浅谈精密水准测量的误差来源及注意事项

《浅谈精密水准测量的误差来源及注意事项》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浅谈精密水准测量的误差来源及注意事项　　摘要：目前，我国把水准测量按精度划分为四个等级，精密水准测量一般指国家一、二等水准测量。精密水准测量作为目前测量地面点高程精度最高的测量方法，在工程建设、矿山测量、变形以及沉降监测等多个方面发挥着巨大作用。本文对精密水准测量的误差来源的三个方面进行了分析，并提出了一些些控制方法及注意事项，对提高精密水准测量精度具有一定的指导作用。　　关键词：精密水准测量；误差来源；注意事项　　1.引言　　精密水准测量与传统水准测量的方法相比，大大提高了测量精度，但与传统测量误差来源相同主要有三个方面：仪器误差、人为误差以及外界条件的影响，

2、研究这些误差就是为了找出其规律性，在以后工作中减小甚至避免它们，以提高观测成果的精度。　　2.精密水准测量的误差来源　　2.1仪器误差　　2.1.1视准轴与水准轴不平行的误差　　视准轴与水准轴不平行的误差主要是i角误差和交叉误差的影响　　（1）i角误差的影响6　　由于水准管轴和水准仪视准轴不平行在铅垂面上投影所产生的夹角，这个角称为i角误差。国家规范规定，对于重大工程，在作业开始的第一周应每天测定一次i角，稳定后可半个月测定一次，但是仅仅只通过i角的检验校正还是不够的还需通过其他方法加以消除。　　S前、S后分别表示前后视距，假定i角不变的情况下，由于i角误差的存

3、在，在前后水准标尺的读数误差分别为δs1=i″S前/ρ″，δs2=i″S后/ρ″对高差总的影响为δs=i″（S后-S前）/ρ″。由此可见在i角不变的情况下，一个测站的前后视距相等时或一个测段的前后视距总和相等时可以消除i角对观测成果的影响，即S前=S后时，i角误差影响为零。假设i=15″，若要求δs≤0.1mm，则必须保证（S后-S前）≤δs×ρ″/i″≈1.4m，因此国家规范规定一、二等水准测量前后视距差应分别小于0.5m和1m。此外i角误差影响还具有累积性，对一个测段总的影响为∑δs=i″（S后-S前）/ρ″，为了保证水准测量精度，国家规范规定一、二等水准测

4、量中，任何一站前、后视距差的累积值应小于1.5m和3m，所以在野外观测作业时尽量前后视距相等。　　（2）交叉误差的影响6　　交叉误差是指由于仪器检校不完全时，水准管轴和水准仪视准轴在垂直面上投影所产生的交角，这个交角称为交叉误差。消除交叉误差最主要的方法就是作业前，认真检校圆水准器，严格控制交叉误差的大小。仪器绕视准轴左、右倾斜，水准泡会发生移动，而且左倾和右倾时水准泡的移动方向相反。若气泡两端均保持符合或者虽有偏离但同向离开相同的距离，说明没有交叉误差；若气泡两端的偏离方向相反，则说明有交叉误差，异向偏离如果大于2mm时必须校正。校正时将水准器侧方的一个改正螺

5、旋松开，然后拧紧另一侧的改正螺丝使水准泡左右移动直至两端影像符合要求为止。　　2.1.2水准标尺长度误差的影响　　水准标尺长度误差的影响主要是水准尺每米长度误差和两水准尺零点差的影响。　　（1）（铟瓦钢尺）水准标尺每米长度误差的影响　　水准标尺每米长度误差是由于水准标尺加工工艺缺陷、每米长尺度每米分化不精确等原因造成的，因此作业中使用的标尺必须经过检验，找出水准标尺每米长度平均误差，对一个测站或者一个测段都要加上改正数。　　（2）两水准尺零点误差的影响　　两水准尺零点误差是由于水准标尺尺加工工艺缺陷、水准尺磨损等原因造成的，其对高差的影响特点是在相邻测站间符号相

6、反，因此作业要求各测站的测段数必须是偶数，并且两标尺交替使用作为前视和后视。　　2.2外界影响　　2.2.1仪器和标尺（尺垫）垂直位移的影响　　当仪器和标尺长时间放置在较松软的土壤条件下观测时，难免会引起仪器和标尺（尺垫）下沉。　　（1）仪器下沉　　如果仪器下沉，当观测者读完后视尺读数再转向前视时，由于仪器下沉会使前视读数偏小，测量得到的两点高程差较实际值偏大，相反当观测者读完前视尺再转向后视时，后视读数偏小测量得到的两点高程差较实际值偏小。如果仪器下沉速度均匀、观测速度也均匀，采用“后前前后”6的观测顺序并取基辅高差的平均值，则可以有效地消除仪器下沉对观测结果

7、的影响。　　（2）标尺（尺垫）下沉　　标尺（尺垫）下沉主要发生在搬站过程中，由于搬站时间较长，标尺（尺垫）会下沉，观测者观测作业时前一站的前尺变成这一站的后尺，从而使后视尺的读数偏大，而返测则正好相反。因此在搬站过程中，应将原前尺从尺垫上取下，等下一站观测时再轻轻放上。此外国家还规定，精密水准测量必须进行往返测，且往返路线应尽可能相同。　　2.2.2大气垂直折光的影响　　大气垂直折光对观测结果的影响是因为地表温度的不同，即存在垂直温度梯度，由于大气密度分布的不均匀，仪器至目标的视线行径并非直线，而是曲线，总是凸向密度较小的一侧。大气垂直折光差是精密水准测量系统误

8、差的主要来源之一。根据研