二等水准测量误差分析及消除方法探讨

汪志民

摘要：影响二等水准测量误差的因素有仪器设备、外界环境以及外测的观察。探究多项影响二等水准测量规律的主要原因，分析降低二等水准测量的误差的具体方案，确保二等水准测量降低误差和提升精度，尽最大可能的降低返工重测的状况发生。

关键词：二等水准;测量误差;分析;消除方法;探讨

精密的几何水准测量是创建二等水准网的重要方式，二等水准是对国家一等水准网进行加密的测量，可以对国家的高程网进行全面的补充，与重力测量相互融合，完善我国的大地水准网，在三、四等水准网的布设上提供相应的数据。二等水准测量主要有工作量大、精度标准高、现场干扰因素多的特征，在测量中如果处理不当就容易超出国家规范限差的要求，从而导致返工。因此在测量的过程中要有具体的对策、减少测量误差的出现，这样不仅可以降低返工机率还可以提高测量精度。

一、仪器出现误差的具体体现

（一）水准仪i角存在的误差

水准轴和视准轴出现不平行的夹角i角，在仪器使用时虽然进行过校准，但是还是会出现一些偏差，促使水准测量时在标尺读数上出现偏差，并且视距与误差的大小是正比的关系。

（二）水准尺的零点差的误差

1、探析水准标尺零点差对测量造成的影响

介于水准标尺在加工制作的过程中出现数据偏差，水准标尺的底部的数字不是零的状况时，这种误差便是标尺零点差。在进行测量的过程中，前后两把水准标尺具有的零点差是不同的，所以要借助后视的读数与前视读数相减取得的差进行核算，在两个相邻的测试站中，假设第一测试站的前尺是B，后尺是A，所以在进行第二站的测量过程中，要把第一站的后尺A当成第二站的前尺B，第一站的前尺B当成第二站的后尺A，参考下图：

从上图中可以看出，假若标尺A零点差是θA ，标尺B的零点差就是θB，标尺A的读数是a1、a2，标尺B的读数是b1、b2。

在测站1中，水准标尺零差点会对读数造成较大的影响，标尺A的具体理论的数字读为（a1-θA），而标尺B的具体读数是（b1-θB），具体的公式如下：=（a1-θA）-（b1-θB）=（ a1- b1）-（θA-θB），与此同时，可以判断出测站二的标尺零点差的具体读数对高差计算产生影响的公式如下：h23=（b2-θB）-（a2-θA）=（b2-a2）+（θA-θB），其中（θA-θB）式被当成这对标尺的零点差，由此可见单个的测试站点的计算审核中包括了標尺的零点误差。

2、解除在高差误差中水准标尺零点差的影响的措施与方法

根据h13=h12+h23=（a1-b1）+（b2-a2）可以推断出，假设测段站的数目是偶数，那么该项的误差将相互抵消，假设测段站的数目是奇数那么该项的误差将不能抵消。为保证观测结果不受影响，一方面是要在测段返侧的时候前后标尺的位置要进行相互调换;另一方面是要求每个测段都要用偶数站结速观测。

3、调焦对高差观测误差的调焦

仪器在制造加工的过程中会出现一定的误差，在光螺旋进行转动调焦时，对光透镜生成非直线的移动，促使视准轴发生改变，导致视准轴的方位也随之变化，这样做的后果便是水准标尺上的读数由于调焦的变化而出现读数错误。但是只要在进行后视观测的调焦完毕后，旋转至前视时不再一次的调焦就会解除由于调焦运行不正确而导致的高差观测出现偏差。所以，在进行工作中要确保前后视的距离保持基本相等，消除调焦误差带给观测高差的不良影响。

二、减少二等水准测量失误的具体措施

（一）减少仪器垂直位移对高差观测误差的影响

在进行二等水准测量的过程中，前方与后方的读数要严格按照“前后后前”或者“后前前后”的过程来开展观测活动，借助两次测量高差取其平均值的方式减少由于水准仪上升或下沉对高差测量带来的可能性的非系统性质的偏差。

（二）减少大气折光带来的影响

在平坦的大地上，地面的覆盖物都大致一样，并且前后的视距是相同的，前后视的读数的折光方向都一样、面积都一样的时候，折光差造成的影响可以对大多数观测值进行降低与抵消。在山地接连的上坡与下坡中，前后的视线都与地面的距离各不相同，造成的折光差也比较明显，并且存在大部分的非系统性，因此，应该减少视线的距离，提升视线的高度，达到降低大气折光带来的限制。

（三）减少水准气泡整平的误差

一方面，假设在艳阳高照的天气中进行二等水准的测量，要使用遮阳工具对仪器进行全面的保护，尤其是要重点保护水准管，杜绝出现由于温度变化引起水准管不居中的变化;另一方面，要对仪器的安装保持认真严谨的态度，假设运用自动安平的水准仪器也要把圆气泡位置居中，杜绝出现水准仪摆放不正确而超过安平补偿器的限制。

（四）减少立尺不规范对高差造成误差的影响

第一：在二等水准测量之前要对水准标尺上的圆气泡进行核对与检查，保证每根水准标尺上的圆气泡要摆正在水准尺铅直的居中位置上;第二：在进行测量中要使用测量专用的尺撑和竹竿等辅助工具，保证在进行测量中，水准标尺的圆气泡在中间的位置上;第三：在测量中还要随时对水准标尺上的圆气泡进行检查，如若出现标尺上的圆气泡没有处在居中的位置上时，应立即进行调整。

结语：

二等水准测量是一项简单却又不简单的测量工作，在实际测量中要准确探析具体影响二等水准测量出现误差的根本原因所在，在测量的过程中找到对应的解决方案和对策，在测量的每个步骤中都要进行严格的质量把控与监督管理，确保二等水准测量的精度。

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