铁路水准测量中误差分析及减小误差的措施

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1、铁路水准测量中误差分析及减小误差的措施【摘要】水准测量是确定铁路工程地面点高程的方法之一，是高程测量中精度较高且常用的方法。实施过程中，需要几个人共同合作才能完成，误差允许范围内的精度由于仪器和人为的影响而不容易控制，而且易出现隐蔽性错误，如果不能及早发现，基础资料容易出现错误，从而水准点高程不正确，直接影响路线纵断面设计与施工。通过对铁路水准测量中误差分析。提出了一些减小误差的措施，值得相关工程技术人员参考与借鉴。【小清新】铁路工程水准测量误差高程引言　　铁路工程测量贯穿于工程全过程，意义重大，而水准测量是确定铁路工程地面点高程的方法之一，是高程测量中精

2、度较高且常用的方法。测量误差影响因素较多且不容易控制，本文通过分析施工过程中水准测量的问题及水准测量误差的影响因素从而提出如何有效控制水准测量误差的措施。　　1水准测量的现状　　现在应用水准点与中桩分开观测的方法，水准点观测采取往返测量，成果整理要求高差闭合差fh容（fh容=Σh往+Σh返）达到平原微丘区三等水准测量的精度不大于±20·L（1/2）。平原微丘地区影响水准测量精度的主要因素是水准路线的长度，长度越长，精度越低。山区，则是测站，测站越多，精度越低。　　2施工过程中水准测量的问题　　水准测量是采用几何原理，利用水平视线测定两点间高差。仪器使用水准

3、仪，工具是水准尺和尺垫。铁路工程测量一般使用DS3型微倾式自动安平水准仪，每公里能达到的精度是3mm，水准仪在一个测站使用的基本程序是安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精确整平和读数。我们在实际勘测过程中按这个顺序施行，在每一水准点段测完后复核结果。　　同一条铁路采用同一个高程系统，测量方法是基平与中平同时测量，两台水准仪同时观测一个水准尺，间视和转点由两个人立水准尺，但两台水准仪总是同时观测一个水准尺进行读数，一个水准点段测完后检核，在每一测站，没有检查、复核，为误差的积累创造了条件，容易返工，耽误时间、浪费人力。　　　3水准测量的误差分析及控制方法水准测

4、量误差有仪器误差、观测误差和外界条件的影响。3.1仪器误差　　仪器误差之一是水准仪的望远镜视准轴不平行于水准管轴所产生的误差。仪器虽在测量前经过校正，仍会存在残余误差。因此造成水准管气泡居中，水准管轴居于水平位置而望远镜视准轴却发生倾斜，致使读数误差。这种误差与视距长度成正比。观测时可通过中间法（前后视距相等）和距离补偿法（前视距离和等于后视距离总和）消除。针对中间法在实际过程中的控制，立尺人是关键，通过应用普通皮尺测距离，之后立尺，简单易行。而距离补偿法不仅繁琐，并且不容易掌握。　　仪器误差之二是水准尺误差，主要包含尺长误差（尺子长度不准确）、刻划误差（

5、尺上的分划不均匀）和零点差（尺的零刻划位置不准确），对于较精密的水准测量，一般应选用尺长误差和刻划误差小的标尺。尺的零误差的影响，控制方法可以通过在一个水准测段内，两根水准尺交替轮换使用（在本测站用作后视尺，下测站则用为前视尺），并把测段站数目布设成偶数，即在高差中相互抵消。同时可以减弱刻划误差和尺长误差的影响。　　3.2观测误差　　观测误差之一是符合水准管气泡居中的误差。由于符合水准气泡未能做到严格居中，造成望远镜视准轴倾斜，产生读数误差。读数误差的大小与水准管的灵敏度有关，主要是水准管分划值τ的大小。此外，读数误差与视线长度成正比。水准管居中误差一般认

6、为是0.1·τ，根据公式m居=0.1·τ·S/ρ，DS3级水准仪水准管的分划值一般为20″，视线长度S为75m，ρ=206265″，那么，m居=0.4mm。由此看来，只要观测时符合水准管气泡能够认真仔细进行居中，且对视线长度加以限制，与中间法一致，此误差可以消除。外业测量的结果不正确，因此，有必要分析水准测量的误差，找出控制纠正的方法，避免错误的出现，保证项目的顺利施工。　　观测误差之二是视差的影响。当存在视差时，尺像不与十字丝平面重合，观测时眼睛所在的位置不同，读出的数也不同，因此，产生读数误差。所以在每次读数前，控制方法就是要仔细进行物镜对光，消除视差

7、。　　观测误差之三是水准尺的倾斜误差，水准尺如果是向视线的左右倾斜，观测时通过望远镜十字丝很容易察觉而纠正。但是，如果水准尺的倾斜方向与视线方向一致，则不易察觉。尺子倾斜总是使尺上读数增大。它对读数的影响与尺的倾斜角和尺上读数的大小（即视线距地面的高度）有关。尺的倾斜角越大，对读数的影响就越大；尺上读数越大，对读数的影响就越大。　　所产生的读数误差为Δa=a（1-cosγ）。当γ=3o，a=1.5m时，Δa=2mm，由此可以看出，此项影响是不可忽视的，通常我们立镜高度是1.7m,则Δa=2.33mm，。因此，在水准测量中，立尺是一项十分重要的工作，一定要认

8、真立尺，使尺处于铅垂位置。尺上有圆水准的应使气泡居中。必要时可用摇