赵华
中铁第六勘察设计院集团有限公司 天津 300133
摘要：高速铁路工程作为重要的基础设施，其为人们的出行以及城市发展提供了诸多便利。与其他工程相比，高铁工程施工难度相对较大，对测量精度要求极高。当工程测量误差超限时，不仅严重影响了工程建设的安全质量，也增加了工程建设成本及运营损耗。基于此，本文分析了高铁工程测量中误差的成因及对策。
关键词：高铁工程；测量误差；成因；对策
1.工程测量误差概述
工程测量误差主要包括系统误差及偶然误差。系统误差是指观测未知量的过程中，当观察条件相同时，误差大小、误差符号可能会不变，也可能会按照某一特点规律变化，这种误差即为系统误差。比如：工程测量中，当水准仪的视准轴或者水准管轴不平行，就会导致测量误差，但读数误差与视距的长度却成正比，同时符号也不会随之发生改变。导致系统误差的原因多是因为测量仪器本身就存在质量问题；此外，测量人员若不能正确规范使用测量仪器也会导致测量误差。如，一些测量人员读取测量数据时习惯偏大或者偏小。系统误差的最大特点就是具有很强的累积性，其对测量结果影响较大。测量过程中，若不能有效控制系统误差，就很可能导致测量结果出现较大误差。偶然误差指的是在测量条件相同的情况下，测量误差的大小及符号却没有明显特征，误差的大小或符号需根据具体情况而定，具有较强的偶然性。
2.工程测量中误差的成因
2.1GPS导致的测量误差
高铁工程建设中，测量结果的精准度取决于所使用的测量方法，测量工作的开展可为后续工程施工提供重要的参考数据。然而，由于工程测量受诸多因素的影响，所以，测量过程中，极易出现测量误差。GPS测量误差主要包括卫星时间误差、星历测量误差、多路径效应以及数据传输误差等。通过分析上述误差来源，发现上述误差的产生主要是因为使用GPS所导致的。
2.2CP3导致的测量误差
为了提升我国工程项目的总体施工质量，建设高铁工程时，就需运用精度较高的测量设备及测量技术，以确保测量精度能够满足高铁工程建设的规范性要求。通常情况下，高铁工程的测量体系均应包含二维、高程等测量监控环节，而二维测量监控系统通常又包含CP1、CP2以及CP3等系统。测量过程中，为确保测量工作的顺利开展，测量人员就须严格遵守相关测量规范。此外，由于二维测量监控系统的层次不同，所以其特点也会不同，CP1主要用于勘测及测量过程中，可提供测量的坐标数据，应用过程中，要确保其充分发挥自身作用，就需将其与GPS搭配使用；CP2主要用于初期测量完成后，其可为测量工作的开展提供监管基准点；CP3则是用于工程的铺设、维护环节，其主要发挥了监管作用。就高铁工程而言，测量误差的产生主要是因为高程位置偏差以及交叉式全站仪测量基准点偏差而导致的。
2.3自然条件引起的测量误差
高铁工程施工通常会受到地形、温度、湿度及水文条件等诸多因素的影响，这些因素的变化均会对测量结果产生不同程度的影响。当工程所在位置地形较为复杂时，测量区域若有建筑物遮挡必然就会导致测量误差；当温度剧烈变化时，受大气折光影响，测量精度也会出现偏差，如仪器中气泡居中所造成的仪器显示不稳定以及大气透明度等都会影响照准精度。我国北方地区冬季作业时，可能出现仪器气泡结冰而导致仪器难以严格调平导致的误差等等。所以，测量过程中，测量人员就需充分考虑自然因素对测量工作的影响，并对其进行科学管控，以有效降低测量误差。
3.解决工程测量误差的对策
3.1减弱GPS测量误差的对策
高铁工程测量中，特定时间段内的卫星误差则为系统误差，主要包含频偏误差、钟差误差以及随机误差等。若要有效减弱卫星时钟误差，则需使用时差改正法及差分技术消减误差，这样方可有效提升测量坐标的精准度，若测量点相间距离过长，就需要使用精密星历消减误差。对于星历误差而言，就需使用同步求差法及轨道改进法等方法消减误差。
卫星传播过程中误差的产生主要是因为电离层距离地面较远而导致的，因此，传播卫星信号时，电离层的折射反应就会在一定程度上影响测量结果的精确度，通常情况下，这种折射现象则会导致码相位的长度变长，此时，载波相位则会变短。若要有效消除此误差，就需使用倾斜因子系数的方式消除测量误差。所以，实际测量当中，测量人员就须严格管控测量时间，并运用同步观测量求差法消除误差。此外，对流层对信号传播的影响也会导致不同程度的误差，这种误差主要是因为信号传输路径内空气折射而导致的，所以，要有效消除或者减弱此误差，就需使用对流层模型或者响应函数解决此误差。
与接收站相关的误差，即可使用分差法消除误差，也可在求解过程中将接收器的钟差当做一个独立未知数。若需要进行高精度定位，则可使用外接频标，这样方可为接收站提供高精度的时间标准。针对于观测过程中的测量误差，定位过程中，就需高度重视天线的整平，仔细对中方可有效消除此类误差。
3.2消减GP3测量误差的对策
使用全站仪测量过程中，同一测站上的误差通常都不能彻底消除，仅仅只能减弱。在此测量站上测量的轨道的每一个点在垂直方向的不平顺程度与观察高度及高度角息息相关，而水平方向的不平顺程度与观测水平方向相关，具体而言，就是说正矢量误差与误差角度、测量距离等密切相关，若要消弱正矢误差，确保测量精度，就应最大限度的缩小观测距离，严格控制观察距离及观测角度所引发的误差问题。与其他工程相比，高铁工程测量不仅要求严格，同时其对测量工程的精密度也提出了较高要求。为了最大限度的降低测量误差，测量过程中，必须严格按照国家相关标准进行测量，严格控制全站仪后方设点站的精准度，同时，还需从多个角度分析全站仪的设站点的精度。我国现行规范《客运专线无非轨道铁路工程测量暂行规定》指出，需将控制点间的距离控制在800m-1000m之间，当控制网中观测方向的误差值为±2mm、边长误差值为±2mm、薄弱点位的误差值为±4mm、相邻两个测站点中相对应的两个点位的误差值≤1.5m时，方可达到长波平顺险的要求。当相邻两个测站点中相对应点位的误差值达到10mm时，此时就应将测站点间的距离控制在600m-1200m,相邻测站点间对应点位的误差值需控制在10mm。
3.3合理运用一次布网的测量环节
3.3.1缩减高铁工程的测量程序
高铁工程测量中，应尽可能的缩减测量程序，这样不仅可缩减测量工作量，也能最大限度的降低人为因素而导致的测量误差。所以，测量过程中，若要有效提升测量的准确度，降低测量误差，就应在确保测量结果满足高铁工程测量要求的基础上，简化测量流程，以便施工过程中，能够将测量误差控制在相关标准规定的范围内，以此来提升高铁工程测量效率，消减测量误差，提升高铁工程施工质量。
3.3.2可有效保证勘查、设计阶段数据信息的精准度
测量过程中，若要提升测量数据的精准度，确保数据信息的可靠性，相关施工单位及测量人员就需重视控制网坐标的定期检核复测，每次测量数据的比对监测、重视原始数据的收集、处理，以确保数据的真实性、有效性，这样相关施工人员就可通过这些数据详细了解高铁工程的信息资料，同时这也有助于后续工程施工的顺利开展。
结束语
测量工作作为高铁工程建设中极为重要的一个环节，但由于测量工作的特殊性，所以，测量过程中，测量数据通常都存在误差，但导致测量误差的原因有很多种，这就要求相关测量人员必须严格遵守相关测量标准开展测量工作，针对于部分极易导致测量误差的环节及因素也应加以控制，以确保能够将测量误差控制在规定范围内，确保这些数据能够为后续工程建设提供参考依据。
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