测量误差分析论文

摘要：我国建筑行业最近几年发展非常迅速，加速我国各行业的不断进步，推动我国整体经济建设的快速发展。现代建筑工程项目施工难度较大，需要更为精准的测量为施工工作开展提供数据支持。今天小编为大家推荐《测量误差分析论文 (精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

测量误差分析论文 篇1：

关于电学实验测量误差分析的思考

摘要：“实验：测定电池的电动势和内阻”中的测量误差分析一直是困扰高中师生的典型难题。关于如何比较E测和E真的大小及r测和r真的大小，教师大多给出解析法、图像法、等效法等几种理解方法，但纯靠记忆的方法使多数学生时间一长就会淡忘，遇到问题仍然一筹莫展。对此，先分析测量值、理论值、真实值及三者之间的逻辑关系，再对解析法、图像法、等效法做具体阐释。

關键词：电学实验测量误差分析解析法图像法等效法

“实验：测定电池的电动势和内阻”中的测量误差分析一直是困扰高中师生的典型难题。关于如何比较E测和E真的大小及r测和r真的大小，教师大多给出解析法、图像法、等效法等几种理解方法，但纯靠记忆的方法使多数学生时间一长就会淡忘，遇到问题仍然一筹莫展。在一次教研活动中，三节这一实验的同课异构课促使笔者对此进行了深入的思考。现把一些想法说与大家分享。

一、测量值、理论值、真实值及三者之间的逻辑关系

(一)测量值

测量值可分为两类：直接测量值和间接测量值。直接测量值是对某个物理量通过仪器进行测量直接得到的结果，其误差来源于偶然误差和测量仪器精度引起的误差。间接测量值是对某个物理量先通过仪器进行测量得到数据，再通过公式(规律)进行计算得到的结果，其误差除了与偶然误差和测量仪器精度引起的误差有关以外，还与测量原理和实验设计有关。

(二)理论值

理论值也可分为两类：理论测量值和理论真实值。理论测量值不考虑测量原理和实验设计带来的系统误差，往往被认为就是被测物理量的结果，事实上仍然是存在系统误差的。理论真实值要考虑测量原理和实验设计带来的系统误差，其值等于真实值。

理论值是建立在物理学规律基础上的一种理论预期结果。在实验操作中得到的只能是测量值，而不是理论值。但在实际教学中，有些教师对测量值与理论测量值不做区分，从而造成学生学习的混乱和障碍。

(三)真实值

真实值指的是被测物理量的真正结果，它是物体性质的客观存在。从严格意义上来说，除了基本物理量以外，任何物体的其他物理量的真实值是不可知的。但是，人们可以采用可靠的分析方法，经过不同实验室、不同人员的反复测定，结合数理统计方法，得出公认的测量值，该值便可用以代表被测物理量的真实值。

(四)三个值之间的关系

测量值=真实值+偶然误差+系统误差。理论值在考虑测量原理和实验设计带来的系统误差时等于真实值。测量误差分析讨论的是理论测量值与理论值真实值之间的定量关系，与测量值无直接关联，但在用图像法分析时把按直接测量值描绘的图线作为按理论测量值描绘的图线来对待。

二、测量误差分析的常见方法及反思

(一)解析法

对电流表外接的情况进行分析：

例1如图1，设任两次测量中电压表和电流表示数分别为U1、I1和U2、I2，所测电动势和内阻分别为E测、r测，真实值为E真、r真。

不考虑电流表内阻RA时，根据闭合电路欧姆定律有：

E测=U1+I1r测，①

E测=U2+I2r测。②

由①②两式解得：r测=U2-U1I1-I2，E测=U1I2-U2I1I2-I1。

考虑电流表内阻RA时，根据闭合电路欧姆定律有：

E真=U1+I1(r真+RA)，③

E真=U2+I2(r真+RA)。④

③④两式联立得：RA+r真=U2-U1I1-I2。

又r测=U2-U1I1-I2，所以r测=RA+r真。⑤

又由③④两式消r真得：

E真=U1I2-U2I1I2-I1。⑥

所以E测=E真。

这是一种常见的较为完整的做法。对此，笔者有以下几点反思：(1)高中阶段对此类比较大小关系的测量误差分析的前提是，不计偶然误差和电表自身精度带来的系统误差，但要考虑电表的内阻带来的系统误差。所以，“不计电流表(电压表)内阻讨论误差”是自相矛盾的，因而上述解题过程中不考虑电流表内阻是不对的，严格地说应是表达式中不出现电流表(电压表)内阻的理论测量值。(2)上述解题过程中，⑤式的结果没有考虑测量原理(电流表内阻)所带来的系统误差，即认为电流表有内阻，但在表达式中不具体出现。由于电压表内阻对电流表外接没有影响，可以不讨论，因而⑤式得到的结果准确地说应是不考虑系统误差的理论测量值。(3)上述解题过程中，⑥式的结果考虑测量原理(电流表内阻)所带来的系统误差，即认为电流表有内阻，在表达式中具体出现。由于电压表内阻对电流表外接没有影响，可以不讨论，因而⑥式得到的结果准确地说应是考虑系统误差的理论真实值，其值等于真实值。(4)上述E测和E真及r测和r真应都理解为理论值。

同理，对电流表内接的情况进行分析：

例2如图2，设两次测量中电压表的示数依次为U1、U2，电流表的示数依次为I1、I2。

不考虑电压表内阻RA时，电动势和内阻的关系有：

U1=E测-I1r测，①

U2=E测-I2r测。②

由①②两式解得：r测=U2-U1I1-I2，E测=I1U2-I2U1I1-I2。

考虑电压表内阻RA，即考虑测量原理(电压表内阻)所带来的系统误差时，电动势和内阻的理论值等于真实值。根据闭合电路欧姆定律有：

U1=E真-(I1+IV)r真，③

U2=E真-(I2+IV)r真。④

由③④两式解得：r真=U2-U1(I1-I2)-U2-U1RV，E真=U1I2-U2I1I2-I1RVRV+(U2-U1)I2-I1。

变换得：r测=r真RVr真+RV，E测=E真RVr真+RV。

因此内阻理论测量值等于电压表内阻与电源(电池)内阻真实值的并联总电阻;电动势理论测量值小于电动势真实值。

(二)图像法

从图像法角度分析例2，具体过程如下：

如图3所示，直线①是根据U、I的测量值作出的UI图线，由于I

这是一种典型的图像法做法。对此，笔者有以下几点反思：(1)在几乎所有的资料中，都把图线①视作根据测量值描绘的图像。这种理解是有问题的，最直接的理由是测量值由于存在偶然误差，由其得到的结果无法跟理论值(真实值)做出大小方面的必然判断，更谈不上一定相同或不同的结论。图线①实际上表示的是不考虑测量原理(电压表内阻)所带来的系统误差，即认为电压表有具体内阻(通过电流)，但在表达式中不具体出现。由于电流表内阻对电流表内接没有影响，可以不讨论，又因为测量误差分析只讨论理论值，所以图线①是不考虑系统误差的理论测量值得到的图像，因而得到的结果准确地说应是不考虑系统误差的理论测量值。(2)图线②表示的是考虑测量原理(电压表内阻)所带来的系统误差，即认为电压表有内阻(通过电流)，在表达式中具体出现。由于电流表内阻对电流表内接没有影响，可以不讨论，又因为测量误差分析只讨论理论值，所以得到的结果准确地说应是考虑系统误差的理论真实值，其值等于真实值。(3)I和I0之间的误差应是这两个理论值之间的差异。基于这种认识就不难理解图像法的结论了。

同理，可对例1进行具体分析，这里从略。

三、基于等效电源的思考

基于前面相关概念的分析与思考，我们也可从等效电源的角度来判断误差的存在。

对例1的分析如下：

我们认为电压表电压就是路端电压，因此把电流表和电源(电池)等效为一个新电源(如图4所示)。这个等效电源的内阻r为r0和RA的串联总电阻，因此理论值r实际上不等于真实值，即r=r0+RA>r0。等效电源的电动势E为电流表和电源串联后的路端电压，因此理论值E实际上等于真實值，即E=E0。

由以上分析还可以知道，要减小误差，电流表的内阻需很小。这个要求在实验室测定干电池的内阻时是很难满足的。

对例2的分析如下：

我们认为电流表电流就是通过电源(电池)的电流，因此把电压表和电源等效为一个新电源(如图5所示)。这个等效电源的内阻r为r0和RV的并联总电阻，因此理论值r实际上不等于真实值，即r=r0RVr0+RV，r0=rRVRV-r=r1-rRV，r

由以上分析还可以知道，要减小误差，电压表的内阻应适当大些。

参考文献：

[1] 丛德周，郭文杰.测电源电动势和内阻的误差分析[J].物理教学探讨，2009(1).

作者：夏季云

测量误差分析论文 篇2：

关于建筑施工中测量误差分析及放样精度控制措施分析

摘要：我国建筑行业最近几年发展非常迅速，加速我国各行业的不断进步，推动我国整体经济建设的快速发展。现代建筑工程项目施工难度较大，需要更为精准的测量为施工工作开展提供数据支持。传统的测绘技术已经很难满足现代工程建设的多元化需求，必须注重现代化技术的应用，加强建筑施工中测量误差分析及放样精度控制措施，完成定位和建模工作，降低工作人员的压力，同时保证测量的精准性。

关键词：建筑施工;测量误差分析;放样精度控制措施

引言

建筑行业是我国基础建设中非常重要的组成部分，最近几年随着我国经济建设的快速发展而发展迅速。现实中开展建筑施工测量工作的时候，几乎不可避免地会遇到误差。为了使建筑物的质量得到良好保障，工程测量人员需要做好对误差的控制，使之无限接近于零。

1建筑施工测量对放样精度的要求

第一道工序：地基开挖。稳定的地基是所有工程设计主体的建设基础，由于受到长期的风化作用，地面表层的土通常较为柔软，因此，要将表层土清除干净。例如导流洞、地铁等为了开辟通道的工程，又或是楼房地基、道路地基和大坝地基等，这一步骤都是保证工程质量的重要基础。简而言之，所有工程要想最终收获良好的质量，首道工序都必然是做好开挖工作，此项施工更多是跟土石、施工机械打交道，对于测量放样精度并无较高要求。第二道工序：混凝土浇筑。混凝土结构物在每个建筑物内都占据了较大的份额，是工程的主体部分所在，此外，工程形象的呈现也需要借助混凝土结构物，这便需要相关测量放样人员予以一定关注。最后一道工序：安装金属结构和机电设備。这道工序是建筑物工程设计功能发挥的重要部分，部分工程出于对预埋件的考虑，时常会与第二道工序交叉展开，换而言之即第一期混凝土浇筑完成后，就进行一部分机体安装，然后进行第二期混泥土的浇筑。就机电设备与金属机构来讲，经过加工制作其结构非常严密，因此，在进行安装工作的时候，对于测量放样精度的要求也相对较高，需要相关人员予以充分重视。

2放样精度控制措施

2.1采集测绘数据的拼接配准

在完成对三维激光扫描入射角及扫描距离的确定与建筑施工现场测绘数据的获取后，应当对数据进行拼接配准处理。配准过程中，需要将现场获取的测绘点集中在一个坐标体系中，将对应的点云数据坐标与现场作业影像进行“套合”处理，即恢复在获取点云数据过程中不同建筑体的位置与呈现形态，确保每个光束采集的信息可与区域内物体形成对应。在进行建筑工程现场全景拼接时，可根据获取的单张图像面阵，将其与点云数据进行空间映射，结合映射后的图像得到高精度现场作业图像。

2.2数字地球等现代化测绘仪器的应用

以计算机系统为基础所构建的，地位坐标作为关键控制，同时涵盖了相应的区域经济以及社会发展等众多信息数据，提供了框架体系的构建所需要的各种信息，便于工作人员结合自身的实际需求，在数字地球系统中找寻自己所需求的信息数据。数字地球是一个信息综合体，是多种信息数据的汇总，具有较强的复杂性与综合性特征。建筑工程项目测量工作中最为关键的便是对建筑物进行测量和定位处理，为后续施工提供重要依据，在此过程中，会应用到多种专业设备仪器，其中包括了全站仪、rtk等等。数字化测绘专业设备仪器应用可以代替以往无法人为操作的工作，解决了以往的很多测绘难题，同时也可以动态以及静态化的对卫星系统传输的测量信息数据进行接收，自动化完成测绘信息数据转化，保证测绘工作不会受到外界不良因素的影响。

2.3航空摄影技术

在实际测量过程中，工作人员需要根据不同的地形和用途，采取合适的技术措施，确保测绘结果的准确性和可靠度符合测量相关规则。利用航空测量结果，结合功能强大的后期处理软件，使正向拍摄的影像图与实际工程平面设计的误差减少，满足建设工程竣工项目测绘的需求，可以根据不同的需求调整图片的分辨率和拍摄的实际高度，最终的呈现效果能够反映工程项目的实施情况。在高分辨率的情况下，能够清晰地看到各种类型工程现场的全景和细节图，为建设工程竣工查收提供新的检测方式。但航空摄影测量的限制因素较多，如操作现场应较为平整，若是地形较为陡峭的山区、电力线较多的地方，需要重新进行规划，风力和天气因素也是影响航空摄影测量的外界要素之一。航空摄影测量是较好的辅助手段，但不能完全替代传统专业人员实地勘察。工程的开通项目中，较为细节的管网、地下工程等数据的勘测还需要交由专业人员操作，使用空中图像暂时无法清晰识别以上精度较高的数据。

2.4墙体点云测量数据的逆向验模及修正

为确保拟合测量结果的准确性，还需对墙体点云测量数据进行逆向验模处理。选择以某建筑为例，针对该建筑中墙体施工按照上述论述内容构建1个BIM信息模型，并对其进行逆向验模分析。针对标准的区域对其点云测量数据进行提取和整理，通过提取发现，区域内墙体施工竖向主体结构横向间距出现偏差问题，并且已超出了规范允许的误差范围，与现场施工设计尺寸的数值存在严重不相符。针对以上需结合设计图纸对BIM模型进行重新修正，针对该区域范围内勾选的结构，按照上述论述内容，对其重新进行拟合分析，直到区域范围偏差满足规范允许偏差范围要求为止，即勾选区域内所有偏差区域(红色区域)转变为正常区域(绿色区域)为止。同时，在实际施工过程中，出现偏差还可能是由于设计图纸存在问题造成，因此，需要在BIM模型中进行模拟调试，并在勾选区域从红色转变为绿色后，将其相应的点云参数作为设计图纸的参数，并通过上述操作测量再次对其进行拟合分析，以此确保最终完成墙体施工的各项参数始终在规定参数范围内，确保施工质量满足设计要求。

2.5 GIS测绘技术的应用

在GIS应用中，对操作人员有较高的要求，操作人员必须掌握相关的专业知识，有一定的操作经验，能够采取有效的措施解决测绘中遇到的各种问题。在实际应用时，建立数据库，输出测绘数据，安排专业的工作人员对其进行管理、储存，实现信息共享，随时查询所需的测绘数据，筛选出有价值的数据信息，提高资源利用率。GIS测绘技术能够快速成图，为工程施工提供支持。GIS测绘技术最大的优势在于便携性、灵活性，能够提高数据精度，高效地处理海量的数据信息，为工程设计奠定基础。

2.6做好复测，保证工程质量

第一，设计图纸复核。相关测量人员要做好设计图纸内尺寸的仔细复核，对总平面上建筑物的相关坐标和数据展开细致校对，同时要对各段长度的综合是否为分段长度，平面图是否与基础基础图标高尺寸、符号、轴线位置相同展开检查。倘若为矩形建筑物，则要查看其两对对边尺寸是否一致，若局部尺寸发生了改变，但忽视了这些变化，就会导致其他尺寸都受到影响。第二，对建筑物定位要展开复测。测量人员要对建筑物的实际标高、交点坐标等展开仔细复测，确保其完全和设计图纸相符合，保证建筑物方向不出错。第三，复测建筑物水准点高程。在结束复测后，还需进行两次观测。

结语

总之，不断探索和实践精度误差的有效控制措施，是开展建筑施工测量工作的一项重点。放样精度既会影响到工程是否能按期交付，又与整个工程质量息息相关。

参考文献

[1]董昊锦.无人机测绘技术在城市建筑工程测量中的应用[J].科技创新与应用，2021，11(19)：167-169.

[2]伍福万.信息化测绘时代下数字化测绘技术在工程测量中的应用[J].建材与装饰，2020(15)：192-193.

[3]巨天灵.GPS–RTK技术在建筑工程测量中的应用及其技术要点[J].居舍，2021(21)：39–40.

作者：曹云锋

测量误差分析论文 篇3：

水准测量误差分析与误差消除

摘要：水准测量是目前高程测量方法中精度最高，也是应用最广的测量方法之一，在各大工程建设中被广泛使用。研究水准测量过程中误差的来源并分析出相应的消除方法对提高水准测量成果质量与精度，为工程建设提供高质量高程成果有着积极的作用。

关键词：工程建设;水准测量;误差分析;误差消除

0.引言

水准测量又被称为几何水准测量，是高程测量的其中一种方法。其原理非常简单，就是利用水准仪提供的一条水平视线，读出仪器前后两尺的读数，进而计算出两点间高差的测量方法。[1]本文主要从水准测量中误差产生的三个方面，仪器误差、外界环境及观测误差来对误差来源进行详细分析，并探讨相应的误差削弱或消除的方法。

1.仪器误差及其消除方法

1.1 i角误差

i角产生的原因就是水准仪所提供的视准轴线和理论的水准轴线不平行，导致出现了一个夹角，这个夹角就叫i角。即使仪器是经过了正规机构的检验校正的，但也是无法完全消除仪器i角。这就导致当水准仪的水准气泡居中时，视准轴依然不能保证处于水平方向，使得水准尺读数产生误差，并且该误差与视距长度成正比关系，公式如下

式中、分别为后视距、前视距，由(1-1)式可知，在i角一定的情况下，若单个测站前后视距相等或者一个测段累计前后视距相等，那么i角误差便能消除。但是在实际测量工作中，若要求前后视距严格相等是难以做到的。因此，我们只要按照相应等级水准测量前后视距差及累计视距差限差要求来测量，i角误差带来的影响便可以忽略。

1.2 角误差

角误差即为交叉误差。假设当水准仪不存在i角的情况下，水准仪的垂直轴完全垂直时，随着水准仪在水平面上的转动，视准轴和水准轴在垂直面上的投影依然处于平行状态，所以此情况对测量并没有不良的影响。而当仪器的垂直轴发生偏斜时，随着仪器的转动，水准气泡会偏离居中位置，视准轴也会偏离水平方向，从而导致在水准尺上读数时出现偏差。[2]要想消除这种误差对测量结果的影响，在测量之前就要对仪器角误差进行严格的校正和检验。

1.3 水准标尺零点差

由于水准标尺制造工艺的问题与使用磨损的情况存在，每一对水准标尺都存在零点差，而且每对水准标尺两个尺子零点差都是不一样的。零点差的存在会对标尺读数产生影响，从而导致最终水准测量的高程成果产生误差。

由上式发现，如果水准测量测段能保证为偶数站的话，那么水准标尺零点差是可以完全抵消的。因此，在实际水准测量工作中，我们可以在相邻两测站上将两标尺交替作为前后尺，并保证每个测段都以偶数站结束，那么差可以将水准标尺零点完全抵消。

1.4 水准标尺每米长度误差

水准标尺每米长度误差简单来说就是水准标尺刻画的刻度与真实长度不符而出现的误差。设为标尺每米间隔平均真长误差，为测站高差，则测段的尺长改正数应该为

因此，在水准测量工作开展前，还需要对水准标尺进行检验。在水准测量工作结束后，在填写水准高差概略表时还要进行尺长改正，然后才能进行平差处理，这样才能有效消除水准标尺每米长度误差对测量成果的影响。

2. 环境因素引起的误差及其消除方法

2.1 温度影响

温度的变化会直接导致水准仪i角的大小发生变化。原因是因为随着温度的变化，由于仪器内部零件材质不同，或者仪器受热部位不同，会使仪器内部零件产生不同程度的收缩或膨胀，从而导致仪器i角发生变化。经相关实验结果表明，周围环境每均匀变化1℃，仪器的i角会变化约0.5″。[3]

因为温度变化对i角的大小产生的影响是非常复杂且难寻规律的，因此难以用相应有效的方法来完全消除其影响。但是在水准测量作业前，我们可以将仪器预先放置于外界环境下一段时间，使仪器内部温度与周围环境温度趋于一致，这样可以大大降低仪器内部零件因热胀冷缩而对i角产生的影响。在观测时，避免仪器被阳光直射，给仪器打伞，也能减弱i角的无规律变化。

2.2 仪器与水准标尺沉降的影响

仪器和水准标尺的沉降对水准测量高程成果的影响是比较大的，因此在水准测量作业过程中一定要避免其影响的出现。

2.2.1仪器沉降

在一个测站测量过程中，若所架设的仪器发生沉降的话，那么随着时间的推移，每次的标尺读数都会比真实读数偏低，这将直接影响测得的高差结果。假设仪器发生的是均匀沉降，我们采用———的观测顺序来读数，那么此站高差计算可得

由式2-1可以发现，采用后前前后的读数顺序可以消除仪器均匀沉降所带来的误差。同时，我们要保证架设仪器时一定要架设在土质坚实处，从而减小仪器沉降带来的影响。

2.2.2 水准标尺沉降

在一个测站测量完成后，此测站的前尺不动作为下一测站的后尺，而后尺往前进方向移动作为下一测站的前尺。若在换站期间，上一测站的前尺发生沉降的话，这会导致下一测站后尺读数比真实读数偏大，从而导致下一测站测得的高差偏大。这种误差在测量过程中是难以发现的，我们一定要注意摆放尺垫时一定要放置在土质坚实处，避免放于草地上、土质松软处。同时，每一测段都进行往返测，这也能有效地抵消此类误差，这也是水准测量要求必须进行往返测的原因。

2.3 大气垂直折光影响

由于空气在不同的离地高度中密度分布是不同的，宏观上呈梯度分布，离地面越近，空气密度越大，反之密度则越小。这就导致光线在通过空气这种介质时出现折射现象，光线会向密度更大的一侧偏折，从而导致在水准测量读数时视线发生弯曲，引起读数误差。在不同的温度和空气湿度等情况的影响下，垂直折光偏折系数也会有所不同。上午地面吸热，离地越近温度越高，下午地面放热，离地越近温度越低。这会使得空气密度在一天中呈现不同的分布状态，从而引起垂直折光的无规律变化。

为了削弱大气垂直折光对测量的影响，可以通过选择适宜的观测天气，缩短前后视距，保证前后视距尽量相等，以及保证观测视线不要离地面太近等措施來实现。

3. 观测误差

观测误差的来源主要有三点，其一就是水准仪与水准标尺的水准泡未完全居中引起的误差，其二是照准水准标尺刻度的误差，其三是读数误差。这三种误差都属于偶然误差，难以用科学系统的方法来消除。但经相关研究显示，这些偶然误差在每一测站中的误差影响还不到0.1mm，[3]因此这些误差基本可以忽略。

4.总结

通过以上三个方面对水准测量中出现的误差进行的详细分析，我们可以从中发现，绝大多数的误差我们都可以运用系统科学的措施来消除或削弱。因此，在实际工作中，我们只要规范熟练地操作仪器，提高从业者的责任心，严格按照国家相应等级的水准测量规范来实施，使用经过专业鉴定机构鉴定的测量仪器来作业，那么最终的水准测量成果必将是高质量、高精度的。

参考文献

[1]张正禄.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2013：33-36.

[2]孔祥元，郭际明，刘宗泉.大地测量学基础[M].武汉：武汉大学出版社，2010：317-322.

[3]孔祥元，郭际明.控制测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2006：240-246.

作者：林文成