测量精度分析（共12篇）
测量精度分析 篇1
煤矿测量是煤矿生产的重要组成部分, 是煤矿生产的基础性工作, 对煤矿生产具有重要的指导意义。煤矿测量对煤矿安全具有重要意义。很多煤矿安全事故是因为测量造成的, 导致后期矿井施工不符合质量要求, 留下安全隐患。高精确度的测量可以很大程度上保护煤矿生产的安全, 保护人员生命安全。煤矿测量工作直接服务于煤矿生产的各个环节, 对煤矿生产和管理提供直接信息, 在煤矿生产的各个环节有着重要的指导意义。因此在煤炭生产过程中要充分认识到煤矿测量的重要性, 增强相关主体的责任意识。科学技术的发展, 也使得测量工作的效率和精确性有了很大程度的提高, 对保证煤矿安全有着很大促进作用。本文通过对煤矿测量重要性、测量中使用的方法和测量精确度提高的策略方面进行探究, 以期对生产实践提供参考价值。
1.实施煤矿测量的重要性
在进行煤炭生产中, 只有提高煤炭测量的地位, 才能使领导和员工意识到测量工作对煤矿生产的重要性, 才能在工作中谨慎认真, 减小误差, 促进煤炭生产的安全。煤矿生产有自己的特点, 存在着较大的安全隐患, 需要掌握地下的相关资料, 对生产的环境进行充分地了解, 才能采取对应的措施, 降低风险, 保证生产的安全性。煤炭开采过程中, 需要对复杂的地质条件进行监控, 进行水害预报、地质预报, 测量工作的准确性直接影响开采活动的进行。因此掌握正确的测量资料, 才能对地质情况进行正确测量, 从而针对隐患进行预防。此外, 进行煤炭测量可以很大程度上提高资源的利用效率, 避免资源的不必要浪费。
通过准确的测量可以给煤矿安全生产带来保证, 必须提升地质测量人员对安全生产的认识, 让每个测量人员意识到测量工作在煤矿安全生产中所占的比重, 强调地质测量与煤矿安全生产之间的关系。煤矿的安全生产必须要强调地质测量工作来施工过程中的地位, 重视测量人员对安全生产的认识。
2.煤矿测量方法分析
随着科技的进步, 现代化的技术被广泛地应用于煤炭开采领域, 很大程度上提高了煤炭开采的效率。煤炭开采的大规模进行, 迫使使用新技术新方法进行煤矿测量, 进行测量方法和测量工艺的创新。
2.1新技术的使用。随着GIS技术的快速发展, 在煤炭测量领域内进行测量的水平取得了很大程度地提高。测量的精度取得了新的突破。进行测量时, 能够实现将测量结果和通用软件进行互用和转化, 加快了煤矿企业信息化的进程。
2.2 GPS用于矿山控制网的改造。一些年代比较久远的煤矿, 需要进行技术改造, 通过技术改造和技术完善, 顺利向矿区引入GPS技术, 加快生产进进度和生产效率, 几个月才能够完成的任务几天就可测量完成。在进行矿井之间贯通式, 使用GPS技术, 能够很大程度上缩短测量时间, 提高测量精度。使用计算机和现代信息技术, 能够很大程度上提高数据的处理能力和数据的精确度, 对对煤矿测量环境的改善有着重要意义。
2.3陀螺仪应用于井下导线网格。在一些老矿井中, 经常是多矿筒多水平的布局, 在建设的过程中常常是经过多次的测量改进, 控制系统在统一性上存在明显的不足, 使用陀螺定向技术进行观测, 可以很大程度上提高测量的准确性, 减少在不等值观测时对方向产生误差。
使用陀螺仪进行定向, 能够很大程度上控制观测的精度, 能够满足测量的多方面需求, 对煤矿测量的影响程度比较下, 有比较高的测量精度, 能够避免测量过程中的小的不良因素对测量结果的影响。通过有针对性对进行测量, 从而保障了测量的精度要求。
3.提高煤况测量精度的措施
煤矿进行开挖中, 会面临不同的环境, 经常性的需要进行测量工作, 通过测量为煤矿生产提供准确的数据, 可以很大程度上减少安全事故的发生。现阶段一些大型机械、新的开采技术被用于煤矿生产, 开采速度非常快, 需要采取各种措施提高煤矿测量的精度, 避免因测量工作导致的经济损失。
3.1严格执行测量的基本要求
在进行煤矿测量时, 严格按照操作规范要求, 先布置测量控制网, 在确定各个碎部点, 依照从高级到低级、从整体到局部的顺序进行, 在测量中要每步进行仔细检查和平差。在测量过程中要明确测量的要求, 选择合适的测量方案进行测量。进行测量, 从而在测量现场标出设备安装的位置信息, 保证施工的施工测量结果在误差允许的范围内, 满足不同情况对测量精度的要求。
煤矿的测量过程比较复杂, 很多因素都会导致测量误差的产生, 企业应根据自己的实际情况, 根据相关规范和规定的要求, 指定的测量管理制度, 对测量中的相关操作规范和测量标准进行规定, 保证测量的精确度较高。
3.2做好测量前的必要准备
煤矿测量前, 各项准备工作要进行充分的准备, 测量设备进行矫正和检验, 减少系统误差的影响。以期应根据相关仪器管理规范的要求, 进行定期地检验和维护, 加强企业的仪器管理。随着工程建设对精确度要求的提高, 仪器的精密性越来越高, 很小的误差就会造成比较大的工程事故, 因此在进行一起使用前应对仪器和设备进行仔细地检查和校正, 减少测量过程中系统误差和测量误差, 提供精确地测量数据。
3.3核查检查前的原始数据
在进行测量工作之前, 对观测员提交的数据进行认真检查, 依据测量规范的规定, 在测量原始数据正确无误的基础上进行测量, 检查测量结果的正确性, 当观测结果接近误差的极限时, 对产生误差的原因进行分析, 寻找解决误差的办法, 只到将误差缩小到规定的范围内在进行下一步测量。存在测量者在对数据资料进行总结时, 不进行审核检查, 未经核算导致误差增大, 错误不能得到及时纠正, 后续工作数据全部错误。另一方面, 在进行绘图时, 需要对测量结果和计算的结果进行复核, 对比较重要的数据进行审批, 保证进行正确绘图, 避免出现测量人员不经过数据复查, 造成测量出现误差。
3.4提高测量过程的准确性
煤矿测量涉及到很多环节, 每个环节的精确度有不同的要求, 煤矿测量阶段对测量精度进行了严格地限定。煤矿测量过程中, 测量任一环节出现失误, 倒会造成整个测量工作准确性的降低, 甚至会因为测量误差导致才出现安全事故, 在进行测量时, 要高度重视设计图纸的审核、测量点和资料的使用、现场的测绘和标定。在进行测量的过程中, 要提高测量的标准, 提高数据的准确性, 从而保证后续施工的安全, 保证后续施工的正常进行。
3.5提高测量图精度
通过提高测量图的精确程度来提高测量的准确性。进行煤矿安全生产的过程中, 准确使用测量图来保证生产的安全, 通过图纸来反映准确生产过程的动态变化, 对测量图有很高的要求。在进行测量图准确绘制过程中, 为了方便测量人员的能够方便使用, 应从多个方面进行控制。
(1) 按照测量图是绘制规范保证图纸绘制内容的完整性, 根据实地情况, 进行准确绘制, 这就要求绘制人员对现场进行充分地考察。
(2) 进行准确控制, 保证地上与井下空间能够对应, 精确度控制在规定的范围内, 达到煤矿测量的具体要求, 才能满足生产安全的要求。测量图的内容应包括水窝、避难硐室、绞车硐室等, 并进行必要的标示。
(3) 当两个煤矿相距比较近时, 应掌握对方煤矿开采的进度和开挖情况, 并在自己的测量图中进行标示, 从而有利于后期对方瓦斯、积水等对自己施工的影响, 保障人员施工安全, 根据监控对方煤矿的开采进度, 减少施工中安全事故的发生。
结语
煤矿生产是个系统工程, 随着科学技术的快速发展, 一些新的测量方法和测量工艺在生产中开始被应用, 测量的准确度和测量的效率得到快速提升, 信息技术的发展, 也带动了测量的进步。在进行测量过程中, 需要做到精益求精, 对测量的环境进行认真地测量和校对, 保证测量准确, 提高煤矿生产的安全性。本文对煤矿测量地位进行探讨, 针对煤矿测量的方法进行分析, 提出提高煤矿测量精度的几点对策。对煤矿测量方法进行探讨, 是提高煤矿测量精度的重要途径, 减少煤矿安全事故的发生, 给煤矿带来较好的经济效益, 促进煤矿测量工作健康快速的发展。
参考文献
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测量精度分析 篇2
航天器总装精度测量方法分析
航天器总装精度测量是指测量有安装精度要求的仪器的`坐标系相对于整星坐标系的位置和姿态.文章介绍了总装精度测量的两类方法,即通过立方镜镜面法线和中心点测量的方法以及通过星体和被测仪器上特征点测量的方法,文章对两类方法作了数学分析,并对各自的应用作了比较.
作 者：杨再华 Yang Zaihua 作者单位：北京卫星环境工程研究所,北京,100094刊 名：航天器环境工程 ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING年，卷(期)：24(6)分类号：V465关键词：精度测量 立方镜 特征点 航天器
测量精度分析 篇3
【关键词】：跨河水准 测量原理 精度分析 误差分析
一、原理依据
如图1-1所示，图中A1、A2是右岸两点，B1、B2是左岸两点，A1、A2 、B1、B2近似为一个矩形，A1A2边约为20米，A1 B1约为540米，所以可以认为A1 B1、A1 B2、A2 B1、A2 B2之间的高差观测值的权相等。
A1 A2
B1 B2
图1-1 图1-2
施测方法：
在B1架TCA2004，分别照准A1、A2 、B2，得到一测回观测高差： （S为斜距，δ为竖角），两点之间的高差为 （ 为仪器高， 为目标高），A1点的高程为 ，同理可得A2、B2的高程。此三点的高程中 均一样，相互抵消，利用以上三点的高程求A1 B2、A2B2之间的高差。若觇标高相等则高差等于 的差值。
二、精度分析
能不能符合精度要求关键在于 的精度，下面就此作如下分析：
设， 则 ，此次用的TCA2004的标称精度：测距 ，测角0.5″，检测表明：实际误差远小于标称误差。测距 ，测角0.37″。
由于δ较小（预先用全站仪选择的四点高程大致相等）， ，所以前面一项可不考虑，后面一项中 。为减小 的大小，观测了8测回，保证了测角中误差小于0.5″（实际为0.18″），这样函数的误差就小于1.28mm（实际为0.46mm），而一等水准要求为 ，从理论上说，此方法是可行的。
在实际的三角高程测量中还有球气差的影响，用公式表达为：
hAB=D·tanα+i-v+（q-p）=D·tanα+i-v+γ （其中γ为球气差的影响）
上式就是考虑了球气差影响的高差公式。令Dtanα+i-v=h′AB，则上式也可以写为：
hAB=h′AB+γ
在相同条件下，可视直反觇中球气差对高差的影响相同，而直反觇的高差正负号相反，则直反觇高差的平均值为 ：
hAB平=（h′AB-h′BA）/2
上式表明：取直反觇高差平均值，消除了球气差对高差的影响。
三、误差分析
3-1.三角高程测量主要误差来源及减弱措施
在高程测量中，设球差为q，气差为p，大气折光系数为K。
由公式：hAB=D·tanα+i-v+（q-p）=D·tanα+i-v+γ （1-1） 知，观测边长D、垂直角、仪高i和觇标高v的测量误差及大气垂直折光系数K的测定误差均会给三角高程测量成果带来误差。
3.1.1 边长误差
边长误差决定于距离丈量方法。用TCA2003全站仪测距，精度很高，测距 。边长误差对三角高程的影响与垂直角大小有关，垂直角越大，其影响也越大。由于δ较小（预先用全站仪选择的四点高程大致相等），所以全站仪的测距精度已经足够精确。
3.1.2 垂直角误差
垂直角观测误差包括仪器误差、观测误差和外界环境的影响。垂直角观测误差对三角高程的影响与边长及推算高程路线总长有关，边长或总长愈长，对高程的影响也愈大。因此，在三角高程测量是s比较大的前提下，垂直角的观测应选择大气折光影响较小的阴天和每天的中午观测较好。TCA2003的测角精度：测角0.5″。 ，为减小 的大小，观测了8测回，保证了测角中误差小于0.5″，这样函数的误差就小于1.28mm，而一等水准要求为 ，从理论上说，此方法是可行的。
3.1.3 丈量仪高和觇标高的误差
仪高和觇标高的量测误差有多大，对高差的影响也会有多大。因此，应仔细量测仪高和觇标高。
3.1.4 球气差影响
1. 球差q
当距离较长时，根据《工程测量规范》的要求，必须考虑地球曲率和大气折光对高差的影响。如图1-2所示，在A点安置经纬仪，在B点竖立标杆，仪器高为i，标杆高为v，过J点的水准面为JF，水平面为JE。如果用水平面代替水准面，高差少了一段距离EF，EF即为地球曲率对高差的影响，简称球差，用q表示。
设地球为圆球，半径为R，A、B两点间的水平距离为D，当D较小时可认为JE= D。A、B两点对球心O所张的夹角为θ，弦切角∠ EJF=θ/2（弦切角等于同弧所对圆心角的一半），因θ/2很小.球差的公式可写成：
q= （1-2）
D为A、B两点间的实测水平距离，球差q与D平方成正比。q总是使所测高差减小，因此在高差计算中应加上q。
2. 气差p
由于光线通过由下而上密度变化的大气层而发生折射（靠近地球密度大，远离地球密度小），视线形成一条连续的，凹向地面的曲线JM。当望远镜照准觇标顶部M时，曲线JM在J点处的切线JM′为视线方向，使垂直角α增加了ε/2，而高差增加了一个高度MM′，此即为大气折光对高差的影响，简称为气差，用p表示。如果在地势比较平坦的地区进行水准测量时，靠地的大气密度基本上相同，所以气差对观测的影响也不是很大。气差的公式可写为：
（1-3）
式中R?为光程曲线的曲率半径，设 ，K为大气垂直折光系数。
3. 球气差γ
球差与气差合称球气差。球气差的总影响用γ表示。 球差q总是使所测高差减小，气差p总是使高差增大。γ可表示为：γ=q-p
由于R′>R，则K
K值变化是复杂的，在不同的地区、不同的时间、不同的天气等都会不相同，甚至在同一个测站上各方向也不相同，主要影响因素是气温和气压的变化。
3.1.5 照准误差
照准误差主要是和仪器的放大倍数有关系的。放大倍数越大，照准误差就越小，一般的望远镜的视觉放大倍数在20至50倍之间。望远镜照准误差 可用公式表示为：
=60"/m （1-4）
其中m为望远镜放大倍数，如果在测角中既用ATR方式，又用人工方式，检查和测定ATR照准差则是十分必要的。因为在这种情况下，两种方式才能达到最佳匹配。
【参考文献】：
[1]刘仁钊著《工程测量技术》，2008年3月，黄河水利出版社出版，231页。
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[5]中华人民共和国国家标准《工程测量规范》，GB50026-2007。
[6]中华人民共和国国家标准《国家一、二等水准测量规范》，GB12897-91。
地铁隧道断面测量精度分析 篇4
地铁隧道在投入运营后, 部分隧道会出现结构性病害。为合理诊断隧道病害原因, 需对病害段隧道结构进行现状测量。目前对隧道进行断面测量的手段主要有断面检测仪、全站仪等。许多文献中都从一些具体用途出发论述了全站仪在隧道断面测量中的应用, 如文献[1]论述了隧道断面测量的基本技术, 文献[2]、[3]、[4]论述了极坐标法在隧道变形监测方面的应用, 文献[5]、[6]论述了全站仪在隧道断面测量中的应用。本文将以广州地铁越秀公园—纪念堂区间运营阶段的隧道断面测量为例, 阐述用无棱镜全站仪 (徕卡TCRA1201) +徕卡GEOMOS软件作隧道断面测量的具体过程, 并分析其精度。
2 全站仪作隧道断面测量
2.1 隧道断面测量的基本思路
首先, 现场确定需要进行断面测量的位置;其次, 利用线路设计图、断面限界设计图以及实测的仪器中心坐标, 计算设计的断面圆心坐标和圆周各点的坐标;第三, 将断面各点的计算坐标导入GEOMOS监测系统数据库, 并在GEOMOS监测系统与TCRA1201全站仪间建立通讯, 通过GEOMOS监测系统驱动全站仪对断面上各点测量。第四, 计算断面各点的实测坐标与设计坐标的偏差量和偏差距离。
2.2 断面圆心坐标计算
假定需测量的隧道为圆形隧道, 隧道半径为R, 测量断面为PZ, 断面附近三个已知控制点为M1、M2、M3, 断面附近的线路中心上两个点AφXA, YAφ, BφXB, YBφ, 断面内道床面到断面圆心的距离为, 仪器安置在点, 仪器量测高度为, 断面上隧道圆心点为, 线路中心点为。断面与线路相互关系见图1, 断面内各点的相互关系见图2。
图1内各点的相互关系可知断面与线路垂直。利用点到直线的关系, 可求出线段与线段的交点, 计算公式如下:
因, 则线段的水平方位角
由于断面位于隧道直线段时, 平面关系上轨道线路中心线与隧道中心线重合, 即XO=XP, YO=YP。从图2可知, HO=HZ+Lo-h。
2.3 断面圆上任意点坐标计算
从图2知, 断面上任意点观测时的天顶距为φi, ∠OZD=β, θ=β+φ, 则i点斜距为SZi:
利用断面上斜距SZi, 仪器中心点Z的坐标、天顶距φi以及断面上各点水平方向的方位角α, 可计算出断面圆周上i点坐标:
2.4 断面圆上各点坐标偏差量计算
将断面上各点计算坐标按照GEOMOS软件的数据格式 (P%X%Y%Z%格式) 编制成测点坐标文件, 导入GEOMOS监测系统的数据库, 在GEOMOS监测系统内建立点组, 设定观测时间、观测次数等。仪器照准B点定向 (设定向点为图1内B点) , 用GEOMOS监测系统驱动全站仪照准断面上各点计算的空间位置, 实测断面上各点三维坐标。各点的实测坐标为:
其中, S′zi、α′、φi′——分别为点实测的斜距、水平方位角、天顶距。
由于仪器观测误差 (如测角误差、测距误差等) 以及施工过程中隧道管片施工误差、施工调整等影响, 斜距、水平方位角、天顶距的实测值与计算值不等, 即S′zi≠SZI, α′≠α, φ″≠φ。则断面上各点的坐标偏差量为:
断面上各点设计点位与实测点位空间距离偏差量为:
3 隧道断面测量的精度分析
3.1 断面圆周上i点斜距中误差mSZi计算
在断面圆周i点坐标计算时利用了观测数据仪器中心点坐标 (Xz、Yz、Hz) 及仪器高h, 因此其坐标Xi、Yi、Hi中将包含观测误差。
按照误差传播律, 首先将公式 (1) ～ (3) 代入公式 (7) , 计算θ角的中误差;其次, 将公式 (6) ～ (7) 代入公式 (5) , 计算斜距SZi中误差mSZi。各中误差公式如下:
因φ值为设定计算值, 其观测中误差mφ=0, 由公式 (7) 可得mθ=mβ。
令, 则由公式 (5) ～ (6) 可得:
3.2 断面圆周点偏差量中误差
因公式 (15) ～ (16) 的实测项中S′zi、α′、φi′含观测误差, 计算项中仅SZi含观测误差, 而α及φ为设定值, 不含观测误差。按照误差传播律, 可得断面圆周i点偏差量Δx、Δy、Δh的中误差公式如下:
同理可得断面上断面圆周i点设计点位与实测点位空间偏离值Δs的中误差公式:
4 算例
以广州市地铁二号线越秀公园—纪念堂区间隧道病害断面 (里程ZDK15+231) 的现状测量为例。在该里程处隧道为马蹄形断面, 本算例选取其上半圆上任意一点作分析。根据设计图纸 (见图3) 可得:上圆半径R=2.5m, 上半圆圆心至隧道道床面设计尺寸L0=2.273m, 线路方向AB方位角为α=61°26'46.24"。在测量该断面时, 仪器安置在线路中心线上, 即Z点与P点重合, 且β=0°。量测仪器高为h=1.422m, 取天顶距为φ=20°的i点, 线路AB方向实测值方位角α'=61°26'46.24", i点的实测天顶距为φ'=20°0'3.96", 斜距为S'Zi=3.45m。
因仪器中心坐标是通过自由设站, 观测仪器中心点至三个已知点M1、M2、M3的边和角, 按最小二乘原理平差计算所得。本文将不讨论该计算过程及观测精度, 假定仪器中心点Z的平面点位中误差mZ=±6mm (《工程测量规范》 (GB50026-2007) ⑺水平位移测量点位中误差三等精度) , 并按照等精度原则分配到X、Y两个方向, 则MX=MY=±4.23mm。
因徕卡TCRA1201全站仪的标称精度是一测回方向中误差为1″, 无棱镜测距精度为2mm+3PPm, 取测角测距观测2测回, 则测角中误差mα=mφ=±1″, 测距中误差mS'Zi=±1.42mm。取仪器高量测中误差mh=±2mm。
将各项数据代入公式 (18) ～ (25) 得β、SOZ、SZi的中误差为:mβ=±4.38mm、mSOZ=±4.04mm, mSZI=±3.80mm。
断面圆周i点的计算坐标与实测坐标差值量中误差为:
断面圆周点的设计点位与实测点位偏差距离中误差为:。
因m2Δx≥m2X'、m2Δy≥m2Y'、m2Δh≥m2H', 则圆周上i点的实测中误差mi≤3.61mm, 根据《城市交通工程测量规范》 (GB50308-2008) 要求, 断面点测量中误差为±10mm, 本文所用方法测量精度能够满足规范要求。
5 结论
⑴本文详细介绍了徕卡全站仪TCRA1201配合GE-OMOS软件进行地铁隧道断面形状测量的方法, 并对其进行了精度分析。从以上分析可见, 该方法用于地铁隧道断面测量是可行的。
⑵由于该方法采用了无棱镜全站仪和GEOMSO监测系统, 断面上各测点间距可任意选择, 能够准确反映出隧道病变位置。
⑶本文仅分析了断面位于直线段线路的情况, 对于断面位于曲线段时, 断面中心线AB应选取曲线段的切线。断面上各点方位角应根据曲线段的具体数据、照准点及测站点坐标计算。
⑷本文是以马蹄形隧道的上半圆为例作分析, 对于隧道呈圆形、矩形, 椭圆形时, 断面周边点坐标的计算将要根据隧道实际形状、结构尺寸计算。
⑸本文分析了隧道断面测量过程中量测误差的影响, 对于施工误差、坐标系本身的误差等因素未作考虑。
参考文献
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测量精度分析 篇5
城市地铁施工测量控制因素及精度分析
地面控制测量、竖井联系测量及地下控制测量是影响城市地铁暗挖区间贯通误差的`三大测量控制要点,以沈阳地铁一号线暗挖区间施工控制测量及贯通测量的数据为实例,根据误差合理配赋的原则,对三个环节的控制测量方法及注意点进行了优化分析.
作 者：李强 Li Qiang 作者单位：中铁四局五公司,江西九江,33刊 名：铁道勘察英文刊名：RAILWAY INVESTIGATION AND SURVEYING年，卷(期)：200935(2)分类号：U231+.1关键词：地铁 测量 控制因素 误差分析
测量精度分析 篇6
关键词：地形测量；精度分析；问题；措施
中图分类号：U412.24 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）18-0060-02
城镇地形测量指的是测绘地形图的作业，即对应测区域表面的地物、地貌在水平面上的投影位置和高程进行测定，并按一定比例缩小，用符号和注记绘制成地形图的工作。为城市规划、市政建设、市政管理、环境保护和其它的经济建设相关部门服务。城镇地形测图具有比例尺大、精度要求高，图上地物、地貌元素繁多等特点。在城镇地形测量中，控制测量的精度是确保城镇地形测量整体质量的关键性前提。目前，地形测量已普遍应用先进的科学技术，如计算机、卫星技术。先进的科学技术保证了测量数据的可靠性，也确保了数据的精确性。
1 地形控制测量四种常用的测量方法
1.1 导线测量技术
城镇地形的控制测量最经典的一种方法就是导线测量，目前导线测量仍广泛的应用于城镇地形的控制测量工作中。城镇地形测量的施测范围有些是建成区，这是城镇发展中不可避免的，选择导线测量的方法可以充分发挥它的优势，因为建成区检核条件较多，而导线测量方法方便灵活，条件简单，所以可以在测量时尽可能的防止出现粗略的误差，这样就使所测得控制点的精度相对较高。
1.2 GPS静态控制测量技术
静态GPS控制网具有选点灵活，控制范围大，定位精度高，不需要通视，不需要全天候作业，平面和高程可同步推算等特点。其在城镇地形测量中经常被用于基本控制测量。为了提高静态GPS控制网的可靠性和均匀性，城市一级控制网或二级控制网有时也采用静态或快速静态的相对定位测量法。
1.2.1 GPS平面基本控制网的测量
GPS平面基本控制网的作用主要是为了分析RTK平面控制测量的精度。因为静态GPS可以获得较高精度的坐标，同时又可以在高精度的基线测量中获得比较理想的数据分析结果，所以在众多测量方法中，不得不说静态GPS测量是最佳方法。
1.2.2 GPS平面控制网的数据处理与精度评定
进行数据处理时，首先应进行初步粗加工，整理数据；再进行预处理工作，依据各种模型对观测数据进行改正；第三步则要根据相关公式计算基线向量；第四步是进行自由网的平差；最后再进行二维约束平差，见表1、表2。
从表1和表2对比可以看出，应用GPS首级控制网无约束平差以后，最优闭合环比基本控制网无约束平差低，所以首级控制网的测量精度较高。
1.2.3 基于GPS技术时地形测量数据的精度控制要点
地形控制测量是地形细部测量和日常地形测量的基础性工作。为了不断提高城镇地形测量数据的精确性，应根据建立控制网手段的不同对GPS控制网测量程序和地面控制网测量程序作进一步的规划管理。这样才可以使GPS技术在城镇地形测量工作中发挥积极的表现，实现现实意义。
1.3 GPS-RTK控制测量
利用GPS-RTK控制测量技术实施测量具备省时、省力、快速、灵活及精度高等优点，能够实时提供待求控制点的三维坐标，还能极大程度地进行工作效率的提高。
1.4 CORS控制测量
综合服务定位体系CORS技术是GPS技术在测绘、导航等领域发展与使用的方向，在我国很多地区得到了迅速的发展。利用CORS体系所提供的网络定位精度更高，可以完全达到城镇地形测量要求，在已建成CORS网络的地区，可以十分便利的进行测控作业。
2 地形控制测量四种常用方法的精度分析
2.1 导线测量技术精度分析
导线测量尤其适合测量城镇地形隐蔽区域和城市建筑地域的测量控制。对导线精度产生影响的因素主要包括设备体系的误差、作业人员水平和外界观测状况等，因此应先尽可能按照技术的要求对设备和作业人员进行选择，并保证设备的较好检校后再进行导线测量。
2.2 GPS静态控制测量技术精度分析
虽然静态GPS网可通过GPS高程拟合的方法求得，但是因为受一些因素的影响，求出的GPS高程数据精度相对比较低。而且静态GPS控制网有许多不足之处，如：使用受到限制，特别是在高楼林立，建筑物装饰幕墙较多的城市测量中，因其道路上车流量大、行道树多、干扰信号较多，所以这些地方不适宜使用GPS；GPS测量受天气环境影响、卫星分布状况的限制以及多种无线信号的干扰等造成多重误差，综上所述，GPS测量数据的可靠性和精度有待进一步提高。
2.3 GPS-RTK控制测量精度分析
RTK定位一般会有两类误差：
一是由距离问题引起的误差，如：对流层误差、电离层误差、轨道误差等；
二是与测站条件有关的误差，如：多路径误差、信号干扰、天线相位中心变化等。
为减少误差，应遵循GPS作业的基本要求，如，基准站要远离高压线和大面积水域等，避免造成多路径误差；基准站的建造应在地势较高且开阔的地方，以便接收到更多的GPS卫星信号及增大发射距离，避免信号干扰；其次，基准站应架设稳定牢固，避免晃动引起天线相位中心变化，影响测量精度。
RTK技术的控制测量具有误差分布均匀、独立的特点，所以不存在误差积累，精度可靠度较高的优点，并且其能实时提供测量成果，可以减少设备成本，减轻测量员的劳动强度，提高测量速度和效益。但有时因受遮挡物影响，会造成信号失锁，定位延迟，而且控制范围较小，定位精度也会受距离增加的影响而降低。
2.4 CORS控制测量精度分析
应用CORS体系提高了工作效率，扩大了有效的工作范围，缩短了初始化时间；彻底实现了单机作业，降低了成本；差分作业可靠性增强；因数据链形式通讯的可靠固定，降低了噪声的干扰；数据可靠性增强，具有较高精度。
但利用CORS进行大比例地形地形图测量控制作业时，会受到GPS测量限制条件的影响，如干扰信号、天气条件的影响等，所以在城镇建成区作业并不适宜使用CORS技术。
3 在城镇地形测量中几种控制测量方法应用比较
在不同地形条件下，RTK测量与导线测量较差区分较显著，如，在较开阔的丘陵地，较差值最小；在建筑物密集的地区，由于建筑物的遮挡和反射，较差值最大；由于山体对部分卫星信号遮挡，山地较差值稍大。在距离较短的测量中，RTK测量测边误差比导线测量高，但点位误差较小，由此可以得出在短距离的测量中，导线测量相对于RTK测量精度较高。
与单参考站的RTK测定相比，利用CORS所提供的RTK系统测量数学模型进行联合解算具有较高的可靠性和数据精确性，并提高了作业效率。对于GPS静态测量技术来讲，在CORS服务范畴内作业可以更为省时的获得即时坐标，并且CORS网络建立后，能长期提供统一、稳定的坐标参考系，并能对基础数据进行规范测绘。
4 结 语
城镇地形测量的四种常用工作方法均有优点和不足之处，不同的作业方法有着不同的适宜使用条件。比如，建成区域与隐蔽区域相比更适宜使用导线测量；相对于定位测量，静态GPS测量更适用于等级控制点的测量；RTK或CORS适用于遮挡物少的开阔地区使用。在实际作业中，为了满足精度的要求、有效提高作业效率，测量工作者可以根据应测区域的地势情况选用适当的测量方法，也可以将几种测量方法综合起来运用。
参考文献：
[1] 沈忠明.城镇地籍测量方法对比探讨[J].科技资讯，2011，（21）.
[2] 黄俊华，陈文森.连续运行卫星定位综合服务系统建设与应用[M].北京：北京科学出版社，2009.
近景摄影测量影响精度因素分析 篇7
将反光片均匀布置在待测物体上, 如图1所示。利用全站仪对控制点测量, 结果如表1。
2 精度影响因素分析
2.1 交会角不同精度影响分析
实验中以28.3m的摄距为数据, 说明交会角大小对精度的影响, 本组实验共设6个基站。分成三组数据, 计算不同交会角时的平差精度、中误差和相对中误差。分别如表2和图2、图3、图4所示。
从图2可以看出, 平面和深度中误差随着交会角的减小迅速增大;从图3中可以清楚地看出, 随着交会角的减小, X、Y方向的精度越来越低, 而Z方向的精度一直很高, Z方向的精度受交会角变化的影响不是那么明显;图4为不同交会角时相对中误差精度示意图, 平面精度是指与像平面平行的面的精度, 深度精度是指摄影方向的精度, 空间三维坐标即为“点位”。根据实验结果, 交会角的增大, 平面、深度、点位的精度都会得到提高。根据近景摄影测量原理, 当摄距一定时, 交会角与摄影基线的长度成正比。即点位、深度精度随着摄影基线长度的增加而提高。基线长, 则精度高;基线短, 则精度降低。
2.2 摄影距离不同精度影响分析
在实验时, 分别选择12.5m、21.4m、28.3m和42.6m的摄距, 其中12.5m、21.4m摄距处采用18mm的镜头拍摄, 28.3m处采用35mm的镜头拍摄, 42.6m处采用55mm的镜头拍摄。
由表3和图5可知, 摄影距离的增大, 相应的平面、深度中误差也随之增加。但当采用不同焦距的镜头, 图像分辨率增大时, 测量精度也随之提高。如图5所示, 摄影距离为28.3m时, 由于采用了35mm的镜头, 其精度比摄距为21.4m镜头为18mm时高。
2.3 利用不同个数的控制点对解算精度的影响
利用同一组的相片, 在交会角为48.2°时, 根据控制点数量不同解算T3、T6、T12三个点的空间位置坐标, 计算精度误差。详见表4。
根据图6, 坐标中误差随着不同控制点个数的增多不断减小。
3 总结
近景摄影测量的精度会受到许多因素的影响, 通过本次实验对影响近景摄影测量精度的因素作比较分析。[4]
(1) 控制点布置及测量。控制点应均匀布在设被摄物体上, 在允许的情况下增加控制点数量 (12个左右) , 选择高精度的控制点坐标测量方法。
(2) 分辨率较高的相机能够明显提高测量精度, 在摄影测量时尽可能采用像素较高的数码相机。在分辨率较低时, 可利用图像处理软件 (如photoshop) , 进行预处理, 也可达到十分理想的效果。
(3) 在拍摄影像时, 从正面摄影, 拉长摄影基线, 有助于提高立体方向精度的提高。
(4) 相机检校。普通数码相机的镜头畸变对精度影响很大。有条件的情况下, 利用室内检校场对数码相机进行检校, 解算出镜头畸变差。
参考文献
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[7]张剑清, 胡安文.多基线摄影测量前方交会方法及精度分析[J].武汉大学学报 (信息科学版) , 2007 (10) .
提高煤矿测量精度的对策分析 篇8
在煤矿生产的过程中, 煤矿测量是一项重要的工作, 对煤矿生产起着指导性的作用, 是各项工作的基础。从生产实际中, 我们了解到很多煤矿事故的发生都是由于煤矿测量技术的不到位, 造成矿井的施工不符合生产安全质量标准, 才会酿成一起起悲剧。为了做好煤矿安全生产, 也为了人们的生命财产安全, 我们要在煤矿测量技术工作上做到扎实到位, 才能真正确保煤矿的安全生产与运营。煤矿测量工作作为煤矿生产的基础技术工作, 在煤矿生产的各个环节中得到广泛应用, 直接服务于煤矿生产, 对安全生产管理也提供着直接的信息支持。因此, 煤矿测量在煤矿生产中的作用与责任是非常重要的。近些年, 随着科学技术的不断飞速发展, 新技术在煤矿生产中的应用增多, 尤其是在煤矿测量方面, 新技术的应用使得测量的速度、精度都大幅提高, 保证了煤矿的安全生产。本文主要对煤矿测量的方法及提高测量精度的措施进行简单的分析和论述。
1 煤矿测量的重要意义
在实际工作中, 只有充分认识到煤矿测量工作的重要性才能降低工作中的失误和误差, 保证煤矿生产的安全运行。由于煤矿生产处于地下深处, 只有准确掌握井下各个施工作业点的实际情况, 才能根据相关资料对工作环境进行安全评价及对各类安全隐患采取有效的措施, 保证生产的安全。在煤矿采掘过程中, 由于地质条件比较复杂, 需要水害预报、地质预报进行指导, 而测量的准确性, 对采掘活动有着直接的影响, 在采掘过程中, 要不断进行准确的测量, 保证采掘作业的安全推进。在生产过程中, 通过测量解决不断出现的新问题, 为了使地质资料预报的准确性提高, 就要有正确的测量资料, 对安全隐患进行分析, 采取措施消除隐患。同时, 煤矿测量也是提高资源利用率的手段之一, 可以最大限度地回收资源。
2 煤矿测量方法分析
随着科学技术的发展, 现代化技术在煤矿开采领域中得到广泛的应用, 使煤矿开采的效率大幅提高, 而对于煤矿测量而言, 也要求测量方法及工艺不断的完善和创新。
1) 新技术的利用。GIS技术的发展以及在煤矿测量领域内的应用使煤矿测量的水平大幅提高, 同时也使测量的精度得到提高。在兼容性方面, 实现了与通用图形处理软件之间的互用与转换, 促进了煤矿企业数字化的发展。
2) GPS技术应用于矿山控制网的改造。对于一些历史久远的煤矿, 其测量技术通过多次的改进和完善, 顺利地引入了GPS技术, 以往需要数月时间才能完成的工作现在只需要几天即可完成, 特别是矿井之间的贯通工程, 通过GPS技术的应用, 使测量时间大大缩短, 精度大幅提高。
3) 陀螺定向技术应用于井下导线网络。很多老矿井中多井筒多水平的格局比较普遍, 历经多次的测量改进, 建立起的控制系统在统一性方面存在不足, 而陀螺定向技术对于观测的精准性大幅提高, 避免了在不等值观测时对方向值产生的影响。
3 提高煤矿测量精度的对策
1) 坚持测量工作的基本原则。在进行煤矿测量时, 应按照先控制后碎部、从高级到低级、从整体到局部的测量原则, 对每一步都要仔细的检测并进行平差。对精度要求应该明确, 选择适当的测量方案。对于煤矿测量而言, 其主要目的是为了在现场标定出设备的安装情况, 测量人员应保证将施工的进度精度控制在误差范围内, 根据不同情况确定不同的精度要求。
2) 测量前的准备工作。在进行煤矿测量之前, 应该做好充分的准备工作, 尤其是对测量设备的校正与检验。根据相关测量规范, 在测量之前应该对测量工具、仪器加强管理, 进行正确的使用与维护。随着科技的发展, 当前煤矿企业所采用的测量仪器均属于精密仪器, 细小的误差都会造成较大的事故, 所以在测量之前必须对仪器、设备进行认真的检查与校正, 降低测量过程中的误差, 提高测量的精度。
3) 检查核对测量的原始数据。根据相关测量规范的要求, 在完成测量工作之后, 要对观测员手中记录的数据进行整理与检查, 并对计算结果的正确性进行确定, 尤其是观测的结果接近误差的极限时, 要分析原因, 直到将结果控制在符合的范围内才能进行下一步骤的测量。在实际工作中, 部分测量工作者在对资料进行总结的时候, 与原始记录不进行审核计算和检查, 导致观测到的数据在计算中出现错误而没有及时纠正, 造成后续工作全部错误。此外, 在进行绘图的时候, 要对测量的结果和计算的结果进行复核, 有必要的要进行审批, 以此保证绘图的准确性, 防止在操作中, 由于测量人员没有进行资料复查, 导致测量过程中出现误差的现象。
4) 加强各环节测量的准确性。在进行测量的时候, 设计图纸的审核、测量点与资料的使用、现场的测绘及标定等, 不管哪个步骤出现失误, 都会造成整个测量工作的准确性下降, 严重的会由于测量失准导致安全事故的发生, 因此, 应加强施工标定时的测量, 以提高煤矿测量工作的准确性。
5) 准确绘制测量图。对测量图的准确绘制能够有效地提高测量的准确性。在煤矿生产过程中, 保障安全生产的基本措施之一就是精确的测量图的使用, 要能够从图纸上精准地反映出生产的动态, 这对精度的要求非常严格。为了保证测量工作者能够方便的使用, 保证测量图的精确绘制, 绘图人员应该做好以下几点: (1) 按照相关规定要求进行图纸的绘制, 保证图纸内容的全面。绘图人员应该进行实地考察, 对实地情况进行了解, 保证实事求是地绘制测量图。 (2) 只有测量图的绘制精度达到煤矿测量的具体要求, 才能将井上地面与井下空间几何关系对应的反应出来, 才能保证生产工人的人身安全。因此, 在绘制测量图时, 必须将水窝、避难硐室、绞车硐室等地点标识出来。 (3) 如果两个煤矿距离比较近, 彼此之间必须将对方的采煤进度与掘进情况绘制到测量图中, 防止由于对方的瓦斯、积水等影响自己的施工与人员安全, 所以要定期关注邻近煤矿的掘进情况, 避免由于越界导致安全事故的出现。
4 结语
测量精度分析 篇9
一、城镇地籍测量中权属界址点测量工作常用的方法
在实际工作中,应用在地籍测量中权属界址点的方法主要有:解析法、图解法。在土地测量工作中,对城镇、工矿地籍界址点的测量工作,对于存在的测量问题,我们通常会采用解析法以及图解法进行进一步的解决。
1. 解析法在城镇地籍测量中的应用
通常情况下,将解析法应用到城镇地籍测量中权属界址点的测量工作中,相关的工作人员需要在进行城镇地籍测量工作之前,首先明确地籍图测量技术规范和审批的技术规定,在科学、合理的范围内,开展城镇地籍测量工作的每一个环节。在实际的测量工作中,采用解析法能够利用工作人员采集的实际勘测值,按照专业的测量计算公式包括:极坐标法、距离交会法、角度交会法以及直角坐标法,精确地计算出城镇地籍测量中权属界点的地理坐标数据,并将采集到的有效测量数据,进一步地应用到城镇测量界址点的测区控制网内。进一步通过专业的计算,确定导线点、相关支点的坐标数据,完善城镇地籍测量中的重要数据采集。同时,测量工作人员可以借助J2经纬仪以及光电测距等仪器,将采集的数据再次通过计算机软件确定导线控制点的具体坐标值。并最终作为编制城镇测量权属界址点方法与精度计划表,录入相关记录。最后,测量工作人员可以通过采集到的精确数据,进行专业的测量数据汇总,为更好地解决城镇地籍测量中权属界址点的测量程序以及测量精度问题,提供具体的参考依据,为进一步提高城镇地籍测量中权属界址点的测量工作水平,发挥积极的作用。
2. 图解法在城镇地籍测量中的应用
在城镇地籍测量中权属界址点的测量工作的不断实践活动中,我们逐渐发现,在城镇地籍测量中权属界址点的测量程序中,采用图解法进行工作也是一种相对有效的工作方法。在城镇地籍测量中权属界址点的具体测量工作中,时常会有一些城镇界址点的坐标难以测量以及确定数据的情况,为了更好的解决城镇地籍测量中权属界址点的测量中的精度、时间问题,采用图解法具有重要的现实意义。测量工作人员可以利用现有的科学技术,例如RTK技术,在利用相关信息制作成的测量图纸上,进行测量程序的精确预算,使之可以尽可能的达到城镇地籍测量中权属界址点的测量工作的技术要求以及行业标准。但是,测量工作人员必须注意在利用图纸测量之坐标时,注意与实际地理坐标之间的存在的差距问题,尽一切努力将城镇地籍测量中权属界址点的坐标数据控制在合理的测量范围内,以免出现城镇地籍测量中权属界址点坐标数据严重失实的意外情况。
二、地籍图的基本要求
地籍图是土地管理的技术基础。要求分级布网、逐级控制,遵循“从整体到局部,先控制后碎部”的原则。地籍测量必须以土地权属调查为先导,在地籍调查表及宗地草图的基础上进行,其成果是土地登记的依据。地籍测量的主要成果是基本地籍图,包括分幅铅笔原图和着墨二底图。地籍测量的精度要求及成图比例尺,取决于所测地区地籍要素的复杂程度及经济发展要求。地籍基本图比例尺一般为1:500或1:1000,经济繁荣的城镇地区,精度要求较高,宜采用1:500,独立工矿区和村庄也可采用1:2000。
数字化地籍测绘技术具有工作效率高、劳动强度低等优势,普遍应用在地籍测量工作中,因为此方法精度高、成图美观,采用率较高。进行地籍测量的目的是为了全面清楚地确定城镇土地的属性、数量、位置、用途之间的关系,地籍测量是城镇建设的基础工程,也是全国土地管理系统建立的基础。
地籍细部测量是地籍测量的核心,是在地籍平面控制网的基础上,测量每宗土地的权属界线、位置、形状及地类界线等,并计算面积、测绘地籍图、绘制宗地图。准确地测定宗地界址点是管理土地产权的基本保证。地籍图是宏观管理土地的重要工具,宗地面积是土地管理中主要的土地信息之一,宗地图是土地证书的附图和宗地档案的附图。地籍细部测量成果经审核依法登记后,具有法律效力。地籍细部测量的内容包括测定界址点、测绘地籍图、制作宗地图和面积量算等。
三、GPS平面基本控制网的测量与精度评定
1. GPS平面基本控制网的测量
平面基本控制网的作用主要是为了分析RTK平面控制测量的精度,从现有的情况来看,在众多的控制测量方法中,静态GPS测量是一个非常可取的方式,此种方法能够获取较高精度点坐标,同时在高精度基线的测量当中,也得到了一个理想的结果。通过同步图形扩展式,施测了平面基本控制网。它以YZ1、YZ2点为起点算,采用了静态观测的方式。每一个点观测1个时段,时段长度基本上控制在60分钟以上,但是绝对不能低于60分钟。另一方面,卫星的截止高度角为15°,采取样品的间隔时间为15秒。
2. GPS平面控制网的数据处理与精度评定
在数据处理阶段,首先要进行粗加工,也就是将原始采集的数据下载、读入等工作。其次要进行相应的预处理工作,主要是对观测值进行各种模型改正。第三步为基线向量的结算阶段,只要按照相关的公式来计算即可。第四步是进行自由网的平差。第五部就是二维约束平差。(如表1、表2)
从对比结果上看,非常明显,在应用GPS首级控制网无约束平差以后,最优闭合环达到了0.006ppm,而最差环闭合差仅仅为0.532ppm。但是在应用GPS基本控制网无约束平差以后,最优闭合环仅仅为0.036ppm,而最差环闭合差却达到了1.615ppm。由此可见,首级控制网的测量精度较高。
3. 地籍测量数据的精度控制要点
在实际的城镇地籍测量中权属界址点的测量工作中,城镇地籍测量中权属界址点测量数据的精度分析,对于城镇地籍测量中权属界址点中有较高精度要求的坐标数据而言,是非常重要的一部分内容。城镇地籍测量中权属界址点的测量工作,对于测量区域的权属、位置坐标、坐标数量以及实际的地形特点,必须达到相关测量技术规范方案的要求。使之相关的有效测量数据,能够进一步的发挥其应有的作用。
通常情况下,地籍控制测量是地籍细部测量和日常地籍测量工作的基础性测量工作,它具有传递点位坐标及限制测量误差传播和积累的作用。在测量工作中,控制网测量与控制网平差统一称为控制测量。我们一般将用常规测角、测距手段建立的控制网称为地面控制网。测量工作人员也可以借助RTK技术、GPS卫星定位等技术建立的控制网称为GPS控制网(简称GPS网)。根据建立控制网的手段不同,对其中包含的地面控制网测量和GPS控制网测量中的程序进行进一步的规划化管理,以期可以为城镇地籍测量中权属界址点的测量工作提供相对有效的测量数据,不断地提高城镇地籍测量中权属界址点的测量工作的精准度,为进一步发展的城镇地籍测量中权属界址点的测量工作发挥积极的现实意义。
四、结语
城镇地籍测量不同于其他方式,除了测量地籍调查范围内的建筑和地物外,还要测量反应土地权属的地籍要素。地籍测量的主要要素是界址点,对界址点的测量要求仪器的先进、精准。城镇地籍测量是我国当前地籍管理工作中最重要的一项。采用网络RTK或者GPS等技术进行测量能加大精密度,大大提高了地籍测量的工作效率,测量成果稳定,数据准确可靠,可以广泛应用在城镇地籍测量中。
工程测量精度控制与分析探讨 篇10
1 工程测量精度控制重要性
工程测量精度是指测量结果同被测量真值的偏离程度。工程测量当中每一种测量的精度高低都只是相对的, 存在着各种导致误差的原因。如今随着基础设施建设规模的不断扩大, 工程测量精度对于工程施工质量也有着越来越大的影响。为使工程测量结果尽量准确可靠, 需尽可能地提升测量精度, 减小误差, 确保施工每一个阶段的测量工作的完善实施。
具体来讲, 工程测量可以分为设计阶段、施工阶段以及经营管理阶段的测量。每一个阶段的测量都都工程建设与后期管理都有着重要影响。规划阶段的测量主要为通过地貌、地形等确定工程占地范围以及周边公共设施等, 此阶段的测量决定工程环境。施工阶段工程测量主要为建筑施工服务, 此阶段测量精度的控制对工程有着极为重要的影响。经营管理阶段的测量目的在于对整个工程现状进行检测, 保证工程后期的正常运行与维修等。此阶段检测工作主要有变形检测。
2 工程测量精度影响因素分析
1) 工程单位投入与管理因素。目前工程测量中所使用的测量仪器价格普遍较高, 例如地面测量仪、数字化测绘技术等。通常工程单位为节省建造成本, 对于工程测量工作没有保持足够重视, 导致单位工程测量设备更新较为缓慢, 仪器灵敏度不足, 无法满足具体测量任务的需求。先进的测量仪器不仅能够使工程建设更为坚固美观, 也能够有效节省人力与物力。并且, 许多工程单位对于测量设备的维护与保养工作不重视, 测量仪器长期得不到保养, 精准性也无法得到保障。2) 工程测量技术影响。工程测量中不仅需要对测量数据进行整理, 也需要对数据进行全面分析, 从而判断分析工程建设当中所存在的问题。如今随着信息技术不断发展, 工程测量对于信息技术的应用也越来越广泛, 例如GIS、RS、GPS等。由于一些工程单位信息技术设备缺乏, 工程测量数控分析存在不合理的问题, 导致测量精度无法保证, 测量工作的效用也难以全面体现。3) 测量人员的影响。测量工作人员对于测量仪器的错误记录、错误操作等人为问题是导致测量结果精度低的重要原因。部分测量工作人员由于专业知识欠缺, 测量中操作较为随意, 工作责任感缺乏, 使得测量结果精度低;一些工程单位甚至没有专职测量人员, 其测量工作人员基本为施工员、材料员等技术人员兼职, 这些工作人员大多对测量仪器的使用操作以及维护等不清楚, 仪器操作不正确, 导致测量仪器在每一次不正规的操作后降低灵敏度, 久而久之仪器精度越来越低。
3 工程测量精度控制的对策
工程测量工作的目的在于对工程施工进行全面指导。随着现代工程建设数量的不断增多, 建筑工程企业必须要通过提升工程测量精度, 保证工程质量来获取企业项目收益, 现具体提出几点工程测量精度的控制策略。
1) 完善工程测量管理制度。施工单位需要充分认识到工程测量工作的重要性, 增加对测量仪器的投入。要保证测绘工作准确性, 必须要对测绘设备进行投入, 施工企业应当保持发展眼光, 紧跟现代施工工程快速、优质与高效的施工需求, 尽早引入实用与经济的新测量仪器。同时, 施工工程单位需要制定全面有效的管理制度, 并确保制度的严格执行, 加强流程控制, 工程测量需要在保证测量仪器质量的基础上, 加强规范对测量流程控制。2) 完善工程测量技术。工程测量精度的控制离不开技术支持。如今随着工程测量难度的不断提升, 工程施工对于测量技术的要求也逐渐提高, 科技不断发展, 测量仪器不断更新, 工程单位需要不断引入先进的测量技术作为今后工程测量工作的支撑, 有效协助测量人员对所测得数据进行整理分析, 并进一步提出施工方案。例如对计算机操作系统平台的应用, 能够为操作人员提供更为科学的数据处理方法, 从而减少分析运算中所造成的误差。3) 加强测量流程控制。测量中除了要保证测量仪器的质量, 更要加强对测量流程的有效控制。每一位员工股在测量中需要具备强烈的责任感, 坚持实事求是德尔原则, 对实际测量工作进行全面考量。例如使用GPS-RTK测量技术, 首先需要严格参考站设置, 基准站设置需要充分保证视野的开阔, 避免多路径效应干扰;同时也需要严格流动站设置, 流动站设置不能与基准站距离过远, 保证所设置的高程精度以及平民精度满足测量工作的需求;在测量数据使用之前, 应用两个或者以上已知点进行检查, 结合对比来发现问题;在GPS-RTK测量完成之后, 加强对建筑群、树林等卫星遮挡较为严重的区域进行重测检查;利用全站仪边角测量, 对GPS-RTK测量成果距离与角度进行检查。4) 制定科学测量方案。工程正式开工之前, 需要对施工现场进行初步地勘探, 结合全局, 全面考虑图纸工程测量内容。首先需要布设整体测量控制与施工导线控制网, 明确工程测量的误差参数。同时结合施工进度计划中的每一项施工工序, 以质量管理以及工程进度管理作为基本目标, 制定全面的测量方案, 尽量确定工程测量可能会产生的误差参数与测量的精度。工程测量进行时, 需要综合考虑工程建设的进度与质量, 制定起初步测量方案;工程现场勘探过程中需要对建设单位与设计单位提供的观测地点进行仔细测量, 得到具体的数据之后再校正审核。此外, 布点测量过程需要保证测量选择点的安全稳固;选取的测量点的透视性要好。
4 结束语
工程测量精度直接影响着工程施工质量。只有提升工程测量精度, 才能够保证工程施工质量。施工单位在今后的工程测量工作当中, 需要加强对测量工作的投入与管理, 引入新型测量仪器与技术;加强对测量专业人才培养;明确制度, 规范测量工作流程, 提升工程测量精度, 使测量工作满足现代工程项目建设的需求。
摘要：工程测量是建筑施工中一项非常重要的工作, 工程测量数据的准确性对工程整体质量有着重要的影响。施工单位的工程建设施工, 必须要充分认识到工程测量精度控制工作的重要性。本文主要探讨了工程测量精度控制的重要性, 结合对工程测量精度影响因素的分析, 最后提出了工程测量精度控制的对策。
关键词：工程测量,精度,控制
参考文献
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[2]刘元佳.建筑工程测量精度控制的必要性研究[J].科技风, 2012.
测量精度分析 篇11
关键词： Monte Carlo法； 最坏情况法； 误差分析； 跟踪测量
引言
靶场光测设备是对弹道导弹、飞行器、卫星等武器设备进行精确观测的有效工具，它通过角度测量和交误差分析实施对空间目标精确定位以完成外弹道的观测。测量中的各种误差源直接决定定位精度[1，2]。但误差并不是越小越好还要受到研制成本等多种因素的制约，同时各种误差因素对光测系统而言，其重要性和影响方式有所不同，对各种误差源进行精确分析对靶场光测设备有重要的实际意义。一方面在设计的初期研制过程中可以对设备测量不确定度有影响的各种因素进行严格的过程控制，同时对优化材料选用、设备制造等多种环节进行控制，以更低的研制成本更好地满足用户的使用要求[35]；另一方面通过对光测设备进行合理的布站以提高光测设备测量精度[6，7]。光测设备的精度模型和光测设备的布站是两个相互联系的问题，对光测设备的布站优化必须以精确的误差模型为基础，同时对光测设备的误差分析也需要给出在一定布站方式下对特定目标轨迹的精度分析。
文中以光电经纬仪为例，对光电经纬仪建立了精确的VerilogA模型，并在此基础上使用Monte Carlo法对光电经纬仪的各种误差源的影响进行了详细的统计学分析和研究，并针对弹道导弹不同的布站方式进行数值分布，给出能适应不同靶场地形的通用的布站优化方法。
1光电经纬仪的误差模型
文中提出的误差分析方法具有一定的通用性，使用通用的模拟系统建模语言VerilogA以对光电经纬仪建立数学模型，并在数学模型中对测量精度有影响的各种误差源进行建模。VerilogA提供了层次化的模拟系统模型构架，可以一定的数学表达式在抽象的层次上对系统建模，以方便系统的分析设计和验证。VerilogA支持直流、交流、瞬态、Monte Carlo法等多种分析方法。提供给用户一定的设计参数，用户使用VerilogA模型可以对设备的性能进行仿真分析进一步指导光测设备的应用。对各种光测设备建立通用的VerilogA模型具有非常重要的实际意义。光电经纬仪的VerilogA模型分为基本模型和误差模型，如图1所示。
2.1最坏情况法分析法
在最坏情况下假定所有的误差源都取最大误差，由于在实际情况下所有的误差源不是同时取得最大误差数值，因此最坏情况分析将得到较为悲观的预测数值，但这种分析方法可以快速估计各单项误差对系统误差影响程度和影响方式，同时给出理论上最大误差。使用此模型仿真了各单项误差都取最大数值的最坏情况，误差主要影响方位角A，而对俯仰角E影响较小。其中编码器误差直接加入到方位角和俯仰角误差中，而传感器误差、照准差、横轴差对系统误差的影响相对较为复杂，可以通过扫描相关误差参数计算出各误差参数对系统性能的影响。
使用该模型仿真了因俯仰角变化而引起的传感器误差、轴系照准差和水平轴误差A分量的变化曲线，如图3所示。从图3中可以看出，随着俯仰角的增加，三种误差源快速增加，文献表明照准差和水平轴误差的δE分别与sec（E）和tan（E）成正比，而水平轴误差与tan（E）与仿真结果相一致。同时可以看出在俯仰角较大时照准差对系统影响约为横轴误差的2倍。其中图3（a）表示了不同误差像素数目对系统误差的影响，传感器误差将随着误差像素数目的提高而增加，误差像素主要来自量化误差、细分误差和拖尾误差。
2.2Monte Carlo法分析法
在实际情况下各个单项是以一定概率分布的形式出现的，误差合成不是简单的线性叠加关系，传统的方法是基于统计学的t分布和χ2分布不确定度分析法，这种方法在处理测量误差传递时是基于线性化近似模型，同时假设各种误差源间是相互独立的。由于光测设备本身是一个复杂的非线性系统，同时误差源间也不是完全独立的，因此决定了这种方法具有一定的局限性。Monte Carlo法是一种通用的误差分析工具，它将设备的各项误差源表达为一定概率分布函数的形式，以相同概率分布产生随机数进行仿真计算，从而得到各种误差对系统的影响。系统的输出呈现出一定统计分布，通过使用MatLab统计学工具箱拟合的方法，可以得到系统输出的准确的统计分布函数，并以一定的数字特征如期望和方差的形式来表达。Monte Carlo算法的准确度主要取决于采样点的数目，可以通过合理的选用采样点的数目以达到所需的计算精度。
4结论
对光电经纬仪建立了包含各种误差源的准确的数学模型，使用此模型进行最坏情况分析和Monte Carlo法分析，分析了各种误差源影响系统性能的程度和方式。进一步使用此模型对双站异侧布站情形进行了优化，分析表明针对沿x方向发射的弹道轨迹，飞行段x方向中部位置布站可以获得最小测量误差；布站z方向存在最优位置z*，此处y方向交汇测量误差最小，当布站z向距离z
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GPS动态测量精度检测及分析 篇12
GPS技术是一种新兴的测量技术,随着科学技术的进步,GPS测量技术以其高精度、全天候的特点迅速被应用于大量工程实践。除了能够完成高精度静态测量之外,GPS还可以应用于动态测量中。随着GPS动态测量应用的日益广泛,对其动态测量性能做出评定也显得非常重要。目前,对于 GPS动态精度检测开展的相关研究并不系统,检测方法还较为缺乏。本文设计了一种基于旋转平台的检测系统,通过精密伺服驱动模拟不同动态条件,在此基础上完成对GPS接收机的相关动态检测,为GPS动态测量应用提供有益的参考。
1 GPS动态测量技术概述
GPS用于动态测量的主要技术手段是RTK技术,动态测量过程中,基站实时将得到的改正数通过电台发送至流动站,流动站利用基站改正数实时修正测量结果,同时,利用基站和流动站的测量数据也可以进行事后差分处理。除了能够完成绝对坐标测量之外,利用GPS动态测量技术还可以实现动态相对测量。目前GPS用于动态测量的精度有了较大提高,载波相位差分可使实时定位精度达到厘米级,在一些特定情况下,甚至可达到毫米、亚毫米级[1]。新一代接收机在动态测量的采样频率上也有突破,可实现20Hz以上的动态测量。随着新的GPS卫星的升空以及伽利略、北斗等导航系统的建成,优良卫星构型和观测量的增加使得利用卫星导航系统进行动态测量的精度会得到更大提高。同时,针对测量过程中GPS信号易受到遮挡的局限,可以通过组合导航的方式来解决。
2 基于旋转平台的动态检测系统
2.1 检测系统原理
本文中动态测量精度检测是基于自行设计的动态精度检测平台来完成的,如图1所示,该检测平台的基本原理是计算机通过运动控制卡控制伺服电机驱动机械负载进动,负载上加工了天线安装孔(左右两臂安装孔分别为A、B),天线安装于负载之后便可完成圆周运动,当电机的转速足够稳定且天线相位中心旋转半径已知时,天线将完成匀速圆周运动。同时,在负载运动的圆形轨迹旁安装光电位置传感器,将传感器所决定的位置作为参考位置,如果可以得到天线经过参考位置的时间信息,就能利用天线相位中心稳定的运行轨迹推算动态运行过程中任意时刻的位置,将推算得到的结果作为高精度的动态测量标准与GPS动态测量结果进行比较即可对其动态测量性能做出评价。
检测系统设计过程中关键技术及其解决方案包括以下四个方面。
(1)稳定的电机驱动系统。
选用了富士伺服电机+运动控制卡+减速器的驱动控制方案,通过1∶10的减速器减速之后,该电机可以实现最高500rad/min的转速。
(2)精密机械结构装置。
设计了高精度机械装置,在电机负载上加工了GPS天线及接收机安装螺孔,负载侧面可以固定用于触发光电位置传感器的金属挡片。
(3)精确计时系统。
采用计算机计时与自行开发的微秒级计时器相结合,适用于不同动态条件,最高计时精度可达微秒级。
(4)高精度动态参考位置基准。
在机械支撑臂上对称安装三台光电位置传感器,通过传感器实现动态条件下的高精度位置基准。
2.2 检测系统精度分析
(1)水平方向精度
对检测系统的精度根据不同的动态条件来进行分析,从系统的组成部件和设备情况来看,主要考虑的精度因素,包括计时设备的精度、电机驱动的精度、回转半径的精度、传感器动态参考位置精度以及测量设备进行静态标定时的精度。动态条件下使用单片机计时器可以忽略计时设备的时延,回转半径的加工精度取保守加工精度值0.5mm,电机转速的精度在不同的搭载设备情况下可以通过测试获取,除此之外,GPS静态位置标定的精度取长时间组网观测精度2mm,传感器动态位置精度则在已知动态条件下可以计算得到。通过实验对各子项误差分别进行了测试,得到该系统动态检测的精度分析结果如表1所示。
除了能够完成表1所示的动态绝对测量精度检测之外,系统还可以完成两台接收机双动态相对测量精度检测,检测精度只跟A位置和B位置的水平距离精度有关,根据前面分析可知,A、B位置的水平相对位置精度跟机械加工精度相关,可以保守地取其精度为0.5mm。
(2)高程方向精度
检测系统的高程方向精度可以通过倾角传感器来测定,利用传感器对转臂在运行一周过程中的倾角进行检测,得到的高程误差优于0.1mm,此精度远高于GPS的测量精度,因此可以认为系统在高程方向上具有很高的精度。
(3)速度检测精度
从系统的设备组成原理可以看出,旋转平台是通过精密伺服驱动实现的,因此检测系统除了完成位置检测之外,还可以完成一定精度条件下的速度检测。系统的速度检测精度跟电机的转速精度相关,不同动态条件下的速度检测精度如表2所示。
3 GPS动态检测实验及分析
由于实验条件所限,本文中GPS动态测试没有对RTK动态测量进行精度检测,主要针对两台诺瓦泰DL-4 plus 双频GPS 接收机的部分动态相对测量性能进行了实验,测试及数据处理条件如表3所示。为便于描述,下文叙述中接收机安装位置均是指天线安装位置。
3.1 GPS动态差分坐标测量检测
将两台接收机中1号接收机作为主站放置于固定点位,2号接收机作为流动站放置于平台上B位置,利用电机驱动接收机运动。对接收机采集的数据做事后差分解算可得2号接收机的动态测量坐标,将接收机测得坐标与检测系统的动态标准坐标进行比较可得到接收机在不同动态条件下的坐标测量误差。基于目前实验条件下两台接收机无法组网完成高精度的GPS静态标定的考虑,本文中只提出这种检测方案而并未开展检测实验。
3.2 GPS动态差分相对测量检测
动态差分相对测量实验时,将两台接收机中1号接收机放置于固定点位,2号接收机放置于检测平台上的B位置,首先在静态条件下进行同步测量,然后利用电机以不同的速度驱动接收机完成动态测量(如图2所示)。为了避免接收机在动态运动中的失锁现象,启动接收机待接收信号稳定之后(PDOP值<2.0)再驱动电机进动。测量结束后对两台接收机数据进行差分解算,理论上,2号接收机测得的数据应当位于理论回转半径500mm的圆上,由于动态测量误差的存在,测得的圆轨迹与理论圆之间存在一定差异,通过对两种圆差异进行分析可对该条件下动态测量精度进行评定,不同条件的实验方案如表4所示。
(1)方案1条件下的实验结果
该条件下结果主要包括测量点位分布、水平方向和高程方向测量结果,其中水平方向测量结果为测量点到中心点距离(中心点为测量点位平均位置),测量结果如图3~图5所示。
(2)方案2条件下实验结果
该条件下测量轨迹如图6所示,基于最小二乘原则对GPS在圆周上的动态测量数据进行拟合,拟合得到标准圆半径为499.8mm。根据拟合得到的圆能够计算测量值的水平径向误差,由于检测平台在高程方向上的精度很高,因此理论上高程测量值应相等。水平方向径向误差与高程方向测量值如图7、图8所示。
(3)方案3条件下实验结果
该条件下测量轨迹如图9所示,同样基于最小二乘原则对GPS动态测量数据进行拟合,通过拟合得到标准圆半径为499.9mm。水平方向和高程方向测量结果如图10、图11所示。
(4)方案4条件下实验结果
从数据处理软件的解算结果来看,3.14m/s条件下出现了较多的质量较差的点,测量的轨迹如图12所示。拟合得到的圆半径为539.2mm,半径的拟合值出现了厘米级误差,根据拟合结果计算得到水平方向和高程方向测量值如图13、图14所示。
方案5(6.28m/s)条件下,从解算软件的结果来看,解算结果只得到了非常有限的数据,数据量远远小于理论测量数据,通过查看数据对应历元可知,所得的测量数据主要是电机加减速过程中速度较低条件下的数据。方案6(9.42m/s)条件下解算得到的数据更少,接收机出现了失锁现象。不同方案条件下实验结果统计如表5所示。
从表中数据结果来看,低动态条件下拟合得到的圆半径与标准圆半径500mm非常接近,这也验证了检测平台转臂较高的加工精度。对于该型号接收机来说,事后差分模式处理条件下,静态与低动态条件(0.314m/s以下)水平和高程方向上测量结果差异均很小,水平方向的标准差在5mm以内,高程方向上的误差与水平方向相比较大,这与GPS测量原理相符。对于动态速度高于3.14m/s的条件,GPS接收机测量性能不理想,解算得到的数据质量较差,旋转速度高于6.18m/s时,接收机出现失锁现象。
3.3 GPS双动态相对测量检测
GPS双动态测量时,将1号、2号接收机分别固定于检测平台的A位置和B位置,在不同动态条件下利用电机驱动接收机进动(如图15所示),对获取的数据进行双动态解算,得到两接收机之间的相对位置测量数据,将此数据与已知的A、B位置之间的距离(1000mm)进行比较,从而得到动态测量误差。不同条件下的实验方案如表6所示,两接收机之间的相对距离测量结果如图16、图17所示。
从两种方案测得的数据来看,不同动态条件下的双动态相对测量中,不仅出现了2~3mm的系统误差,还存在7~10mm的标准差,总的来说,双动态测量存在厘米级的测量误差。与前面的测量类似,从数据解算软件结果来看,3.14m/s条件下解算得到的数据质量较差, 6.28m/s、9.42m/s条件下接收机仍然出现了失锁现象,说明该型号接收机在高动态圆周运动条件下的测量性能相对较差。
4 结论
对于GPS的动态测量精度,目前仅有一些设备生产厂家进行过以验证为目的的简单性能测试,还缺乏系统的检测手段。本文在GPS动态精度检测方面进行了尝试,基于自行设计的检测平台完成了对GPS接收机的两种动态检测,GPS动态差分相对测量条件下,静态与低动态条件(0.314m/s以下)水平和高程方向上测量误差差异均较小,水平方向测量标准差在5mm以内,高程方向的误差接近1cm。不同动态条件下的双动态相对测量中,不仅出现了2~3mm的系统误差,还存在7~10mm的标准差,动态较高条件下接收机出现了失锁现象。由于实验中接收机完成的是圆周运动,因此得到的结果跟直线运动状态下可能存在一些差异。此外,鉴于实验条件所限,文章并未对GPS动态绝对测量以及速度测量精度进行检测,在下一步工作中,可以开展这方面的研究工作,以期对GPS动态测量性能做出更为全面的评定。
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