水利水電測(cè)量中誤差分析與控制探析

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摘要：目前，城市化建設(shè)進(jìn)程的加快對(duì)水利水電提出了更高的要求。水利水電工程是決定社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵因素，因此其施工狀況得到各界高度重視。在施工期間為保證工程質(zhì)量，施工單位需做好準(zhǔn)備工作，例如數(shù)據(jù)測(cè)量等。若數(shù)據(jù)缺乏準(zhǔn)確性建設(shè)期間定然會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，不僅耽誤工程進(jìn)度，同時(shí)難以達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。目前我國(guó)水利水電項(xiàng)目的數(shù)據(jù)測(cè)量經(jīng)常受到設(shè)備、自然因素等影響，基于此文章對(duì)導(dǎo)致測(cè)量誤差出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，并提出控制措施。

關(guān)鍵詞：水利水電測(cè)量；誤差分析；控制策略

1水利水電測(cè)量準(zhǔn)確性影響因素

1.1自然環(huán)境的影響

自然環(huán)境影響因素主要包含以下幾方面：其一是地形因素產(chǎn)生的影響，若工程所處區(qū)域地勢(shì)走向較為復(fù)雜或周圍存在大量建筑物，會(huì)干擾測(cè)量工作自身通透性，實(shí)質(zhì)觀測(cè)數(shù)據(jù)存與真實(shí)數(shù)據(jù)建存在差異。其二是環(huán)境和溫度差生的影響，檢測(cè)工具是開(kāi)展測(cè)量工作的必備條件，不同的設(shè)備對(duì)環(huán)境溫度有不同要求，若設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不佳檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性會(huì)隨之降低。其三是空氣密度產(chǎn)生的影響，地面海拔會(huì)伴隨施工逐漸上升，在這一條件的影響下空氣之間的密度緩緩下降，甚至在測(cè)量階段會(huì)出現(xiàn)折射等情況，致使測(cè)量工作無(wú)法順利開(kāi)展。其四是風(fēng)力產(chǎn)生的影響，若工程所處區(qū)域風(fēng)力過(guò)大，施工現(xiàn)場(chǎng)安置的設(shè)備以及測(cè)量對(duì)象穩(wěn)定性會(huì)受到干擾，在外部作用力的影響下不斷搖晃，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性無(wú)法得到有效保障。

1.2儀器設(shè)備影響

伴隨科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新，許多現(xiàn)代化技術(shù)逐漸運(yùn)用于水利水電工程測(cè)量工作中，不僅簡(jiǎn)化測(cè)量流程的工作量和壓力，同時(shí)提高工作效率減少時(shí)間資源投入。GPS空間定位技術(shù)是目前常用的一種方法，以傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)為輔可快速確定位置，隨著設(shè)備更新?lián)Q代，以往測(cè)量過(guò)程中使用的工具如經(jīng)緯儀、全站儀等逐漸被現(xiàn)代化設(shè)備取代，在這一階段測(cè)量誤差逐漸受到控制，但儀器生產(chǎn)時(shí)在工藝技術(shù)的影響下，依舊無(wú)法避免誤差。除此之外在測(cè)量階段需以人工方式操作，若觀測(cè)人員操作不當(dāng)同樣會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差出現(xiàn)。

2水利水電工程測(cè)量施工中的誤差分析與控制

2.1施工放樣與誤差控制

首先，水利水電過(guò)程的施工建設(shè)過(guò)程中，放樣測(cè)量是基礎(chǔ)工作，對(duì)工程的施工質(zhì)量具有重要影響，對(duì)此，應(yīng)確保放樣工作的質(zhì)量，并確保放樣工作與施工圖紙相吻合，與此同時(shí)，有效控制誤差，避免誤差過(guò)大影響。放樣施工階段，應(yīng)嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)圖紙要求，準(zhǔn)確開(kāi)展放樣工作。放樣過(guò)程中，匯總放樣草圖，所有數(shù)據(jù)、草圖均應(yīng)該由兩人獨(dú)立完成，通過(guò)這種施工形式，可以提高放樣工作的質(zhì)量，也利于避免有關(guān)誤差的產(chǎn)生。其次，放樣工作中，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量區(qū)域平面大小、高程距離，軸線點(diǎn)位置，測(cè)站點(diǎn)等，確保有關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，為了科學(xué)合理的確保數(shù)據(jù)可靠，可以采用多次測(cè)量取平均值的方法，一般以3次測(cè)量為基準(zhǔn)，利于保障測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確，也利于避免誤差影響。相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量后，應(yīng)形成數(shù)據(jù)手冊(cè)，方便后續(xù)查詢工作，為工程的順利建設(shè)提供保障。最后，現(xiàn)場(chǎng)放樣階段，應(yīng)加強(qiáng)一些放樣工作的抽查工作，有效確保放樣工作的質(zhì)量，也利于對(duì)測(cè)量放樣的誤差給予檢測(cè)，確保有關(guān)誤差控制在科學(xué)合理范圍內(nèi)。

2.2平面位置放樣方法選擇與誤差控制

平面位置放樣具有較高的精度要求，缺乏放樣測(cè)量精度，對(duì)工程的施工建設(shè)可能會(huì)產(chǎn)生相關(guān)影響，對(duì)此，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，確保平面位置放樣工作的可靠，保障放樣結(jié)果精確，避免一些誤差過(guò)大的問(wèn)題影響。具體而言，為了確保放樣測(cè)量精度，避免一些誤差過(guò)大影響，應(yīng)結(jié)合以下方法：直角交會(huì)法、極坐標(biāo)法、角度交會(huì)法和距離交會(huì)法等幾種。

2.3高程放樣方法選擇與誤差控制

2.3.1水利水電工程建設(shè)過(guò)程中和高程測(cè)量過(guò)程中，同樣應(yīng)確保測(cè)量結(jié)果的精確，避免誤差問(wèn)題的影響。而為了確保高程測(cè)量的準(zhǔn)確，應(yīng)選擇適宜的方法。具體而言，結(jié)合放樣點(diǎn)的高程要求，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件，合理選擇測(cè)量方法。主要包括水準(zhǔn)測(cè)量法、光電測(cè)距三角高程法、解析三角高程法和視距法等。測(cè)量過(guò)程中，為了避免誤差過(guò)大影響，采用測(cè)量3次取平均值的方法。2.3.2高程放樣中，誤差要求控制在±10mm，為了確保準(zhǔn)確選用水準(zhǔn)測(cè)量法。

2.4儀器、工具的檢驗(yàn)

測(cè)量過(guò)程中，所使用的儀器設(shè)備，對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確性具有重要影響，為了避免相關(guān)影響，科學(xué)合理的控制誤差，需要在放樣準(zhǔn)備工作中，加強(qiáng)儀器設(shè)備的檢驗(yàn)，給予必要的校正工作。例如，加強(qiáng)經(jīng)緯儀的三軸誤差、指標(biāo)差、光學(xué)對(duì)中誤差、水準(zhǔn)儀的i角等檢驗(yàn)工作，給予必要的校正工作，確保能夠保障水利水電過(guò)程建設(shè)中的測(cè)量工作準(zhǔn)確。對(duì)于光電測(cè)距儀的照準(zhǔn)誤差（相位不均勻誤差）、偏調(diào)誤差（三軸平行性），應(yīng)在施工前給予認(rèn)真檢查，避免誤差影響。圖1為放樣工作的具體施工。

3開(kāi)挖工程測(cè)量與誤差控制

3.1開(kāi)挖工程測(cè)量

工程開(kāi)挖過(guò)程中，需要嚴(yán)格結(jié)合施工設(shè)計(jì)圖紙，在指定位置開(kāi)展開(kāi)挖施工。首先，需要結(jié)合開(kāi)挖區(qū)原始地形和原始斷面圖進(jìn)行測(cè)量工作，在開(kāi)挖輪廓點(diǎn)放樣，放樣后，再有機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖施工建設(shè)。此過(guò)程中，控制誤差具有必要性，為了確保有關(guān)誤差在控范圍內(nèi)，需要確保測(cè)量工作的準(zhǔn)確，具體控制方法為：采用多次測(cè)定的方式，取平均值。

3.2開(kāi)挖工程細(xì)部放樣

開(kāi)挖工程細(xì)部放樣過(guò)程中，需要結(jié)合工程實(shí)際情況，在實(shí)地放出開(kāi)挖輪廓的坡頂點(diǎn)、轉(zhuǎn)角點(diǎn)或坡角點(diǎn)，放樣后，應(yīng)采用醒目的標(biāo)志，給予良好的標(biāo)定。標(biāo)定后，進(jìn)行細(xì)部放樣工作，具體可以采用極坐標(biāo)法、測(cè)角前方交會(huì)法、后方交會(huì)法等，采用極坐標(biāo)法較為常見(jiàn)。此過(guò)程中，為了有效控制誤差，可以結(jié)合極坐標(biāo)法和前方交會(huì)法的并用，如放樣結(jié)果不同，應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)原因的分析，給予多次測(cè)量，避免誤差過(guò)大現(xiàn)象發(fā)生。另外，用極坐標(biāo)法放樣開(kāi)挖輪廓點(diǎn)，測(cè)站點(diǎn)必須靠近放樣點(diǎn)。

3.3距離測(cè)量中確保測(cè)量精度的方法

3.3.1使用鋼尺或皮尺丈量時(shí)，為了確保丈量數(shù)據(jù)的可靠，以不超過(guò)一尺段為宜。針對(duì)高差較大的地區(qū)，丈量斜距時(shí)，可以加傾斜改正處理。3.3.2采用視距法測(cè)定距離時(shí)，測(cè)定長(zhǎng)度不宜大于50m，對(duì)于預(yù)裂爆破放樣工作，不宜采用視距法。3.3.3對(duì)于細(xì)部點(diǎn)的高程放樣，可采用支線水準(zhǔn)，光電測(cè)距三角高程或經(jīng)緯儀置平測(cè)高法。

4水利水電測(cè)量中誤差控制的建議

4.1系統(tǒng)誤差處理

與隨機(jī)誤差的處理相比，系統(tǒng)誤差的處理會(huì)具有更高的難度，并且兩種誤差沒(méi)有通用的處理方式。因此為了提高系統(tǒng)誤差的分析質(zhì)量，有必要對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，在對(duì)誤差進(jìn)行分析的過(guò)程中加強(qiáng)利用技術(shù)措施，從而對(duì)影響系統(tǒng)誤差的因素進(jìn)行及時(shí)的消除或者減弱。系統(tǒng)誤差處理的主要內(nèi)容包括了：對(duì)殘存的系統(tǒng)誤差的數(shù)值或者是大概范圍進(jìn)行估計(jì)；如果系統(tǒng)誤差的方向和大小已經(jīng)被掌握，在對(duì)這種系統(tǒng)誤差進(jìn)行修正時(shí)可以采用修正值的修正方法，相反如果系統(tǒng)誤差的方向和大小不能得到肯定的值則需要對(duì)系統(tǒng)誤差的大致范圍進(jìn)行判斷，從而根據(jù)范圍來(lái)了解系統(tǒng)誤差會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造何種影響。在對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行處理的過(guò)程中需要對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行判別。當(dāng)系統(tǒng)誤差具有明確的大小和方向時(shí)，這種系統(tǒng)誤差會(huì)被稱之為恒值系統(tǒng)誤差，這種系統(tǒng)誤差的判別方法也是較為簡(jiǎn)單的。由于隨機(jī)誤差具有一定的抵償性，因此在對(duì)系統(tǒng)誤差ε進(jìn)行計(jì)算時(shí)，則是多次測(cè)量值的平均值和真值之間的差，也就是此時(shí)系統(tǒng)誤差的確定需要的條件為真值或者其近似值，當(dāng)真值或者近似值確定后就可以判定是否存在恒值系差。對(duì)變值系差，即是在測(cè)量條件變化下，值的誤差大小和方向都會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)改變，一般都會(huì)使用觀察和對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的方法對(duì)息差進(jìn)行處理。工程誤差控制方案如圖2所示。

4.2儀器誤差處理

儀器誤差在水利水電測(cè)量誤差因素當(dāng)中也是比較常見(jiàn)的種類，由于儀器加工技術(shù)限制以及操作人員專業(yè)水平高低等原因影響，儀器設(shè)備自身或者操作過(guò)程中，都有可能會(huì)出現(xiàn)各種各樣的誤差。針對(duì)不同原因?qū)е碌恼`差，采取的處理措施也要有所區(qū)別。比如儀器自身經(jīng)常出現(xiàn)的零點(diǎn)偏差問(wèn)題，可在處理過(guò)程中首先考慮如何彌補(bǔ)儀器本身缺陷，具體可以采取以下措施：一是可以采用提點(diǎn)法，在測(cè)量裝置上測(cè)量被檢物品之后，立刻將物品與標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量物進(jìn)行交換，再次測(cè)量后利用函數(shù)關(guān)系式計(jì)算二者之間的差異，即可得出正確的測(cè)量參數(shù)。二是由于觀測(cè)者技術(shù)水平不到位，或者自身視力等感官鑒別能力有限，導(dǎo)致使用儀器測(cè)量的過(guò)程中出現(xiàn)瞄準(zhǔn)、整平或者對(duì)中誤差，則需要水利水電測(cè)量單位有針對(duì)性采取改善方案，比如更換技術(shù)人員，或者對(duì)技術(shù)人員加強(qiáng)培訓(xùn)等。實(shí)際上出現(xiàn)儀器誤差的幾率大多還是由于測(cè)量技術(shù)人員操作過(guò)程中不夠細(xì)致認(rèn)真導(dǎo)致的，因此，最重要的處理手段還是要強(qiáng)化測(cè)量人員使用儀器的專業(yè)度。

5結(jié)論

根據(jù)上述內(nèi)容可以看出，水利水電工程不僅能夠?yàn)槊癖娙粘Ｉ钐峁┍憷麕椭?，同時(shí)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施，基于此必須對(duì)工程建設(shè)給予足夠重視，掌握其中所有細(xì)節(jié)從而保證工程整體質(zhì)量以及實(shí)用性。若想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)首先要進(jìn)行工程測(cè)量，數(shù)據(jù)誤差是導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失與施工人員受傷的主要因素，由此可見(jiàn)對(duì)導(dǎo)致水利水電測(cè)量誤差出現(xiàn)的原因進(jìn)行探究分析具有極為重要的意義和價(jià)值，以此為基礎(chǔ)制定相應(yīng)措施不僅能處理誤差帶來(lái)的問(wèn)題，同時(shí)可為工程質(zhì)量提供保障。

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作者:雷寧 楊康錫 單位:濱州市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司