浅析提高工程测量速度及放样精度的方法
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摘要：通过GPS、RTK及全站仪技术在测量等工程中的使用，大大简化了工程放样作业的过程，提高了作业效率，完善了工程的测量质量。其使得现代化的工程放样能够更加快捷、便利、准确的进行。
关键词：工程测量；放样技术；精度
Pick to: by GPS RTK and total station technology used in measurement and other projects, greatly simplifies the process of project lofting work, improves the working efficiency, improve the quality of engineering measurement. It makes the modern project lofting can more quick, convenient and accurate.
Keywords: engineering surveying; Lofting technique; precision
中图分类号：[P258]文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
引言
放样是工程测量中最常见的测量工作，放样的点位是工程施工的依据。对于精密工程，测量放样的点位精度直接影响工程施工的质量和进度。随着测量新技术、新设备的开发和应用，测量放样的技术方法在不断革新，精度也在不断提高。本文根据工程测量的不同情况，介绍几种新的测量放样技术及放样方法，可大大提高工程测量的速度，并在分析影响放样精度因素的基础上，提出工程测量放样中提高测量放样精度的技术措施。
一、提高工程测量放样速度的方法
在工程测量放样前，应根据欲测设点的精度要求、现场的作业条件和仪器设备状况，选择合理的放样方法。在传统的工程放样方法中。必须由测量人员解算出设计网中的放样点或放样线相对于控制网或原有物体的相互关系，求出其相互间的角度、距离和高程等放样数据。然后按照放样数据利用传统光学经纬仪、水准仪、皮尺、钢尺等工具测设出设计点点位和设计高程。这些放样方法往往会受到仪器、观察者以及外部环境等因素的影响而产生各种误差，在很大程度上影响了放样的速度和精度。随着科学技术的发展，各种先进仪器设备的使用，使得测量放样技术也发生了翻天覆地的变化。在现代测量技术中，应用较为广泛的主要有以下几种：
1.GPS定位系统
随着科学技术日新月异的发展，计算机技术、电子技术、光学和机电技术水平得到大幅度提升，精密仪器产生使得依靠传统原始测量仪器的古老的测量技术正逐步转向精密测量技术。精密测量仪器在工程测量放样中的应用大大的提高了放样的速度和精度。其中GPS定位系统的建立，为测量提供了一个崭新的测量手段。
GPS即全球定位系统，是由美国建立的一个卫星导航定位系统，利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。目前，GPS定位技术已经广泛地渗透到经济建设、国防建设和科学技术的许多领域，尤其对大地测量学的各个方面产生了极其深刻的影响。在工程测量放样应用中，大量的实践和研究表明，用载波相位观测量进行静态相对定位，在小于50km的基线上，目前达到的典型精度为Ippm，而在100～500km的基线上可达0．Ippm。随着观测技术与数据处理方法的不断优化，在大予1000kin的距离上，相对定位精度可达到0,01ppm，其精度是惊人的。
2.RTK技术
RTK技术是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。它能实时提供观测点的三维坐标。并达到厘米级的高精度。通过RTK技术能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业的效率和速度。与其它放样技术相比，RTK技术具有如下优点：
(1)RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大。
(2)降低了作业条件要求。和传统测量相比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，在地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区也能轻松地近行快速的高精度定位作业。
(3)定位精度高，数据安全可靠．没有误差积累。不同于全站仪等仪器，全站仪在多次搬站后，都存在误差累积的状况，搬的越多，累积越大，而RTK则没有。只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。
(4)作业效率高、作业速度快
在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完lOkm半径左右的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数，仅需一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标。作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了工程测量速度。
（5）操做简单、数据处理能力强
近年，在常规RTK技术的基础上又出现了网络RTK技术。网络RTK技术是指在一定区域内建立多个基准站，对该地区构成网状覆盖。并以这些基准站中的一个或多个为基准，计算和发播改正信息，对该地区内的卫星定位用户进行实时改正的定位方式。与常规RTK相比，该技术具有覆盖范围广，定位精度高，可靠性高和可实时提供厘米级定位等优点。
RTK技术在道路工程等大批量设计点位的放样工作中其有独特的优势，尤其对道路边桩、征地范围线等的放样。不需沿途布设图根控制点，大大减少了施工控制网的布设密度，这不仅节约了经费和时间，也极大的提高了工作效率。
3.全站仪放样技术
随着电子测绘技术的出现和发展，电子测绘技术逐渐取代传统的光学测绘技术而在工程放样中得到广泛的应用。全站型电子速测仪简称全站仪，是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。具有速度快、精度高、功能强和自动化程度高等优点。
在放样中进行高程测量时，传统的测量方法一般采用水准测量和三角高程测量。水准测量是一种直接测高法，测定高差的精度是较高的，但水准测量受地形起伏的限制，工作量大，施测速度较慢。三角高程测量是一种间接测高法，它不受地形起伏的限制，且施测速度较快。在大比例地形图测绘、线型工程、管网工程等工程测量中广泛应用。但精度较低，且每次测量都得量取仪器高，棱镜高。麻烦而且增加了误差来源。
在异形建筑物测量放样时。如果使用传统的经纬仪加钢尺的放线方法，其难度较方形建筑物要大得多，而且放样效率低，计算量大，准确度也不高。而采用全站仪的放样方法具有信息化程度高、准确、速度快和效率高等优点。全站仪能自动地测量角度和距离，并能按一定程序和格式将测量数据传送给相应的数据采集器。金站仪自动化程度高，功能多，精度好，通过配置适当的接口，可使野外采集的测量数据直接进入计算机进行数据处理或进入自动化绘图系统。与传统的方法相比，省去了大量的中间人工操作环节，使劳动效率和经济效益明显提高，同时也避免了人工操作，记录等过程中差错率较高的缺陷。其操作程序为：施测准备、在AUTO—CAD中准确找出坐标数据、输入全站仪中、工程定位测量、复核相关尺寸及主要点位坐标、下一阶段测量。
二、影响放样精度的有关因素
1.模型计算因素的影响
设计数据的计算方法、选择的坐标系统可能会产生误差，影响放样的精度。尤其在复杂的精密工程中，工程设计比较复杂，各种轴线不是按常规的坐标系进行，为了便于放样工作，一般灵活选择坐标系，可能在一个工程中的不同部位采用不同的坐标系统。在不同的坐标系之间的转换过程中会产生计算误差。同时利用选择的坐标系放样前，必须将设计数据转算到坐标系中，转算过程也可能产生误差。这种模型计算误差在放样工作开始前就可能产生，并且一直影响整个施工测量过程。
2.环境因素的影响
测量作业环境对测量放样的影响无处不在，如建筑阻挡视线、大气的折射、卫星星率和磁场对GPS观测的影响等。由于精密工程对测量放样的精度较高，因此，某些环境因素所带来的测量误差可能达到或超过工程本身要求的测量精度。
3.仪器因素的影响
仪器本身的精度及测量状态对精密工程放样非常重要，如全站仪的测距误差、i角产生的垂直角测量误差等。精度高、状况良好的测量设备不仅能够较好地保证放样精度，而且还可大大提高作业效率。
4.施测方法的影响
不同的施测方法对测量放样结果会产生很大影响。如全站仪的自由设站后方交会方法测放中线点、改化后的三角高程测量方法等，它们精简了测量环节(如不需对中、不需量取仪器高和棱镜高等)，提高了测量精度。
5.人员观测的影响
观测人员的测量经验和熟练程度对测量结果也会产生比较大的影响，尤其对于精密工程，仪器操作水平的高低是产生误差的重要来源，甚至可能导致测量粗差的产生。
三、提高工程测量放样精度的方法
由于精密工程对测量施工放样的精度要求比较高，因此，从制定测量方案开始，就必须考虑各种影响放样精度的因素，采取有效的精度控制措施，确保放样精度符合工程要求。
1.选择合适的坐标系统和数据计算方法，从数据源上减少或避免放样数据误差的积累与传递。
2.选择利于观测的时间和天气，同时采用各种技术手段，降低或抵消环境因素的影响。
3.根据工程情况，选择符合要求的高精度、状态良好的仪器，在保证测量精度的同时，提高作业效率。
4.采用先进的测量技术方法，精简测量环节，降低或消除各种不必要的测量环节产生的误差。
5.选择富有经验的观测人员，按操作规程观测，减少人为误差的影响。同时积极采用先进的技术方法，提高测量自动化程度，尽量减少人工参与，如采用具有自动寻标功能的全站仪、电子水准仪、GPS测量、后方交会的自由设站方法等。
结束语
在当今各项技术发展都比较先进的时代里，我们更要跟进时代步伐。工程测量放样技术的发展也是时代进步发展的必然趋势，同时也为工程测量以及其他工程提供轻松便捷方式，新的技术有优点也有缺点，优点要继续往下发展，对于缺点与不足之处我们要在实践中慢慢的找出解决的方案，将影响因素降到最小。只要我们注意与掌握技巧，就能够很好地运用新技术来达到高精度的要求。现在的网络技术发展的也是很快，将工程测量放样技术与网络技术相结合也将是一个非常大的挑战，机遇在于你敢不敢挑战，新的技术总是在不断发展与更新的。
参考文献
[1] 王金山，周园，测量学基础【M】北京：教育科学出版社.2004.
[2] 董志海,浅谈全站仪的安全使用【J】北京测绘，2005(4)48-4
[3] 刘一彪，全站仪测角精度探讨【J】科技创新与应用，2012(3)
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