隐蔽点精检验公式的比较分析

地下管线

隐蔽点精度检验公式的分析比较王乾2013年11月正元地球物理有限责任公司中国冶金地质总局地球物理勘查院第一页，共二十八页。目录

隐蔽点精度从理论到实践1.引言2.原理分析3.数据实验4.工程实践第二页，共二十八页。1：引言现行地下管线探测规程中的隐蔽精度规定精度和限差计算公式与埋深线性相关、但精度计算公式与管线埋深无关。并且精度与限差之间不符合总则中以两倍中误差为限差的规定。造成对隐蔽管线点进行精度评价的困难和矛盾。目前一些监理单位和从业人员已经意识到这一问题，并提出相应的精度规定及检验方法。中国冶金地质总局地球物理勘查院（正元地球物理有限责任公司）在2012年提出单位权法的解决方案，系统科学的解决了这一问题。并将这一理论和方法应用在在沧州、衢州、扬州、兰州、秦皇岛等城市管线普查项目。第三页，共二十八页。三种方法依照现行规程提供的方法计算：简称规程法.分区间加权计算以单位权方法计算.隐蔽点

规程法

区间法

单位权法第四页，共二十八页。1.1：现行规程本规程以中误差作为衡量探测精度的标准，二倍中误差作为极限误差。3.0.12——精度指标1

地下管线隐蔽管线点的探查精度：

平面位置限差δts：0.10h；埋深限差δth：0.15h。4.6.3——检验方法

隐蔽管线点平面位置中误差mts和埋深中误差mth及明显管线点的量测埋深中误差mtd，mts和mth不得超过限差δts、δth的0.5倍，限差δts和δth按公式（）和（）计算。第五页，共二十八页。4.6.3——计算公式

(4.6.3-1)(4.6.3-4)(4.6.3-2)

(4.6.3-5)第六页，共二十八页。1.2：对隐蔽点探测精度规定的

思考与推论我们注意到，既与一般的精度规定明显不同，也与该规程同一条款的后两项不同，隐蔽点的探查精度指标给出的不是中误差，而是直接给定了限差，这是其一，按照规范的总则中以两倍中误差作为限差的规定，我们不难推出：隐蔽点探查精度为应该为0.050h，埋深中误差应该是0.075h；其二：隐蔽点探查精度不是一个固定值，而是与管线埋深线性相关；其三：限差函数是一个分段函数，在埋深小于1.0米时，按照1.0米计算。依据规范规定，隐蔽点探测精度随着地下管线的埋深不同而不同，呈线性相关，这样一来，不同埋深的管线的探测精度不同，从误差理论上讲，称之为不等精度观测，对于不等精度观测，我们无法给出一个固定的精度值，通常情况下，其精度评定方法需要采用加权方法进行。第七页，共二十八页。1.3：三种方案-1规程法4.6.3——计算公式

(4.6.3-1)(4.6.3-4)(4.6.3-2)

(4.6.3-5)第八页，共二十八页。1.3：三种方案-2区间法第九页，共二十八页。1.3：三种方案-3单位权法精度规定限差精度检验公式平面（每米）埋深（每米）平面（每米）埋深（每米）平面埋深0.050cm0.075cm0.100cm0.150cm所有测区统一精度所有测区无需计算精度的2倍即限差加权计算，与埋深相关第十页，共二十八页。1.3：推荐方案单位权法中误差是表征精度的一个绝对的数字指标，权是表征精度的相对数字指标。在不等精度观测和计算时，通过对不同精度的观测量赋予相应的权，可以客观衡量不等精度观测量的整体精度。在隐蔽点的探查工作中，我们可以通过单位权中误差的大小来衡量不同深度的隐蔽点探查的整体精度，根据地下管线隐蔽点的探测设备的电磁场工作原理和实际工作特点，以管线埋深的倒数的平方为观测量的权较为合理，以1米埋深的探查精度为管线探查的单位权中误差，即令：δ0=δ1.0m不同埋深的隐蔽点的探查值的权为，第十一页，共二十八页。单位权法不等精度观测单位权中误差计算公式：第十二页，共二十八页。二：原理比较-精度规定、精度计算、限差计算三者之间存在系统矛盾。.-同一区间内，其贡献值不能区分，例如1.1米埋深和1.9米埋深贡献相同，仍然不合理。.-既能够满足精度规定、精度计算、限差计算三者之间的逻辑关系，又能体现埋深和离散度的贡献。规程法区间法单位权法第十三页，共二十八页。1.3：原理比较规程法规程法的精度计算公式本质上是同精度观测计算公式，严格意义上只适用于各点探测精度相同的情况，但无论是管线探测的实际情况还是管线探测的精度规定都明确指出——隐蔽管线点探测精度与管线深度相关，所以隐蔽管线点探测是不等精度观测，故而该计算公式在误差理论上应用不太妥当，原理不相符合。对于限差计算公式虽然也采用的比例系数，以管线埋深为系数，但该系数无法区分埋深的离散程度，而离散程度是精度的主要特征，所以说该公式实际上无法准确衡量精度，其计算方法存疑。第十四页，共二十八页。1.3：原理比较区间法区间加权法的精度计算公式不变，但限差计算公式使用区间加权。这在一定程度上区分了不同深度的贡献，但在这一具体区间内，其贡献值不能区分，例如1.1米埋深和1.9米埋深贡献相同，仍然不合理。第十五页，共二十八页。1.3：原理比较单位权法单位权法与上述方法相比，优势明显，其精度计算公式采用加权系数，符合不等精度观测的原理，权系数的确定为埋深值，符合规程中关于管线探测精度与埋深线性相关的规定，计算的精度为单位权中误差，等同于我们通常的比例误差，更通俗的说法是每米的比例误差。这样一来，限差不用计算，根据规程总则关于两倍中误差为限差的规定，平面位置限差为0.100h，故平面位置单位权中误差应不大于0.050h，由于单位为1m，故其值为0.050X1=0.050m。同理，埋深限差为0.150h，故埋深单位权中误差不得大于0.075X1=0.075m。限差的计算简单明了，且对所有测区相同，实际上只要是执行规程规定的探测精度的所有项目，其限差均为平面单位权中误差0.050m，埋深中误差0.075m，无需计算。第十六页，共二十八页。数据实验线性相关性离散程度三种计算公式对埋深与精度的关系的体现三种方式对误差离散程度与精度的关系的体现规程法单位权法区间法实验目的第十七页，共二十八页。埋深相关实验数据序号点号平面偏差原测埋深复测埋深埋深-50埋深+50埋深误差1TX17753566616116102TX1771270722212223JS1813361651511544TX177024655510545JS1812170712112116TX1769370732312337TX1767470742412448JS1819689954514569JS18243707525125510JS18253858939139411JS1827252544104212JS18033707323123313JS1720613213585185914JS17217165166116216715JS1722511812070170816JS17247115119691691017JS1731712512373173818JS1732613012979179719JS1736712312575175820JS1743511511767167821JS1746712712575175822JS17487135139891891023JS17547115119691691024JS1755210010353153325TX17078642662163161326TX17087782842343341727TX18881075272222322828TX17488712752253251529TQ124691103122623621330GD147188428423433411第十八页，共二十八页。埋深相关实验数据统计组号埋深变化单位权法区间加权法规程法埋深变化值单位权平面中误差单位权埋深中误差单位权平面限差单位权埋深限差平面中误差埋深中误差平面限差埋深限差平面中误差埋深中误差平面限差埋深限差1原值+502.844.0357.54.15.919.2913.944.15.919.6714.52原值3.344.7657.54.15.916.7910.194.15.917.6711.53原值-504.817.1357.54.15.914.296.444.15.916.589.88第十九页，共二十八页。埋深相关性比较第二十页，共二十八页。离散度实验数据序号点号平面偏差埋深1组2组3组4组原值离散度加大离散度减小离散度最佳1TX17753242.56662TX17712132.79723JS18133242.52654TX17702132.13555JS18121022.75716TX17693242.83737TX17674352.87748JS18196563.68959JS18243242.917510JS18253243.458911JS18272132.095412JS18033242.837313JS17206755.2313514JS17217866.4416615JS17225464.6512016JS17247864.6111917JS17317864.7712318JS1732675512919JS17367864.8512520JS17435474.5411721JS17467864.8512522JS17487865.3913923JS17547864.6111924JS17552133.9910325TX170789710.3126626TX170878611.0128427T5527228TX174889710.6627529TQ1246910812.131230GD147189711.01284第二十一页，共二十八页。离散度实验数据统计组号误差说明单位权法区间加权法规程法单位权单位权平面误差限差平面平面平面平面平面中误差中误差限差中误差限差1原值3.34108.4215.338.4214.712离散度加大3.58109.4215.339.4214.713离散度减小3.3107.9215.337.9214.714离散度最佳3.2109.2415.339.2414.71第二十二页，共二十八页。离散度比较第二十三页，共二十八页。四：工程实践利用其它城市的工程数据分析沧州、衢州、扬州、兰州、秦皇岛可以比较不同城市、不同标段、不同埋深的测区的整体精度.第二十四页，共二十八页。某市管线精度统计测区

平均埋深(cm)点数（个）比例（%）规程统计精度(cm)推荐统计精度(cm)质量评定