测量平差在现代测量工程中的重要性探讨张杰

测量平差在现代测量工程中的重要性探讨张杰

张杰

中铁十一局集团第一工程有限公司湖北襄阳441000

摘要：本文作者结合自身实践就测量平差在测量工程中的重要性进行分析，并对误差产生的原因加以阐述，针对测量平差的要求站在可研人员、工程测量、技术人员的角度上加以阐述，以供参考。

关键词：测量平差;测量工程;现代测量;重要性

引言：测量平差是德国数学家高斯在1821年提出的，通过不断的发展和完善，测量平差已经测绘学中最重要的技术之一。随着科学技术的不断发展，越来越多的先进测绘仪器涌入到测绘市场中，对于测量成果的精度产生了一定的影响。但是有些测量人员却认为测量平差的并不是那么重要，尤其是测量平差软件的出现也在一定程度上加重了这种思想。本文作者结合自身测量实际经验以及在测量工作中的实际心得体会就测量平差的概念以及测量平差产生的原因进行阐述，同时也就测量平差的重要性以及相关内容进行阐述。

1关于测量平差

1.1基本原理

由于测量过程中精确度不够以及人为因素的影响，测量误差的现象不可避免，为了提高测量的精确度，处理测量过程中存在的误差，需要设置多个观测数，进行多余观测，有了多余观测，势必会对观测结果的准确性产生影响。测量平差的出现就是消除这些矛盾的最好方式，通常情况下，测量平差采用“最小二乘法”原理。

最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型，它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上，主要包括：平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断；模型误差对参数估计的影响，对参数和残差统计性质的影响；病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。

1.2引起误差原因及测量平差

由于测量总是在某些观察条件下并且受操作者，仪器和外部环境等因素的影响，因此总是存在不可避免的误差。因此，误差的存在是正常状态。存在误差是一种常态。没有误差存在的观测值是不存在的或者说是个例。

1.3物体的调整

由于观测值是误差的载体，因此误差通常隐含在观测值中。因此，测量调整实际上处理测量数据，从而消除或减少测量数据中的误差。

1.4关于衡量调整的思考

我们知道，只要进行测量，就会出现误差，没有误差的观测值是不存在的，因此针对误差需要加以消灭。消除误差的最好方式就是建立功能模型。功能模型是如何列出的？根据观察到的几何模型中几何量之间的几何关系列出;由这些函数模型组成的公式是调整的数学模型，然后通过使用最小二乘原始来理解这些数学模型，从而可以获得观察值的差值。然后进行相关的评估，以获得满足一定精度要求的结果。

2测量平差的重要性

现代的测量仪器，如GPSRTK、InSAR、测量机器人等，的确在一些方面给测量工作带来了很大的方便，也的确弥补了传统光学仪器的一些功能不足。但是，凡事都有两面，它们带来方便的同时，也带来了一些新的问题。比如GPS，卫星在遥远的太空中运行，与地面接收机之间通过信号传播，这些信号要通过厚厚的大气层，大气层中的电离层、尘埃等均会对信号产生一些影响，从而带来了一些新的误差，如果这些误差不能合理地处理，将会给测量结果带来不可预测的结果。

自高斯于19世纪首次应用测量平差以来，其一直伴随着工程测量的发展而发展。作为一门具有长久发展历史的学科，它目前到底如何呢？是随着历史的发展不断开拓自己，还是逐渐淡出历史舞台？它的命运是人类历史掌握的，不是一个人或几个人说了算得。

2.1客观上的需求

2.1.1工程对测量平差提出的要求

测量平差是为测量服务的，测量是为工程服务的，因此工程的精细度对测量有不同的要求。随着科学技术的不断发展，人类社会出现了许多伟大的项目，如磁悬浮铁路，高速铁路，航天飞机，大跨度跨海大桥。它们无一不需要测量的辅助，工程测量的要求越来越高，服务范围也越来越大，因此测量精度也需要以不断满足他们的需求进行调整。

2.1.2调整的测量数据准确度要求

对于精度要求较高的项目，如高速铁路，对于精度要求较高，CP0级的相对误差可达到1/25000。为了达到如此高的精度，除了需要满足一定要求的测量仪器和测量方法外，还需要相应的严格的测量调整方法来消除现有的误差。如果对测量调整理论没有深刻的理解，就不可能开发出相应的测量调整软件。

2.1.3测量调整的纪律制度要求

测量调整是测绘工程的重要专业基础课程。是在学习了“数字地形测量学”后开设的第二门专业基础课，其后续的很多课程，如“大地测量学基础”和“GNSS”等，都需要测量平差作为先行课程。如果没有测量平差这门课程，学生在学习后续课程时学习效果将会大打折扣。

2.1.4科学技术提高测量调整要求

测量领域的研究人员开发了许多测量调整软件，使测量工作更加高效。这些软件基于相关的测量调整理论。

2.2主观上的需求

2.2.1对于测量技术人员

我们不否认随着先进测量仪器的出现，以前难以实现的高精度数据现在变得更加容易。因此，很多观测数据即使不需要平差也能达到较高精度。此时，对于测量平差的要求降低了。但是，高精度的测绘仪器价格昂贵，很多测绘公司不能大量配备。同时，对于许多基础测绘工作，借助于测量调整，可以使用高精度测量仪器来获得满足精度的观测数据。同时，当进行测量调整时，如果没有牢固掌握相关的理论公式，虽然仍然可以进行计算，有时结果确实被一部分误差削弱，但并不是最优的计算结果。

对于工程测量技术人员，需要不断提高自身的专业技能，如果不了解软件中的相关调整理论，则无法知道如何调整。同时，在工程测量师测量数据后，如何判断测量数据是否符合要求，这需要测量调整以进行精度评估。为了成为一名合格的测量技术人员，做到内外业兼备。再者，测量平差的一些思想，可以用于指导实际中的测量工作。

2.2.2对于测绘工程专业的学生

对于许多专业，如土木工程，采矿工程，地质工程，水利工程等，都会学习测量学，掌握一些测量调整的基本理论。但是，对于测绘工程专业的学生来说，应该具备更强的专业素质和能力，测量平差这门课是区别于其他课程的标志之一，因此要想成为一名专业的测绘人员，需要不断学习，提高自身的专业能力。

结论

在测量过程中由于测量外业变得越发快捷和方便，测量平差中采用平差软件来代替，同时任何学科都是历史发展的结果，随着我国科学技术的不断提高，对于测量工作的要求也变得越来越高，测量平差也需要不断与时俱进，不断发展。不同测量人员对于测量平差的要求不同，作为科研人员在实践过程中需要不断创新和发展，为测量工作作出应有的贡献。

参考文献：

[1]唐红梅,李永川.高职测量专业《测量平差》课程教学改革探讨[J].内江科技,2014,35(8).

[2]王倩,刘攀.探讨高职教育411人才培养模式下的教学改革——以《测量平差》课程为例[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2018(6):255-256.

[3]姚文胜.大学生网络群体事件参与行为问卷编制及初步应用[D].浙江师范大学,2019

[4]夏广岭.高职测量专业《测量平差》课程计算机辅助教学[J].北京测绘,2017(1).

作者简介：

张杰男身份证号：420521199006205014省市：湖北省宜昌市