三-四等水准测量误差原因和对策研究

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1、三四等水准测量误差原因和对策研究　　摘要：介绍了三、四等水准测量中误差的来源及消除相应误差的关键技术措施，对水文工作具有重要的理论指导意义。关键词：三、四等水准测量；原因；对策；分析中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：三、四等水准测量是应用比较广泛的一种水准测量方式，常用来作为测区的首级高程控制。但是，由于四等水准测量往往采用单程观测，测段之间缺少往返高差的检核，因此尽管路线或者环线闭合差不超限，但也不能保证所有水准点的高程正确无误。例如，当路线中存在两个绝对值相等却“一正一负”超限的高差时，就会使至少两个水准点的高程出现错误。尽管这种出错的概率较小，但是在一些

2、规模大、工期紧的测区还是极有可能出现，要设法避免。另外，由于受到仪器、人员和外界环境的影响，水准测量还存在不宜忽视的各种误差，分析这些误差产生的原因，防止误差超限引起不必要的返工，就能节约时间，提高效益，保质保量按期完成任务。1人员的分工协作水准测量一般由47人组成，必须分工明确，配合默契，才能使整个的测量过程符合限差要求。司尺员要注意前后视距，在实际工作中，大多用步幅来判断，在三、四等水准测量中，一般在90步左右，基本可控制前后视距。2仪器整平过程中误差来源整平仪器时，为便于观测，先确定水准仪的脚架高度，检查水准仪脚螺旋是否处于合适位置，且处于中间位置。在圆水准气泡很

3、扁的情况下，不要过于依赖脚螺旋，应重置水准仪，使其基本水平，保证脚螺旋在调整范围之内。仪器的粗平，遵守“左手大拇指规则”，即圆水准气泡和左手大拇指的移动方向是一致的。长水准气泡的调整应注意，长水准气泡是与调整螺旋的方向一致还是相反，以利于后边各站的操作。（自动安平水准仪可略掉该项）3观测过程中误差来源各项基础工作完成后，即可进行观测。观测目标尺，要遵循“三点一线”，即目标尺、物镜上端凸起点、目镜上端三角凹槽处于同一水平线上。记录过程中，记录人员在观测员读出黑面读数后，应对红面读数的尾数初步估算。如三等水准测量中，同尺黑、红面允许误差为2mm，若黑面读数为2035，同尺的

4、黑、红面差或4787或4687，则红面尾数应在4和0之间，超此范围，说明观测结果超出限差。4大气垂直折光造成的误差7水准测量中，由于地面大气密度在垂直方向上的分布不均匀，因而视线在垂直方向产生了弯曲。若前后视距弯曲程度相同，则要前后视距相等，这种影响在高差中就可以得到消除。如果前后视线离开地面的高度不同，则视距所通过的大气密度一般也不同，而弯曲程度也随之而异。根据以上分析，为了减弱垂直折光的影响，测量时前后视距应尽量相等，视线离开地面应有足够的高度。在坡度较大的地段应适当缩短仪器与水准尺之间的距离。5温度变化的影响在实际测验中，由于外界温度变化，水准仪会产生不同程度的膨

5、胀或收缩，引起i角的变化，其变化的大小与受热方向、热量大小、受热是否均匀等因素有关。根据研究，当温度变化10℃时，i角变化可能达到1~2”，有时还可能发生突变。所产生的误差在往返高差闭合差中也不能完全发现，从而高差中数受到系统误差影响。减弱温度误差，尽量选择无风或风小的天气进行测量，在测量前将仪器取出，使其与外界温度保持一致，仪器须用浅色测伞遮蔽阳光；迁站时仪器应罩上白色布罩，这样就可以减弱受热方向有关的i角的变化的系统误差。6误差的解决办法6.1有效消除误差的几个措施三、四等水准测量是国家等级水准测量中等级最低的水准测量，技术规范中要求的作业方式很容易被测量人员所接受

6、，因此对应的误差能够自动消除或者大大减弱。76.1.1保持前后视距相等保持前后视距相等或在规定范围内，可以有效消除或减弱i角误差、地球曲率半径的影响误差，在地面较平、高差不大的时候还可以减弱大气折光的影响。6.1.2保持各测段的测站数为偶数测站数为偶数，可以消除一对标尺的零点差，作业时，在相邻测站上使两副水准尺轮流作为前视尺和后视尺。6.1.3采用自动安平水准仪在光学水准仪当中，自动安平水准仪可以自动调整管水准气泡至居中位置，避免手动时上下微调的不确定因素和眼睛观察是否居中存在的误差。如果使用更加先进的电子水准仪，则能更好地消除管水准气泡居中误差。即便是采用普通光学水准

7、仪，也要尽可能采用符合式水准器，气泡居中精度可提高一倍。6.1.4目镜和物镜的调焦观测前，如果存在目镜视差，则是由于对光工作没有做好，像平面与十字丝分划板平面不重合，这时候人眼会很不舒服，所以一定要调整好目镜焦距。观测时，由于前后视距基本一致，物镜调焦完毕开始读数后，注意不要再变换焦距。6.2容易被忽视而带来误差的几个现象6.2.1水准尺倾斜7水准尺左右倾斜，读数时容易察觉并纠正，前后倾斜则不然。标尺姿态误差对高差影响大且具有系统性，随着测段高差的增大呈正比增长。假设读数为1.5m，尺子倾斜度为3°，则读数误差为2mm，可见影响还是比较大