工程测量中的误差分析与剔除方法

工程测量中的误差分析与剔除方法

王文兵 宋非凡

自然资源部第一地理信息制图院 陕西省西安市 710054

摘要：随着科学技术和工艺的不断进步，工程项目对测量所得数据的准确性与可靠性有着越来越高的需求，如果测量数据中存在超过限定误差的数据，会对工程建设造成极大的，甚至不可挽救的影响。因此在对测量数据进行处理时，最先要面临的也是最重要的就是测量误差的分析与剔除问题。测量误差主要由以下三个原因所造成：测量仪器、测试人员与外界环境，同时又可以分为系统误差与偶然误差。笔者主要分析了系统误差的来源以及应对方法，还有粗大误差的处理。希望能对一些刚接触工程测量领域的学生起到一些引导作用。

关键词：工程测量；误差分析；误差剔除

引言

为了保证工程的施工质量，必须重视工程测量工作的开展，工程测量精度对很多环节都有一定的影响，如工程设计、工程施工质量等。随着我国工程规模的日益扩大，结构也越来越复杂，对工程测量精度有了更高的要求，导致工程测量工作难以顺利开展。不管是设计单位还是施工单位，都必须加强工程测量精度控制，这是十分必要的。

1误差的分析

1.1自然因素

在工程项目前期，测量作业在其中发挥着显著的作用，建设单位在工程项目正式实施之前需要进行必要的实地勘察，以便于针对实地勘察结果来制定出科学的施工方案。在实地勘察过程中，施工现场的实际环境、气候及地质条件、交通状况等都可能会对工程测量结果的准确性造成不同程度地影响。而这些外部因素通常是无法改变的，例如在施工现场中的地形地貌特征便很难进行人为改变，而且施工现场中的降雨量、温度起伏过大等因素，均会给工程测量结果的准确性带来影响。

1.2测试人员的因素

说到人为因素，这其实是导致误差的主要原因之一。在进行仪器的操作使用时，数据的产生往往就是依靠观测者个人的感官判断、测量习惯、工作经验以及工作状态，不可避免地会使测量结果产生粗大误差与系统误差。针对这一问题，需要根据不同情况制定标准工作流程以及宣传好测量数据精确的重要性，减小不同测量人员或同一测量人员因状态问题导致的人为测量误差。

1.3设备因素

在工程项目中，测量作业所获数据的精准度还会受到设备因素的影响，这种影响主要体现在俩个方面。其一是测量仪器及设备的自身原因所产生的误差，在工程测量工作中，其测量数据的精确度会在很大程度上受到仪器设备自身精准度及操作等方面的影响，这些测量仪器及设备的内部构造是非常精密的，而这也使其在长时间的使用过程中难免会出现一些故障，还有一些测量仪器设备的工作环境较差，这使其变得更易老化和磨损，而这些影响都会使仪器设备产生的误差进一步加剧；其二是测量仪器及设备的检修与保养，当用于工程测量的仪器设备经过长时间的使用但又缺乏相应的检修与保养时，便容易使仪器设备的测量误差进一步加大，进而给仪器设备的正常使用带来隐患。事实上，这些测量仪器设备必须要进行定期地检修与保养，而且检修与保养流程必须规范化，这便需要相关单位能够建立规范性较强的检修制度，防止仪器设备的使用存在随意性，以此保障测量数据的准确性。

2误差剔除方法

2.1　制定切实有效，科学专业的测量方案

在每次工程项目施工的前期准备阶段，都要对图纸的内容进行严谨的确认。以布网原则为基础，安排相关工作人员对现场进行勘察，统观全局，结合施工计划中的所有环节，协调好测量精度、误差参数与工程进度之间的平衡，制定出科学有效的测量方案，有效保证工程的质量管理与进度管理，以便为工程施工过程中外业测量提供参考线索。

2.2使用精度较高的测量设备

GPS设备精度会在很大程度上左右整个工程测量的效果，若所使用的GPS设备自身精度不足，在卫星传输过程中极易发生明显偏差，导致高程精度出现偏离，并且GPS精度不足也会使设备自身的信息处理效率降低，导致传输的信息可能存在错误。可见，工程测量时只有使用高精度仪器才能确保高程精度在误差允许范围内。选择高精度GPS仪器的优势如下：（1）能够在更短的时间内识别、处理卫星传送的信息数据，若存在卫星传输数据失真的情况，仪器也会自行调整；（2）若是测量工作在环境恶劣、地质复杂的条件下进行，高精度的GPS设备就可以在很大程度上克服因对流层或海拔过高带来的干扰，保障其自身工作不受干扰、所获取到的信息准确无误；（3）使用高精度GPS仪器能够显著提升工作效率，必要时还可实现加密传输，使测量者获取到真实的地质示意图，还可将海拔、区域轮廓线等参数信息直接变成图像进行显示，使观察者能够更加直观、清晰地了解区域状况；（4）高精度的GPS仪器能够有效缩小外界环境带来的影响，保证信息准确无误，保证平面、高程测量精度在设计允许的误差范围内

2.3提高测量工作人员的综合素质

多数情况下，测量工作人员的操作是否合理会直接影

响测量精度控制。首先，对于测量工作人员而言，需要充分了解各项专业测量技能，准确操作所有的新型测量仪器设备。其次，每个施工单位都要聘请一些优秀的测量工作人员，保证其不仅具有较强的测量精度控制意识，而且掌握各项专业技能，以显著提高测量精度。同时，工程企业需要不断更新观念，充分认识到在提高工程工程施工质量中，测量精度发挥着至关重要的作用。测量工作人员应该保持严谨的工作态度，加强测量精度控制意识，不管什么测量数据，都应该耐心对待。此外，施工单位需要将组建高素质的测量人员团队当成重要工作之一，不断加大投入力度，定期或不定期地组织现有工作人员参与有关的测量专业培训，力求做到让每个测量人员都能适应测量行业的发展，全面了解测量精度控制的有关知识，如测量仪器设备及技术等，这样可以满足现代化测量行业的实际需求，以确保测量精度控制质量符合有关规范。

2.4注重工程施工测量的质量控制细节

首先，把握好测量控制网络的实际要点。在相应测量操作过程当中，应当切实的做好控制网络的合理布置，落实到有关操作流程中，为关键的是，使得控制网络的布置精确性得到更大程度上的提升，当提升的水平得到优化之后，那么必定使得工作开展的前提基础得到优化，还将实际工作测量的标准规范作为基础，来对方格网的变长精度展开控制。从另一个方面来看，还应当做好相应沉降观测工作，工程测量所存在的沉降性问题，该项问题在测量操作中出现的概率往往较大，假如不能很好地把握沉降处理的要点，所形成的影响因素往往较大，应当把握好沉降的实际数值，并且注重后续的施工工序引导工作，对各个环节的操作都展开指导，从而确保观测的精确性。

结束语

笔者从测量仪器、测试人员、外界环境三个方面分析了测量误差的主要来源，讨论了部分减小测量误差的方法。在后期数据处理中，对含有误差的测量数据，应先用格拉布斯准则剔除粗大误差，再采用对应的误差修正模型消去系统误差以提高测量数据的准确性与可信度。测量工作中几乎每个环节都有可能对最后的数据产生影响，所以我们测量的工作者需要在每个环节都全神贯注，以保证测量数据的精准、精确、精密。

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