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水准测量误差分析及注意事项
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-09-11 17:04:45

      摘要: 水准测量是高程测量的基本方法之一,水准测量的误差与使用的仪器、观测者、外界环境等因素有关,本文对造成水准测量误差的各项影响因素进行分析。 

  关键词: 水准测量 仪器误差 观测误差 外界影响 

  高程测量作为测量的三项基本工作之一,常采用水准测量、三角高程测量和气压高程测量等观测误差高程测量方法,其中水准测量是高程测量中精度较高且常用的方法。但由于测量工作是使用测绘仪器,在野外条件下由人工进行的,因此,水准测量误差必然包括仪器误差、观测误差以及外界条件的影响三个方面。 

  一、仪器误差 

  (一)仪器校正后的视角误差。理论上水准管轴应与视准轴平行,若两者不平等,虽经校正但仍然残存误差。即两轴线不平行形成 角,这种误差的影响与仪器至水准尺的距离成正比,属于系统误差。若观测时使前、后视距相等,可消除或减弱此项误差的影响。 

  (二)水准尺误差。由于水准尺刻划不准确、尺长发生变化、弯曲等原因,会对水准测量造成影响,因此水准尺在使用之前必须进行检验。若由于水准尺长期使用导致尺底端零点磨损,则可以在一水准测段中测量偶数站来消除。 

  二、观测误差 

  观测误差是与观测过程有关的误差项,主要因为观测者自身素质、人眼判断能力及仪器本身精度限制所导致。因此,要减弱这些误差项的影响,要求测量工作人员严格、认真遵守操作规程。具体的,误差项主要包括: 

  (一)水准管气泡的居中误差; 

  (二)估读水准尺的误差; 

  (三)视差的影响; 

  (四)水准尺倾斜的影响。 

  三、外界重要任务的影响 

  (一)仪器下沉 

  由于观测过程中仪器下沉,使视线降低,从而使观测高差产生误差。此种误差可通过采用“后、前、前、后”的观测程序减弱其影响。 

  (二)尺垫下沉 

  如果在转点发生尺垫下沉,将使下站的后视读数增大,这将引起高差误差。采用往、返观测的方法,取成果的中数,可以减弱其影响。 

  (三)地球曲率及大气折光影响 

  水准面是一个曲面,而水准仪观测时是用一条水平视线来代替本应与大地水准面平行的曲线进行读数,因此会产生地球曲率所导致的误差影响。由于地球半径较大,可以认为当水准仪前、后视距相等时,用水平视线代替平行于水准面的曲线,前、后尺读数误差相等。 

  另外,由于大气密度不均匀,产生大气折光的影响,视线会发生弯曲,大气折光给读数带来的影响与视距长度成比例。前后视距相等可消除大气折光影响,但当视线距地面太近时,大气会影响水准测量精度。 

  综上所述,在水准测量作业时,若控制视线离地面的高度(大于0.3m),并尽量保持前、后视距相等,可大大减弱地球曲率及大气折光对高差结果的影响。 

  (四)温度影响 

  当烈日照射到水准管时,由于水准管本身和管内液体温度升高,气泡向着温度高的方向移动,从而影响仪器水平,产生气泡居中误差。因此观测时要用阳伞遮住仪器,避免阳光直射,或者使测量工作避开阳光强烈的中午时段。 

  总之,水准测量是测量中的一个需要频繁操作的工作。水准测量的精确与否直接影响到工程质量。所以我们要熟练掌握技术,把测量误差降到最小,精益求精,力求做的更好。 

  参考文献: 

  [1]刘学、张弘主编《工程测量》,海南出版社 

  [2]河北农业大学主编《测量学》,中国农业出版社 

  [3]李青主编《工程测量学》,测绘出版社 

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