水准测量误差分析及注意事项分析

赵杰

【摘要】在測量工作中，高程测量是一项不可缺少基本工作，一般使用的测量方法有三角高程测量与水准测量等，在高程测量中，水准测量具有较高的测量精准度。分析了水准测量误差分析及注意事项，以减弱水准测量误差影响。

【关键词】水准测量；误差；影响

因为多重因素的影响，如，外界环境及仪器等，不利把控水准测量。产生的错误不容易发现，使得基础资料不准确，进而导致水准点间高差出现错误，对工程施工造成直接影响，带来时间及经济损失。所以，分析水准测量误差的影响影响很重要。

1、水准测量误差分析

测量中难免存有误差，按照水准测量误差产生原因不同，可将误差划分为三个方面：外界条件引起的误差、仪器误差、观测误差。

1.1外界条件引起的误差

1.1.1地球曲率与大气折光误差

地球曲率影响高程测量，这点不能忽略，如果视距为100m，高程方面误差接近1mm，影响较大。该误差类1以于水准管轴不平行视准轴，以前后视距离相等的方法可消除该误差对高差带来的影响。地面上空气密度以梯度呈现，光线进入各密度媒介时，产生折射，通常从疏媒介向密媒介折射，因为水准仪视线不理想。通常大气层上层空气密度疏，下层空气密，视线经过大气层，变成了向下弯曲的曲线，导致尺上读数变小，与水平线出现差值，也就是遮光差。

山地连续下坡或上坡时，前后视线和地面的高度增大，遮光差产生的影响越来越大，体现相应的系统性，需要减少视线长度，提升视线高度，以此，将大气遮光影响减至较低。

如果天气晴朗，接近地面的温度比较高，使得下层空气密度相对较稀，这时视线变成了向上弯曲的曲线，导致尺上读数变大。视线线越接近地面，产生的折射越大，所以，通常视线要高出地面一定高度，比地面高出0.5m，就是为了减弱这种影响。如果地面平坦，地面覆盖的物体大致相同，前视距与后视距是相等的，前视距与后视距具有相同的遮光差方向，大小大致相同，能够很大程度上消除遮光差影响。

1.1.2尺子与仪器下沉误差

在转站过程中，尺垫会下沉，导致下一站后视读数变大，导致测量出现高差误差，通过往返进行测量，选取平均数值，以减弱这种影响。因为在野外开展作业，以自然土居多，一些土壤为淤泥质土、湿陷性黄土，将仪器架设后，仪器会下沉，导致前视变低，读数减少，出现高差误差，按照“后、前、前、后”顺序进行观测，以减少这种影响。熟练操作，快速观测，将仪器安装在坚实的地面，踩实脚架等，可减弱这种影响。

1.2仪器误差

1.2.1水准管轴不平行视准轴误差

水准仪水准管轴与视准轴相平行，尽管通过校正，还是存有一定误差。水准管轴与视准轴并未严格平行，进而形成小夹角，由于这项误差的存在，水准量中时，出现读数误差。在相同站上进行测量时，当前、后视具有相等的距离，在两种情况下读数产生的误差也相等。所以，在后视减前视得到高差中，可相互搋肖误差。

1.2.2调焦误差

因为仪器制作有待完善，在转动角螺旋调焦过程中，透光镜出现非直线移动，使得视线位置改变，也就出现了调焦误差。在观测过程中，确保前视距与后视距相等，防止调焦误差的出现。

1.2.3水准尺误差

水准尺使用年限变长时，水准尺自身产生变形，导致尺面刻划出错等。为此，测量开始前，依照规范要求，逐项检查水准尺的零点误差等，以两根水准尺交替放置，让各测段的测站数是偶数，可将误差消除。

1.3观测误差

1.3.1水准管气泡居中误差

因为水泡居中会产生误差，使得视线与水平位置偏离，产生读数误差。为将这种误差减至较小，在每次读数过程中，均要使水准管气泡处在中间位置。在高温环境下进行观察，将伞撑在仪器上方，避免阳光直射而损坏水准管：使水准气泡居中，观测视线不要过长；后视观测结束后，前视观测时，需重新转动微倾螺旋，使气泡居中，如此，方能读数。

1.3.2估读水准尺的误差

估读水准尺上的毫米，会产生误差。观测员在读数过程中，于厘米间隔内以十字丝进行毫米估读，厘米分格，借助望远镜，把视角放大，产生像。所以，和视线长度与十字丝的粗细等相关。

1.3.3水准尺竖立不直误差

当水准尺未竖直，前倾与后倾，相比竖直时，水准尺读数变大。当水准尺倾斜3°，于水准尺上2m处读数，产生的误差为2.7mm。尺子倾斜产生的误差和视线截尺高度、倾斜大小相关。将圆水准器安装在水准仪上，使尺子竖直，避免因不竖直而产生误差。

2、水准测量注意事项

因为不熟悉工作或粗心，导致测量精度不符合要求或出现测量事故，进而导致返工。所以，需要测量人员认真负责这项工作，把握水準测量的要点。观测、记录、立尺工作的开展应注意下述几点：

①水准测量时，多用步伐测或目估等消除水准管轴与视准轴不平而出现的误差，选择合适观测时间，避免视线高度或长度对遮光造成影响。②仪器平稳放置在地面上，迅速观测，将尺垫与仪器下沉产生误差降至较低。③准确估数，在读数过程中，认真对光，将视差消除，确保水准管气泡处在中间位置，接着读数。估数结束后，进行检查，确保气泡居中。④视线不要过长，通常在75m以上；通常视线与地面高度保持在0.2m以上。⑤在读数过程中，要求记录员反复记忆，有助于核对，依照记录格式进行填写，字迹清晰。各计算结果通过校正，投入使用。⑥检查塔尺连接处，确保连接紧密，清除尺底泥土。要求扶持者站正，以双手扶尺，确保尺竖直。水准尺要固定在桩位上。⑦记录原始时，现场认真填写，出现记错时，要将错字行划上一条斜，在上方写上正确数字。⑧要求测量者严格执行操作流程，不可马虎，强化校对，确保准确。在观测过程中，阳光较强时，将伞遮在仪器上。

结语：

尽管误差无法避免，不能彻麻肖除，而当我们把握误差产生规律，采取相应对策，将能把误差控制在合理范围，为此，在水准测量过程中，要求观测者仔细，如果粗心将导致返工；测量时，熟练操作，快速观测；使用规范手段，执行正确步骤，司仪协同立尺，高效精准搞好测量工作。