核不符合實(shí)際要求進(jìn)行返工，雖然可以提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，但是造成了人力資源浪費(fèi)，還延長(zhǎng)了工期，降低了工程的整體效益。 公路水準(zhǔn)測(cè)量的誤差來(lái)源 在實(shí)際測(cè)量中, 儀器誤差是最常出現(xiàn)的誤差來(lái)源。雖然在使用前，儀器都經(jīng)過(guò)了檢驗(yàn)校正等相關(guān)準(zhǔn)備工作, 但是在進(jìn)行連續(xù)幾次的測(cè)量之后不可避免的總會(huì)出現(xiàn)誤差。 除了儀器誤差之外，觀測(cè)誤差以及外界條件引發(fā)的誤差也是誤差的重要來(lái)源。第一，儀器本身存在誤差。在公路測(cè)量過(guò)程中所使用的儀器都是一些專業(yè)性較

4、強(qiáng)并且精度較高的儀器。當(dāng)這些特定儀器經(jīng)過(guò)多次使用之后，必然會(huì)出現(xiàn)精密度的改變，或多或少的影響測(cè)量結(jié)果。比如，使用的鋼尺最小刻度會(huì)影響測(cè)量值。如果使用毫米刻線的鋼尺量距進(jìn)行測(cè)量, 毫米以下尾數(shù)需要通過(guò)估讀，但是估讀的正確性就難以保證，必然造成數(shù)據(jù)誤差。另外，還有一些不可控制的因素比如水準(zhǔn)尺彎曲、刻劃不均勻、尺長(zhǎng)變化等都會(huì)引起測(cè)量結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)產(chǎn)生差距，均會(huì)影響測(cè)量的精度, 導(dǎo)致產(chǎn)生分劃誤差。第二，觀測(cè)過(guò)程中不可避免的誤差。作業(yè)中雖然使用了精密度較高的儀器，但是觀測(cè)者是儀器使用者，大多數(shù)時(shí)候仍然需要憑借觀測(cè)者的感官進(jìn)行確定，感官確定受到諸多工作人員自身因素的影響，這就不可避免的存在誤差。另外，觀測(cè)

5、者也有個(gè)體區(qū)別，其工作態(tài)度、個(gè)人習(xí)慣、技術(shù)水平等自身因素都會(huì)從不同程度上影響觀測(cè)結(jié)果。第三，外界環(huán)境因素等影響產(chǎn)生的誤差。公路水準(zhǔn)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)會(huì)遭遇不同的地理?xiàng)l件和氣候條件， 地形、風(fēng)力、氣溫、日照、大氣折光、濕度等都會(huì)對(duì)觀測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。應(yīng)該引起我們注意的是，這些因素并不是一成不變的，因此觀測(cè)結(jié)果的誤差也會(huì)處于不斷變化的狀態(tài)下。風(fēng)力過(guò)大、強(qiáng)光照射等都是帶來(lái)測(cè)量誤差的重要外界因素。 做好公路水準(zhǔn)測(cè)量的誤差控制的重要措施 4.1充分減小系統(tǒng)誤差 伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及儀器水平的提高，水準(zhǔn)測(cè)量的精度已經(jīng)有了顯著提高。在這種情況下，系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的概率更高，偶然誤差則已經(jīng)不再是對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響的主

6、要因素。鑒于這種情況的改變，我們應(yīng)該將注意力放在如何進(jìn)一步提高地面高程點(diǎn)精度上。在實(shí)際工作中減弱系統(tǒng)誤差的措施是多個(gè)方面的, 我們應(yīng)該根據(jù)不同的時(shí)間段、不同的地理位置、不同的氣候條件等進(jìn)行合理的觀測(cè)方式選擇。 4.2保證數(shù)值計(jì)算的準(zhǔn)確度 遞推法是公路水準(zhǔn)測(cè)量中常用的計(jì)算方法，這一計(jì)算方法所產(chǎn)生的誤差相對(duì)較小。在進(jìn)行數(shù)值計(jì)算過(guò)程中,采用遞推公式對(duì)估計(jì)值作遞推計(jì)算具有顯著優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在這種方法較好的避免了誤差的多次積累而造成的較大謬誤，這就從很大程度上降低了誤差。還有一種數(shù)值計(jì)算方法是加權(quán)因子糾正偏差。如在迭代過(guò)程中采取松馳因子來(lái)加速迭代收斂等。這一計(jì)算方法可以在數(shù)值近似計(jì)算中加上某個(gè)因子進(jìn)行調(diào)

7、整, 也可以有效地減小誤差。 4.3合理設(shè)置水準(zhǔn)儀使用的條件 水準(zhǔn)儀在使用之前應(yīng)該創(chuàng)造適合其使用的條件，嚴(yán)格按照水準(zhǔn)儀的示范說(shuō)明進(jìn)行安放。這里主要以水準(zhǔn)儀示范說(shuō)明為基本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作, 其他儀器的安平方法也需要遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。第一，首先將水準(zhǔn)儀調(diào)節(jié)至平衡。第二，合理選擇水準(zhǔn)儀安放的具體位置，以其至各測(cè)點(diǎn)的距離大致相等為基本判斷原則。第三，在各側(cè)點(diǎn)上分別放游標(biāo)卡尺, 用水準(zhǔn)儀橫絲 ( 中絲) 瞄準(zhǔn)卡尺,再在讓持尺者上下移動(dòng)游標(biāo), 使水準(zhǔn)儀橫絲與游標(biāo)的零刻劃線重合【3】。第四，注意卡尺正確的讀數(shù)方法。第五，對(duì)設(shè)備各點(diǎn)是否處于同意工作平面進(jìn)行最后確定，如不符合要求應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，直至各點(diǎn)處于同一平面【

8、4】。 4.4某些偶然因素的調(diào)整 第一，遵循儀器的使用規(guī)范，嚴(yán)格按照相關(guān)的使用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行儀器設(shè)定安放。只有當(dāng)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作完成，并且準(zhǔn)確無(wú)誤之后才可以正式開(kāi)始觀測(cè)工作。觀測(cè)的全過(guò)程中都應(yīng)該保證目標(biāo)尺、物鏡的上端凸起及目鏡的上端三角凹槽三者處于同一水平，這是保證減小誤差的重要措施。第二，工作人員要仔細(xì)認(rèn)真，集中注意力。水準(zhǔn)測(cè)量工作不是一個(gè)人能夠獨(dú)立完成的，通常以四人一組為團(tuán)隊(duì)共同完成。因此，在觀測(cè)工作中每個(gè)人都應(yīng)該集中注意力，協(xié)調(diào)配合。 工作人員之間的配合是否協(xié)調(diào)也是一個(gè)關(guān)系到觀測(cè)質(zhì)量的因素，只有這樣才可以確保整個(gè)測(cè)量過(guò)程符合限差要求。 另外，我們還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到偶然誤差雖具有抵償性,但在實(shí)際工作中，這

9、一理論的應(yīng)用也是具有一定限度的。當(dāng)偶然誤差經(jīng)過(guò)觀測(cè)次數(shù)的無(wú)限增加時(shí)其算術(shù)平均值會(huì)趨近于零，但是這一情況在實(shí)際觀測(cè)過(guò)程中是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。對(duì)此我們應(yīng)該具有清醒認(rèn)識(shí)，鑒于偶然誤差不能用一定的觀測(cè)法或計(jì)算改正法簡(jiǎn)單地加以消除的情況, 我們可以通過(guò)適當(dāng)提高儀器精度等級(jí)進(jìn)行解決。另外，還可以對(duì)觀測(cè)所得數(shù)據(jù)在合適范圍內(nèi)進(jìn)行科學(xué)的后期處理，以最大限度地減少觀測(cè)誤差帶來(lái)的影響, 保證未知量相對(duì)可靠。 結(jié)語(yǔ) 水準(zhǔn)測(cè)量是公路工程中重要的工作環(huán)節(jié)，可以更加有力的保證公路質(zhì)量，提高交通安全。因此，我們應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到公路水準(zhǔn)測(cè)量的重要性，保證測(cè)量工作的優(yōu)質(zhì)與高效。同時(shí)，不可忽視的是在實(shí)際測(cè)量中測(cè)量結(jié)果會(huì)受到多種因素響, 誤差甚至錯(cuò)誤均有發(fā)生，從一定程度上講也是不可避免的。嚴(yán)重的誤差將會(huì)給工程埋下安全隱患，不僅導(dǎo)致工程質(zhì)量下降, 甚至?xí)斐烧麄€(gè)工程的返工和交通安全。測(cè)量誤差和測(cè)量錯(cuò)誤是兩個(gè)不同的概念, 引發(fā)的因素也是不同的。測(cè)量錯(cuò)誤是人為造成的,工作人員是完全可以避免此類錯(cuò)誤出現(xiàn)的。但是，測(cè)量誤差則是測(cè)量結(jié)果和被測(cè)量真值之間存在的或多或少的偏差, 是不能完全消除的。因此, 在實(shí)際作業(yè)中我們要做的就是盡可能地將測(cè)量誤差減小至可以忽略的程度, 確保工程精度和工程質(zhì)量。 【參考文獻(xiàn)】 1喬軍. 公路工程水準(zhǔn)測(cè)量誤差來(lái)源及控制措施探討j.工程建設(shè)，