摘要：在测量数据的获取过程中不可避免地受到人为与外界因素的影响，导致测得数据与真实值之间存在一定的误差，基于此分析了在工程测量中测得数据的误差来源，探讨了对粗大误差与系统误差的剔除方法。
关键词：工程测量；误差分析；误差剔除
随着科学技术和建筑工艺的不断进步，工程项目对测量所得数据的准确性与可靠性有着越来越高的需求，如果测量数据中存在超过限定误差的数据，会对工程建设造成极大的，甚至不可挽救的影响。因此在对测量数据进行处理时，最先要面临的也是最重要的就是测量误差的分析与剔除问题。测量误差主要由以下三个原因所造成：测量仪器、测试人员与外界环境，同时又可以分为系统误差与偶然误差。笔者主要分析了系统误差的来源以及应对方法，还有粗大误差的处理。希望能对一些刚接触工程测量领域的学生起到一些引导作用。
1误差的分析
1．1测量仪器与工具的因素。目前测量仪器与工具很容易受到制造工艺所带来的局限性，在生产阶段遇到一些不可控的意外或者制造工艺的水平本身就不是特别高，制造出来的仪器本身就存在一定的误差。某些测量仪器在具体应用中就会受到一定的限制，导致测量结果中含有系统误差。众所周知，工程测量中由于测量仪器本身自带的误差，测量得来的数据的误差随着测量工作的进行也会越积累越大，从而超出限差，对测量工作造成影响。所以，测量中使用的测量仪器与辅助用具都明确的标有规格与精度，在工程项目的实践中应结合实际情况，合理的选用测量仪器与工具，尽可能减小测量误差。
1．2测试人员的因素。说到人为因素，这其实是导致误差的主要原因之一。在进行仪器的操作使用时，数据的产生往往就是依靠观测者个人的感官判断、测量习惯、工作经验以及工作状态，不可避免地会使测量结果产生粗大误差与系统误差。针对这一问题，需要根据不同情况制定标准工作流程以及宣传好测量数据精确的重要性，减小不同测量人员或同一测量人员因状态问题导致的人为测量误差。还有测量工作中可能会存在测量人员专业能力不达标的情况，出现对测量仪器的使用方法不熟悉，对测量工作操作流程的理解有误等情况，这样的情况也会产生人为的测量误差。
1．3外界环境的因素。还有一点就是我们经常能感受到的外界环境因素，有我们都知道的气温、气压对全站仪的影响，利用全站仪测距时，气压与温度经常是我们所关注的重要参数。还有就是温度、大气折射光、电磁场等环境的不同均会对数字水准仪的测量精度造成一定的影响。对我们工程测量的精度产生影响的环境因素可是相当多。①地形影响。对于工程项目来说，很多时候地形都是复杂多样的，尤其是还会存在周围环境特别恶劣的地形环境，进而导致工程测量过程受到一定的限制。②风力影响。在工程测量过程中，如果存在较大风的话，也会影响到测量的准确性，其主要的影响原因在于风的存在影响了测量仪器的稳定性，进而导致读数出现偏差。③光线影响。在工程测量过程中，很多测量过程对于光线要求都比较严格，如果光线不适合于进行该工程测量进行的话，就很容易导致测量误差的存在，比如光线如果因为大气等原因发生折射的话，就会直接导致工程测量误差的出现。④温度影响。在工程测量中，很多测量仪器都会受到外界温度的影响，比如说一些测平仪中的气泡就会很容易受到外界温度的变化影响而产生偏差，进而导致测量误差的出现。⑤其他外界环境影响。除了上述的主要外界环境变化会对测量结果产生影响之外，还存在很多的环境因素会造成测量结果的偏差，比如在城市内部进行工程测量时就很容易受到周围行驶车辆的影响而导致测量准确性降低［1］。在日常的测量工作中这些不确定的难控制的环境因素会导致测点数据带有一定的系统误差。
2误差剔除方法
2．1制定切实有效，科学专业的测量方案。在每次工程项目施工的前期准备阶段，都要对图纸的内容进行严谨的确认。以布网原则为基础，安排相关工作人员对现场进行勘察，统观全局，结合施工计划中的所有环节，协调好测量精度、误差参数与工程进度之间的平衡，制定出科学有效的测量方案，有效保证工程的质量管理与进度管理，以便为工程施工过程中外业测量提供参考线索［2］。
2．2严格把控外界环境因素的变量。例如对温度和光照强度的环境因素尽量在每天同一时间段进行工程测量的日常工作。由于外界环境较为难以控制其各种数据的变量，所以出现环境恶劣时也要及时停止测量工作，以保证测量数据的质量。
2．3坚持执行定期校准和保养仪器。在工程测量中，仪器就是我们最重要的东西，一切的技术知识必须依靠仪器才能得以施展。而我们的仪器被称为精密仪器，因一些不注意所产生的问题就会酿成大错。所以在仪器的日常使用及保养时，需要配备具有专业知识的专人对仪器进行管理和养护的工作，以避免仪器因为养护不到位，产生失去精密性甚至受到损坏，因此对测量工作造成影响。在存放仪器的环境中，需注意环境的干湿程度，仪器存放位置是否妥当。最重要的就是对仪器进行定时的校准工作，时刻保持仪器的精密性。例如，存放仪器的环境如果湿度过高，就可能会导致测量仪器及工具发生生锈等问题。如果存放仪器的位置不够妥当，也会出现仪器剐蹭甚至摔坏等安全隐患，同样也非常影响测量工作的正常进行。所以一定要安排专业人士对仪器进行定期维护和保养。保护好仪器就能使我们的测量误差少一个隐患问题。
2．4大力培养测量人员工作态度，有效提高团队意识。在我们进行测量工作时，我们对测量工作的重视程度也会很大程度的影响测量精度，做测量工作的人一定要时时刻刻提醒自己把工作态度放在第一位。保证每一个环节都做到精准。配合团队作业严丝合缝，测量工作无疑是一项团队作业的工作，只有团队里的每个人都把工作重视起来才能够保证整个测量工作的精准性。所以，在剔除误差的对策中，培养测量人员的工作态度和团队意识也是不可忽视的一环。
2．5采用科学计算方法剔除系统误差。在对获得测量数据进行误差剔除时应首先判断是否存在粗大误差，粗大误差主要表现在测量值与预估结果有明显差别，超出一般的误差范围，粗大误差的判断方法包括3σ准则、狄克逊准则、格拉布斯准则等，其中3σ准则要求样本数量较高，在实际工程测量中对工作效率的影响较大。狄克逊准则采用极差比的方法，当误差数据整体偏向一侧时，判断的效果不佳［3］。格拉布斯准则需要的样本数较小，可严格的剔除正态或近似正态样本中的粗大误差［4］，因此在对工程测量的结果进行粗大误差剔除时应采用格拉布斯准则，如式1所示。格拉布斯准则：｜Xi－珘x｜＞ga（n）σ其中n为测量样本个数；为样本均值；为第i点的样本数据；为显著现水平为а时n个数据的格拉布斯系数，可通过查表获得；σ为样本均方差。当某点残余误差的绝对值，大于格拉布斯系数与样本均方差的乘积时，该点可认为是粗大误差点。系统误差是由测试环境、仪器工作状态、人工操作等多方面原因导致的。一般情况下都有一定的规律性，在常规测量中可通过合理规划测量方法，优化操作流程来减小或消除系统误差。对含有系统误差的测得数据，可在明确了导致系统误差的因素时带入误差模型修正公式中或通过整体平差模型［5］消除系统误差，也可以采用曲线拟合修正系统误差。
3结束语
笔者从测量仪器、测试人员、外界环境三个方面分析了测量误差的主要来源，讨论了部分减小测量误差的方法。在后期数据处理中，对含有误差的测量数据，应先用格拉布斯准则剔除粗大误差，再采用对应的误差修正模型消去系统误差以提高测量数据的准确性与可信度。测量工作中几乎每个环节都有可能对最后的数据产生影响，所以我们测量的工作者需要在每个环节都全神贯注，以保证测量数据的精准、精确、精密。
作者:李华清 张志雄 单位:内蒙古科技大学包头师范学院图书馆
