施云森 殷劍

摘 要：城市測(cè)量是以城市總體規(guī)劃為基礎(chǔ)而進(jìn)行的一項(xiàng)測(cè)量活動(dòng)，它涉及的內(nèi)容是十分豐富的，包括建設(shè)用地界址線、市政規(guī)劃測(cè)量及城市道路規(guī)劃測(cè)量等，這項(xiàng)工作的目標(biāo)是促進(jìn)城市建設(shè)的發(fā)展，基于其自身的特點(diǎn)，測(cè)量精度的要求是很高的，一旦出現(xiàn)誤差，城市規(guī)劃就可能出現(xiàn)不合理，最終影響到整個(gè)城市的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：城市測(cè)量；測(cè)量精度；分析

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，其在城市測(cè)量中的運(yùn)用也越來(lái)越多，城市測(cè)量的高精度要求測(cè)量必須在統(tǒng)一的地面坐標(biāo)系統(tǒng)控制下進(jìn)行，它通常采用人工測(cè)量與計(jì)算機(jī)分析相結(jié)合的作業(yè)方法，其與周邊測(cè)量工程的銜接度反映出實(shí)際操作的可行性，文章結(jié)合城市測(cè)量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)測(cè)量精度進(jìn)行了分析與思考。

1 城市測(cè)量精度分析

當(dāng)前城市規(guī)劃測(cè)量的控制主要采用在城市一、二級(jí)導(dǎo)線上分別設(shè)三級(jí)導(dǎo)線或?qū)Ь€網(wǎng)的方法，這種方法通過(guò)對(duì)導(dǎo)線中誤差的分析，結(jié)合測(cè)邊、測(cè)角、起始數(shù)據(jù)的影響，計(jì)算出導(dǎo)線的誤差，其采用的公式是十分復(fù)雜的，公式中包含導(dǎo)線中點(diǎn)、導(dǎo)線橫向誤差以及導(dǎo)線縱向誤差等數(shù)據(jù)，以上誤差的分配都采用的是等影響原則，各項(xiàng)誤差的分配值為+2.5cm或-2.5cm，最后，利用導(dǎo)線中點(diǎn)與端點(diǎn)各誤差的比例關(guān)系，計(jì)算出導(dǎo)線端點(diǎn)各誤差值的規(guī)定值，該計(jì)算公式中主要包含m、n、L三個(gè)數(shù)據(jù)，m代表偶然測(cè)距誤差；n表示導(dǎo)線邊數(shù)，L表示導(dǎo)線總長(zhǎng)。

三級(jí)導(dǎo)線的平均邊長(zhǎng)為120cm，導(dǎo)線長(zhǎng)度為1.5km，以三級(jí)導(dǎo)線測(cè)量精度要求估算導(dǎo)線誤差如下表所示，其中，導(dǎo)線誤差單位為mm，導(dǎo)線長(zhǎng)度單位為km。

從以上表可以看出，隨著導(dǎo)線長(zhǎng)度的增加，導(dǎo)線測(cè)角誤差對(duì)點(diǎn)位誤差的影響越來(lái)越大，測(cè)站數(shù)對(duì)點(diǎn)位誤差也有一定的影響，測(cè)邊誤差包括系統(tǒng)誤差和偶然誤差，大氣折光誤差和照準(zhǔn)誤差屬于偶然誤差，三級(jí)導(dǎo)線作為一種短導(dǎo)線，其系統(tǒng)誤差與測(cè)邊中偶然誤差相比較小，所以，偶然誤差是導(dǎo)線點(diǎn)位誤差的主要影響因素，偶然誤差會(huì)隨著導(dǎo)線長(zhǎng)度的增加而減少，隨著導(dǎo)線邊數(shù)的增加而增加，系統(tǒng)誤差對(duì)點(diǎn)位的影響很小，它隨導(dǎo)線長(zhǎng)度的增加而增加，導(dǎo)線長(zhǎng)度為1.5km時(shí)，系統(tǒng)誤差只有±3毫米。在短導(dǎo)線中，導(dǎo)線點(diǎn)位誤差受測(cè)邊誤差的影響較大，當(dāng)導(dǎo)線測(cè)站數(shù)為12站，長(zhǎng)度為1.5千米時(shí)，各項(xiàng)誤差對(duì)導(dǎo)線的影響大致相同，均在±2.5毫米左右，其中，最弱點(diǎn)的中誤差為±5毫米，這個(gè)誤差滿(mǎn)足導(dǎo)線中誤差精度的要求，測(cè)角誤差會(huì)隨著導(dǎo)線長(zhǎng)度的增加而增大，此外，測(cè)站數(shù)的增加對(duì)最弱點(diǎn)導(dǎo)線誤差的影響也會(huì)增大。

2 城市測(cè)量的現(xiàn)狀

目前，GPS技術(shù)已在城市測(cè)量中得到有效運(yùn)用，但大多數(shù)城市依然采用的是導(dǎo)線網(wǎng)的常規(guī)測(cè)量方法，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在全年1217條導(dǎo)線中，三級(jí)導(dǎo)線為485條，三級(jí)補(bǔ)導(dǎo)線為759條，測(cè)角中誤差分別為±13.05，如果再考慮起始方位誤差的影響，測(cè)角中誤差就在±12左右，基于上述分析，說(shuō)明當(dāng)下測(cè)角的平均精度達(dá)到了規(guī)范的要求，導(dǎo)線測(cè)角精度比補(bǔ)導(dǎo)線的好，對(duì)導(dǎo)線精度的分析，我們采用的是中誤差概念，在實(shí)際測(cè)量中，較為規(guī)范的一般使用限差作為約束條件，限差是中誤差的兩倍，導(dǎo)線的各項(xiàng)精度指標(biāo)要達(dá)到中誤差的要求，必須在限差的二分之一以?xún)?nèi)，簡(jiǎn)言之，在規(guī)范要求下做的導(dǎo)線，其誤差并不大，如果不按規(guī)范要求做導(dǎo)線，測(cè)量的精度則會(huì)下降很多，從目前的形勢(shì)來(lái)看，我國(guó)的導(dǎo)線角度閉合差達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的很少，導(dǎo)線測(cè)量主要存在以下問(wèn)題：

2.1 導(dǎo)線形狀不規(guī)范

許多導(dǎo)線邊長(zhǎng)太短，前后視距離太遠(yuǎn)，這些導(dǎo)線都是形狀不規(guī)范的導(dǎo)線，對(duì)導(dǎo)線測(cè)量的精度有著不良影響，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)誤差在導(dǎo)線坐標(biāo)閉合誤差中被削弱，導(dǎo)線前半部分測(cè)角誤差、起始方位角誤差使整個(gè)導(dǎo)線的角度改變，而在閉合點(diǎn)的時(shí)候又回歸正確的位置，所以，回歸導(dǎo)線的精度與實(shí)際精度相比較小，同時(shí)，大量曲折導(dǎo)線的最弱點(diǎn)碰在一起會(huì)使測(cè)量誤差逐漸積累，最終造成測(cè)量嚴(yán)重失誤，直伸導(dǎo)線是導(dǎo)線中比較規(guī)范的形狀。

2.2 導(dǎo)線太長(zhǎng)

導(dǎo)線的總長(zhǎng)度對(duì)導(dǎo)線測(cè)量精度的影響是很明顯的，其通過(guò)測(cè)邊、測(cè)角以及起始方位角誤差對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生影響，若導(dǎo)線長(zhǎng)度超過(guò)限制，導(dǎo)線誤差的絕對(duì)值就會(huì)增大，最終影響導(dǎo)線的精度，在實(shí)際工作中，三級(jí)導(dǎo)線和補(bǔ)導(dǎo)線的總長(zhǎng)應(yīng)限制在合理范圍內(nèi)，這樣才能控制誤差。

2.3 在同一工程的測(cè)量中，前后采用不同導(dǎo)線

不同導(dǎo)線的誤差是不相同的，但在實(shí)際操作過(guò)程中，測(cè)量前后采用不同的導(dǎo)線是十分常見(jiàn)的現(xiàn)象，例如，同一建筑物的測(cè)量，竣工測(cè)量和施工測(cè)量使用不同的導(dǎo)線，致使測(cè)量的誤差不同，通過(guò)不同的誤差進(jìn)行相關(guān)距離的計(jì)算，距離誤差就會(huì)增大很多，有的甚至超過(guò)±5cm，許多地區(qū)的導(dǎo)線盡管看起來(lái)相同，但實(shí)際誤差卻是不一樣的，即使在測(cè)量中選擇相同的導(dǎo)線，也不能使測(cè)量誤差得到匹配，這就要求相關(guān)部門(mén)必須重視導(dǎo)線的制造過(guò)程。

3 GPS在城市測(cè)量中的運(yùn)用

3.1 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)的運(yùn)用

GPS技術(shù)具有快速、高效、省錢(qián)、便捷等特點(diǎn)，其在城市測(cè)量中發(fā)揮的作用不容小覷，尤其是GPS技術(shù)中的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，該技術(shù)在城市測(cè)量中能準(zhǔn)確地計(jì)算出三維坐標(biāo)，且測(cè)量的自動(dòng)化程度高，工作效率很高，數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)。據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在三到四千米之間的作業(yè)范圍內(nèi)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)的點(diǎn)位精度一般在±2cm之間，如果把實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位點(diǎn)當(dāng)做三級(jí)導(dǎo)線使用，坐標(biāo)的絕對(duì)精度可以滿(mǎn)足要求。

3.2 遠(yuǎn)距離測(cè)量

從精度上看，GPS相對(duì)于其他技術(shù)在遠(yuǎn)距離測(cè)量上具有更大的優(yōu)勢(shì)，目前，GPS測(cè)量經(jīng)常會(huì)受到各種因素的影響，包括天氣狀況、環(huán)境問(wèn)題、衛(wèi)星分布狀況以及無(wú)線信號(hào)干擾等，導(dǎo)致GPS測(cè)量的可靠性降低，因此，許多城市通常采用的是常規(guī)測(cè)量的方法，然而，在遠(yuǎn)距離的測(cè)量中，常規(guī)測(cè)量方法出現(xiàn)的誤差較大，往往不能滿(mǎn)足測(cè)量精度的要求，這時(shí)，若采用常規(guī)測(cè)量與GPS測(cè)量相結(jié)合的方法就更為適用，其在精度方面會(huì)更好控制，例如，用一級(jí)導(dǎo)線作為起始點(diǎn)作3到4個(gè)動(dòng)態(tài)點(diǎn)，再以這幾個(gè)動(dòng)態(tài)點(diǎn)為基礎(chǔ)做一條三級(jí)導(dǎo)線，一級(jí)導(dǎo)線到動(dòng)態(tài)點(diǎn)的距離為2km，三級(jí)導(dǎo)線為0.5km，假設(shè)動(dòng)態(tài)點(diǎn)之間的距離誤差為±2cm，方向角誤差為±10，三級(jí)導(dǎo)線共有6條邊，利用公式計(jì)算出最弱點(diǎn)中誤差為±15mm，三級(jí)導(dǎo)線到一級(jí)導(dǎo)線最弱點(diǎn)中誤差為±27.9mm，相比之下，采用這種方法比直接做2.5km的三級(jí)導(dǎo)線測(cè)量的精度要高出一倍多。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的城市建設(shè)步伐進(jìn)一步加快，科學(xué)技術(shù)以及信息化水平也逐步提高，城市測(cè)量要求實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、高精度化。GPS技術(shù)在城市測(cè)量中的運(yùn)用是滿(mǎn)足城市測(cè)量高精度的要求，GPS控制網(wǎng)可以實(shí)時(shí)獲取位置信息及其時(shí)間標(biāo)志，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展，城市測(cè)量中的測(cè)量精度將進(jìn)一步提升，城市規(guī)劃也將更加科學(xué)。

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