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摘要:基于时代的快速发展,技术、设备的研究也在不断的精进,对于水利工程中的测量设备而言,经过了不断的研发和设计,不断的缩小误差提高精度,进而为水利工程服务。全站仪就是以这样的价值与意义存在于水利工程测量当中的。本文以此为出发点,围绕全站仪,分析其误差与精度控制的具体相关内容。
关键词:水利工程;全站仪;误差分析;测量
在我国,水利工程的重要性不言而喻。一方面,我国是世界人口大国之一,同时也是农业大国,对于水利工程的依赖性非常的强;另一方面,我国地域面积辽阔,地势环境复杂。水利工程作为基础的服务公益性工程,测量数据失之毫厘差之千里。
一、全站仪的注意事项及具体应用
分析全站仪在水利工程测量中的误差和精度控制,首先要对于全站仪在水利工程测量当中的注意事项与具体应用进行详细分析,然后建立在此基础上,对于应用过程当中的误差与精度进行探究。
(一)注意事项
全站仪是当下我国水利工程测量中最普遍使用的测量设备,但是这并不意味着全站仪的测量数据是最为精准的。实际上,就目前而言,全站仪的测量数据仍然存在很多不足,无论是误差还是精度差距都相对比较大,因此为了确保水利工程测量中能够得到精准的数据,在实际应用过程当中,必须要注意以下几点,首先是关于全站仪的角度问题,全站仪本身对于角度的要求苛刻,角度很容易影响到误差值,因此角度的精准性非常重要[1],其次是在测量过程中,要将测量点的中轴线进行丈量,以便确定测量的基本位置,最后是关于测距位里的选择,测距仪可以有效的起到辅助作用,进而有效提高全站仪的精度控制。
(二)具体应用
水利工程测量当中并不是单单仅借助全站仪进行测量,而是借助很多测量仪器,互相贴做,共同完成测量,而随着时代的发展,越来越多的先进测量仪器进入了水利工程当中,最初水利工程测量时,主要还是通过经纬测量仪器,后逐渐被全站仪所取代。实际上,无论是从测量精度来看,还是测量范围来分析,全站仪本身都具备了非常大的优势,尤其是在对于中大型的水利工程而言,前期规划与后期养护都能够看到全站仪的身影。
二、误差分析
(一)全站仪的误差分析主要分为三个方面,首先是对于轴系的误差分析,其次是对于度盘的误差分析,最后是关于测距的误差分析,其中度盘的误差分析又分为周期误差和加、乘常数误差两个部分。
(二)轴系误差
在上文中提到了过去水利工程测量中,经常会运用到经纬仪来进行测量,经纬仪本身的优势就在于其能够借助光学原理来进行误差分析,虽然随着时代的发展,逐渐被全站仪所取代。但是就光学原理角度上,还是经纬仪相对而言比较具备优势。具体到实际的测量过程中不难发现,全站仪在轴系方面的误差是比较明显且多的,而造成误差的原因一般有以下几点。首先是基于环境温度,环境温度本身会随着时间的推移和环境的变化而变化,这就会导致全站仪在测量中出现误差,视准轴的位置产生了偏移或变化,并逐步加大误差[2]。其次是基于测量镜头的安装问题,为了确保精准度,镜头安装必须结合实际情况进行调整。但是在调整过程当中,很容易导致十字中心与预定位置发生偏移,进而诱发轴系误差。最后是关于检验工作的开展。在检验工作中,如果經验不足或作出了错误的判断,如对于误差补偿存在错误定位,那么就会产生轴系误差。
(三)度盘误差
度盘误差主要是由于垂直角度的问题引起的,如果垂直角度比本身测定决定的角度要大,那么误差相应就会扩大,且两者之间呈正常的相对发展趋势,相反如果角度小则误差小[3]。一般情况下,为了避免度盘误差或将误差缩小在一个范围值内,会进行平均值的计算来完成误差值补偿,进而减小误差。而具体到实际的测量过程中,则可以分为两种。
周期误差的最大诱因就是光电信号的问题,即如果在实际的测量过程中,光电信号串扰,就会产生误差数据。虽然为了避免这一问题,在仪器本身都做了各种防范措施来减弱光电串扰,但是最终并不能完全避免干扰,所以数据仍然会产生误差。
加、乘常数误差实际上是一个比较普遍的,建立在观测值基础上的误差内容。由于仪器本身的光学零点会发生变化,因此该误差从某种意义上来说,是属于常见的基础误差和固定误差。但是造成误差的关系本身确是不固定的,所以在出现加、乘常数误差时,还需要进一步进行分析和判断,避免产生不必要的影响。
(四)测距误差
测距误差就是指通过测距点的高差进行测量,测距误差与人的视觉有关。很多情况下,人本身的视觉存在一定的视觉误区,因此在瞄准功能上存在一定的偏颇性,这就导致理论上的测量产生了误差值,且这种测距误差本身不能够被及时的发现,因此对于测量的精度会产生极大的影响作用。
三、精度控制
(一)轴系精度控制
轴系误差精度控制需要从实时数据入手,即为了进行有效的精度控制。在实际测量的过程当中,可以先一步对于测量的观测角度进行有效的调整,根据实际情况,可以将全测回进行变更,综合考虑到测量精度的需求,做半测回的设置,以此来提升测角精度[4]。除此之外,要注意垂直轴与水平轴的应用过程中存在的误差关系,对产生误差分析,实现精度控制。
(二)度盘精度控制
度盘精度控制相对比较常见,也比较简单,但是需要结合具体的水利工程实例来分析。不同的水利工程本身对于测量的数据、位置、角度、仪器的要求都不同,因此需要综合考虑,在不受地形限制的影响之下,可以通过对于三角高程误差的计算,对于测量数据精度进行有效提升。
(三)测距精度控制
测距精度控制主要需要针对上文中所提到的人眼观测的误差内容。由于人眼误差属于客观原因,很难辅助以数据或公式进行有效的调试,因此在测量过程当中,对于观测环境的进行有效的、多次的观察,然后取得精度较高的平均值来实现精度控制。
四、结束语
综上所述,水利工程本身的规模、测量的需求、存在的客观因素都不相同。因此在测量过程中,实际案例的误差分析与相对应的精度控制手段缺一不可。
参考文献:
[1]潘永明.关于水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制[J].广东科技,2014(01):101-102.
[2]刘勇,韦汉华.针对水利工程测量中全站仪的误差分析的深入探究[J].企业技术开发,2013(19):65-66.
[3]朱万里.基于全站仪在工程测量中的重要性探究其存在的误差分析[J].价值工程,2015(06):62.
[4]张前勇,常胜.全站仪水准法三角高程测量的探讨[J].湖北民族学院学报(自然科学版),2017(01):46-49.
(作者单位:淮安市水利勘测设计研究院有限公司)
关键词:水利工程;全站仪;误差分析;测量
在我国,水利工程的重要性不言而喻。一方面,我国是世界人口大国之一,同时也是农业大国,对于水利工程的依赖性非常的强;另一方面,我国地域面积辽阔,地势环境复杂。水利工程作为基础的服务公益性工程,测量数据失之毫厘差之千里。
一、全站仪的注意事项及具体应用
分析全站仪在水利工程测量中的误差和精度控制,首先要对于全站仪在水利工程测量当中的注意事项与具体应用进行详细分析,然后建立在此基础上,对于应用过程当中的误差与精度进行探究。
(一)注意事项
全站仪是当下我国水利工程测量中最普遍使用的测量设备,但是这并不意味着全站仪的测量数据是最为精准的。实际上,就目前而言,全站仪的测量数据仍然存在很多不足,无论是误差还是精度差距都相对比较大,因此为了确保水利工程测量中能够得到精准的数据,在实际应用过程当中,必须要注意以下几点,首先是关于全站仪的角度问题,全站仪本身对于角度的要求苛刻,角度很容易影响到误差值,因此角度的精准性非常重要[1],其次是在测量过程中,要将测量点的中轴线进行丈量,以便确定测量的基本位置,最后是关于测距位里的选择,测距仪可以有效的起到辅助作用,进而有效提高全站仪的精度控制。
(二)具体应用
水利工程测量当中并不是单单仅借助全站仪进行测量,而是借助很多测量仪器,互相贴做,共同完成测量,而随着时代的发展,越来越多的先进测量仪器进入了水利工程当中,最初水利工程测量时,主要还是通过经纬测量仪器,后逐渐被全站仪所取代。实际上,无论是从测量精度来看,还是测量范围来分析,全站仪本身都具备了非常大的优势,尤其是在对于中大型的水利工程而言,前期规划与后期养护都能够看到全站仪的身影。
二、误差分析
(一)全站仪的误差分析主要分为三个方面,首先是对于轴系的误差分析,其次是对于度盘的误差分析,最后是关于测距的误差分析,其中度盘的误差分析又分为周期误差和加、乘常数误差两个部分。
(二)轴系误差
在上文中提到了过去水利工程测量中,经常会运用到经纬仪来进行测量,经纬仪本身的优势就在于其能够借助光学原理来进行误差分析,虽然随着时代的发展,逐渐被全站仪所取代。但是就光学原理角度上,还是经纬仪相对而言比较具备优势。具体到实际的测量过程中不难发现,全站仪在轴系方面的误差是比较明显且多的,而造成误差的原因一般有以下几点。首先是基于环境温度,环境温度本身会随着时间的推移和环境的变化而变化,这就会导致全站仪在测量中出现误差,视准轴的位置产生了偏移或变化,并逐步加大误差[2]。其次是基于测量镜头的安装问题,为了确保精准度,镜头安装必须结合实际情况进行调整。但是在调整过程当中,很容易导致十字中心与预定位置发生偏移,进而诱发轴系误差。最后是关于检验工作的开展。在检验工作中,如果經验不足或作出了错误的判断,如对于误差补偿存在错误定位,那么就会产生轴系误差。
(三)度盘误差
度盘误差主要是由于垂直角度的问题引起的,如果垂直角度比本身测定决定的角度要大,那么误差相应就会扩大,且两者之间呈正常的相对发展趋势,相反如果角度小则误差小[3]。一般情况下,为了避免度盘误差或将误差缩小在一个范围值内,会进行平均值的计算来完成误差值补偿,进而减小误差。而具体到实际的测量过程中,则可以分为两种。
周期误差的最大诱因就是光电信号的问题,即如果在实际的测量过程中,光电信号串扰,就会产生误差数据。虽然为了避免这一问题,在仪器本身都做了各种防范措施来减弱光电串扰,但是最终并不能完全避免干扰,所以数据仍然会产生误差。
加、乘常数误差实际上是一个比较普遍的,建立在观测值基础上的误差内容。由于仪器本身的光学零点会发生变化,因此该误差从某种意义上来说,是属于常见的基础误差和固定误差。但是造成误差的关系本身确是不固定的,所以在出现加、乘常数误差时,还需要进一步进行分析和判断,避免产生不必要的影响。
(四)测距误差
测距误差就是指通过测距点的高差进行测量,测距误差与人的视觉有关。很多情况下,人本身的视觉存在一定的视觉误区,因此在瞄准功能上存在一定的偏颇性,这就导致理论上的测量产生了误差值,且这种测距误差本身不能够被及时的发现,因此对于测量的精度会产生极大的影响作用。
三、精度控制
(一)轴系精度控制
轴系误差精度控制需要从实时数据入手,即为了进行有效的精度控制。在实际测量的过程当中,可以先一步对于测量的观测角度进行有效的调整,根据实际情况,可以将全测回进行变更,综合考虑到测量精度的需求,做半测回的设置,以此来提升测角精度[4]。除此之外,要注意垂直轴与水平轴的应用过程中存在的误差关系,对产生误差分析,实现精度控制。
(二)度盘精度控制
度盘精度控制相对比较常见,也比较简单,但是需要结合具体的水利工程实例来分析。不同的水利工程本身对于测量的数据、位置、角度、仪器的要求都不同,因此需要综合考虑,在不受地形限制的影响之下,可以通过对于三角高程误差的计算,对于测量数据精度进行有效提升。
(三)测距精度控制
测距精度控制主要需要针对上文中所提到的人眼观测的误差内容。由于人眼误差属于客观原因,很难辅助以数据或公式进行有效的调试,因此在测量过程当中,对于观测环境的进行有效的、多次的观察,然后取得精度较高的平均值来实现精度控制。
四、结束语
综上所述,水利工程本身的规模、测量的需求、存在的客观因素都不相同。因此在测量过程中,实际案例的误差分析与相对应的精度控制手段缺一不可。
参考文献:
[1]潘永明.关于水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制[J].广东科技,2014(01):101-102.
[2]刘勇,韦汉华.针对水利工程测量中全站仪的误差分析的深入探究[J].企业技术开发,2013(19):65-66.
[3]朱万里.基于全站仪在工程测量中的重要性探究其存在的误差分析[J].价值工程,2015(06):62.
[4]张前勇,常胜.全站仪水准法三角高程测量的探讨[J].湖北民族学院学报(自然科学版),2017(01):46-49.
(作者单位:淮安市水利勘测设计研究院有限公司)