浅谈水准误差来源和消除或减弱方法

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1、浅谈水准误差来源和消除或减弱方法　　摘要：本文对水准测量中的误差来源进行了分析，提出了消除或减弱误差的方法。Abstract：Thesourceoflevelerrorisanalyzed，andthemethodstoeliminateorweakenareputforwardinthisarticle.关键词：误差；来源；减弱Keywords：error；source；weaken中图分类号：TU198文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）21-0067-021概述7高程测量是测量工作中非常重要的部分，可以为工程规划、设计、施工等提供准确的地形变化基准。其中水准测量在高程测

2、量中属于精度最高、用途最广的测量手段。在实施过程中，需要多人配合才能完成。由于仪器和人为的影响不容易控制，如不能及早发现，将直接影响高程的准确性。常规水准测量是采用水准仪和水准尺测定地面上两点间的高差。为测量地面两点间的高差，通常在两点安置水准标尺，在两点连线且距离大致相等的地方安置水准仪，观测水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。通过水准点或任一已知高程点，累加各点的高差，推求出待求点的高程。由于仪器、环境、观测等因素的影响，观测得到的两点间高差一般都会产生误差，因此，在推算待求点的高程时，应考虑到并加上必要的改正，以求得正确的高程。2误差来源在当今的水准测量工作中，使用的仪器多为自动安平水

3、准仪，现就误差的来源进行分析。水准测量的误差，按其来源可分为3类：仪器误差、观测误差和外部环境影响产生的误差。按种类可分为系统误差及偶然误差，系统误差可通过一定的方法和手段抵消或减弱，偶然误差是无法避免的。2.1仪器误差①视准轴与水准管轴不平行的误差。视准轴与水准管轴不平行分为水平和垂直两个方向，水平方向不平行产生的误差称为交叉误差。这种误差影响较小，在观测时，通过摆放仪器脚架时，使其中两脚与水准路线方向平行，第三脚轮流置换于路线方向的左侧与右侧的方法，可以消除或减小误差影响。垂直方向不平行产生的误差，即为常说的“i角误差”。该误差与视距的大小成正比。为消除i角误差的影响，通常采用前后视距相等

4、的方法测量，可消除或减小该误差的影响。②水准管轴和视准轴交叉误差。误差来源：水准管轴与视准轴不平行引起的误差。2.2水准标尺的误差7①名义米长误差。由于标尺制作工艺的缺陷及工作环境的影响，标尺会产生伸缩现象，造成标尺实际米长与名义米长不等。消除办法：通过对水准标尺的检验，对水准测段进行尺长改正。②分米分划误差。由于标尺刻划不均，造成实际分米分划与理论分米分划误差。误差无法消除，在观测时尽量避免在误差较大的刻划读数。③零点不等差。由于标尺底部安装不准确或磨损引起的。可采用设偶数站的方法来消除。④弯曲差。由于标尺弯曲引起的误差，在限差范围内对观测精度影响很小。2.3观测误差①水准管气泡居中的误差。

5、因通常采用自动安平水准仪，只要水准仪圆气泡居中，该项误差可以减弱。②估读误差。该误差是因为观测者视力的不同、目镜与物镜的放大倍数和视距长度的影响产生的。一般情况，人眼分辨能力一般为60”，十字丝宽度投放在人眼的宽度约为0.1mm，水准标尺厘米分划的影像宽度不应小于1毫米。以四等水准观测要求，视线长度不大于100米在水准尺上的读数误差，可以用下式进行估算：Mv=±60”*D/（vρ”）”=±60”*100000/（30*206265”）≈0.97mm。其中D为视线长度100米，V为放大倍数30倍。故为保证读数误差小于1mm，要求在100m的视距里，望远镜的放大倍率不应小于30倍。2.4水准标尺倾

6、斜误差7在水准测量时，由于水准标尺没有处于垂直状态造成的误差。一般在观测时，水准尺左右倾斜在目镜中可以看到，通过观测员可以及时纠正，但尺子前后倾斜时，观测员是无法发现的，因此会产生读数误差。假定设水准尺倾斜角为δ，视线在倾斜尺上的读数为b’，未倾斜的尺读数为b，产生的读数误差△b可用下式进行估算：△b=b’-b=b’（1-cosδ）。例如，与δ=2°，b’=2m时，则△b=1.2mm。在实际工作中，老作业员习惯采用将水准标尺前后晃动，以读取最大值的方法观测，此方法在平地区域问题还不突出，因同一根标尺作为前尺及后尺时，产生的误差由于视线近似相同而抵消，但在两点间高程较大的地方，比如上坡，作为前尺

7、，一般读数都在标尺底部20-30cm的位置，标尺倾斜2°，约产生0.2mm的误差，下一站作为后尺，一般读数在标尺上部2.7-2.8米的位置，同样标尺倾斜2°，约产生1.6mm左右的误差，综合考虑，每站约产生1mm的误差，这对于高差大，测站数多的测段影响是显而易见的。故为避免在实际工作中产生类似误差，必须在观测前检查水准标尺的准确性，在观测时，应使水准标尺气泡严格居中。3外部环境产生的影响3.1地球