论精密水准测量误差原因及掌控办法

王盛

摘 要:精密水准测量属于测量方式中高程测量的一个重要性组成部分。其精准度高、使用范围极为广泛，是目前被广泛运用的一种测量方法。文章结核自己多年的工作经验及对一些资料的查阅，针对精密水准测量误差产生的原因进行分析，提出有关掌控办法。

关键词:精密水准测量;测量;误差;掌控办法

Abstract: Precision Leveling Leveling is measured in the way of an important component. Its high accuracy, the use of very wide, is currently widely used as a measurement method. Article tuberculosis their years of work experience and access to some information, for precise leveling causes of error analysis, put forward the relevant control measures.Keywords: precise leveling; measurement; error; controlled way

中图分类号：P207+.1 文献标识码：A文章编号：

1.勘察设计工作中精密水准测量问题

精密水准测量运用几何原理，采用水平视线测定两个点相互间的差距，使用仪器是水准仪，工具是水准尺及尺垫。工程测量中通常是选用DS3型微倾式自动安平水准仪，一公路可以达到3mm的精准度，水准仪在测量中的大致程序是：安置仪器-粗略整平-瞄准水准尺-确整平-读数。在现实的勘测工作当中，通常是遵循有关次序来进行测量的，对测量所产生的最终结果进行再次检验。

2.水准测量目前状况

当下所运用的水准点击中桩分离观测的办法，水准点观测通常选择来回测量的方式，对于测量结果整体要求高差闭合差fh容(fh容=Σh往+Σh返)达到平原微丘区三等水准测量精准度不能够高于±20·L(1/2)。平原微丘地区对精密水准测量产生影响的因素主要是水准路线的长度。当水准路线越长的时候精准度就越低。而与其相反的是山区地区，测站越多精准度越低。

3.精密水准测量误差分析及掌控办法

通常造成精密水准测量误差形成的主要因素有：仪器误差、观测误差及外界因素对其形成的影响。

3.1仪器误差产生其一：水准仪望远镜视准轴与水准管轴相互间不平行

在使用有关仪器进行测量的时候纵使在只用前期已经进行了有关校正，但依然有可能会有误差的存在。这就是导致水准管气泡居中、水准管轴居于中间但望远镜视准轴产生偏斜、读数造成误差的主要原因。在此种情况下产生的误差通常与视距长度成正比。在对精密水准仪器进行观测的过程中可以经过中间法及距离补偿法进行消除。由于中间法在现实的工作当中的有效掌控，立尺人是比较重要的一个因素，经过运用普通皮尺加以测量，而后立尺，是非常简单的一项工作。但距离补偿法不单单程序比较复杂，并且特别不易把握。

3.2仪器误差产生其二：水准尺误差的存在

水准尺误差的形成通常包括以下几个方面：尺子长短程度不一、尺上分化不均匀、尺的零刻划位置不精准，针对精密水准测量，通常会使用尺长误差及刻化度误差较小的标尺。这样水准尺的误差比较小，对其进行掌控的时候可以缩小在一定的水准尺刻度之内。在选用仪器进行测量的时候，两根水准尺交替使用，同时将测量站树木分布为偶数，在高差当中相互抵消，与此同时能够有效的较小误差的形成，避免误差对测量精确度造成的影响。

3.3观测误差之一是符合水准管气泡居中的误差

因符合精密水准气泡不能够完全的将其居中，为此必然会造成望远镜视准轴产生倾斜的情况出现，导致读数误差的形成。而读数误差与精密水准管灵敏度存在密切的联系，通常是水准管分划值τ。除此之外，读数误差是与视线长度成正比，水准管误差通常认为是0.1·τ，依据有关公式m居=0.1·τ·S/ρ，DS3级水准仪水准管的分划值通常为20″，视线长度S为75m，ρ=206265″，则m居=0.4mm。从这里可以了解到，唯有所观测的水准管气泡能够居中，并且视线长度受到一定的约束，与中间法保持一致，那么才能够完全避免误差的形成。

3.4观测误差之二是视差的影响

因视差的存在，尺像便不会与十字丝面相重合，对其进行观测的过程中视觉处于的方位是有一定差异性的，为此，读数也会有所不同，为此，读数误差变形成，所以在进行读数之前，掌控误差的有效办法是对物镜进行对光，以争取避免读数误差的形成。

3.5观测误差之三是水准尺的倾斜误差

水准尺假设是向视线左右倾斜，观测的过程中利用望远镜十字丝非常容易观察并且能够及时纠正。但假设标准尺倾斜方位与视线的方位相同的话，是不容易查出来的。水准尺倾斜会导致尺子读数不断增加，这无论是对于读数还是尺子的倾斜角度都会产生一定程度的影响。水准尺的倾斜角度越大，那对于读数造成的影响就会越大；相反是一样的道理。

水准尺倾斜误差的形成为Δa=a(1-cosγ)。当γ=3o，a=1.5m时，Δa=2mm，从这里可以分析出，这种误差所造成的影响是一定要加以重视的。往往我们立镜高度是1.7m, 则Δa=2.33mm，为此，在进行精密水准测量的工作当中，立尺是一项极为关键的工作，在工作中一定要严格立尺，促使尺子处于铅垂的方位中。尺上有圆水准的状况下要使得气泡居于中间位置。需要的时候可以选用摇尺法，就是在读数的过程中尺低的位置要居于点上，尺的上部在视线方向缓缓移动，读出最小数值。而在地面坡度比较大的时候，特别要关注一下把尺子扶直，同时要制约尺子的最大读数，最为关键的是在转点的方位。

3.6外界条件和下沉的影响

使用水平面代替水准处理对高程形成的影响，可以选用公式Δh=D2/(2R)表示，地球半径R=6371Km，当D=75m时，Δh=0.44cm;当D=100m时，Δh=0.08cm;当D=500m时，Δh=2cm;当D=1Km时，Δh=8cm;当D=2Km时，Δh=31cm;很明显，用水平面代替水准面的过程中所造成的误差要比测量高程所造成的误差要高出很多，为此，针对测量高程来讲，即便是相互之间的距离比较短，也不可以把水准面当成水平面来使用，必须要兼顾到地球曲率对高程所造成的影响因素。在进行测量的过程中选用中间法是可以将其消除的。大气折光导致视线变成一条曲率约为地球半径7倍的曲线，使得读数逐渐变小，可以选用公式Δh=D2/(2x7R)来展现，当视线距离地面越近的时候，所产生的折射就会越大。为此，视线与地面的角度不可以小于0.3m，同时对其造成的影响我们可以使用中间法将其消除掉。除此之外，应该挑选最佳的时间，在一天24小时当中，上午10时至下午4时这一时间段中大气是非常稳定的，能够很好的避免大气对折射光所造成的影响，但是在中午前后进行观测的时候，尺像会有一些跳动的状况出现，这将会对读数造成一定的影响，为此需要避开这个时间段，而在阴天或者微风的天气中也是可以进行观测的。

仪器下沉指的是在观测站进行读数之后仪器所产生的下沉情况，导致前视读数逐渐缩减，使得高差增加。为了削减对其造成的影响，在选择使用双面尺法或变更仪器高法的过程中，第一次是读后视读数再读前视读数，而第二次则先读前视读数再读后视读数。

水准尺下沉误差的形成一般指的是仪器在迁过程当中，转点所产生的下沉，导致迁站后的视读数逐渐升高，导致高差随之增加。假设选择来回测量，那么测高差也会增加，为此，需要取来回返高差的平均数值，这样才能够削减水准尺下沉所造成的不良影响。最佳的掌控办法是运用尺垫，在转点的方位安放尺垫，同时把它踩实，避免在观测当中水准尺有下沉的现象发生。

精密水准测量是测量工作中一项较为繁杂的测量工作，精密水准测量的精准度将直接关乎着工程的总体质量。为此，需要有关操作人员必须熟悉的掌握有关方面的科学技术，将水准测量所造成的误差值减小的最低程度，确保测量精准性，以便于更好的为工程提供真实可靠的信息。

4.结束语

在精密水准测量工作中缩减误差的最佳掌控办法是通过提升时间及选用有效的方法，争取能够避免误差的形成。在具体的测量工作当中，只有在一定程度上提升观测速度，选择有效的符合有关标准的测量办法，严格遵循有关规定来进行，才能够取得一个真实的测量结果。

大量的实践工作表明，把测量掌控办法有效的运用到现实的工作当中之后，完全能够有效的避免了测量误差问题的出现，不仅节约了很多时间，而且在一定程度上提升了工作效率，促使企业效益得到很大的提升。

参考文献：

[1]钟孝顺，聂让.测量学.北京：人民交通出版社，2005，8