怎樣減少水準(zhǔn)儀測量誤差 減少水準(zhǔn)儀測量中誤差的有效措施

水準(zhǔn)測量是確定水利工程中地面點(diǎn)高程的方法之一，是高程測量中精度較高且常用的方法,。實(shí)施過程中,，需要幾個(gè)人合作才能完成，誤差允許范圍內(nèi)的精度由于儀器和人為的影響而不容易控制,，而且易出現(xiàn)隱蔽性錯(cuò)誤,，如果不能及早發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)資料是錯(cuò)誤的,，從而水準(zhǔn)點(diǎn)高程不正確,，直接影響水利工程的設(shè)計(jì)和施工。在實(shí)際測量工作中總結(jié)出了水準(zhǔn)測量的誤差形成與如何避免誤差的措施,，望大家共同學(xué)習(xí)研究,。

一、水準(zhǔn)測量的誤差分析及控制方法

水準(zhǔn)測量誤差有儀器誤差,、觀測誤差和外界條件的影響,。

1、儀器誤差之一是水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)管軸所產(chǎn)生的誤差,。

儀器雖在測量前經(jīng)過校正,，仍會(huì)存在殘余誤差。因此造成水準(zhǔn)管氣泡居中,，水準(zhǔn)管軸居于水平位置而望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸卻發(fā)生傾斜,，致使讀數(shù)誤差。這種誤差與視距長度成正比,。觀測時(shí)可通過中間法（前后視距相等）和距離補(bǔ)償法（前視距離和等于后視距離總和）消除,。針對(duì)中間法在實(shí)際過程中的控制，立尺人是關(guān)鍵,，通過應(yīng)用普通皮尺測距離,，之后立尺，簡單易行,。而距離補(bǔ)償法不僅繁瑣,，并且不容易掌握。

2,、儀器誤差之二是水準(zhǔn)尺誤差

主要包含尺長誤差（尺子長度不準(zhǔn)確）,、刻劃誤差（尺上的分劃不均勻）和零點(diǎn)差（尺的零刻劃位置不準(zhǔn)確），對(duì)于較精密的水準(zhǔn)測量,，一般應(yīng)選用尺長誤差和刻劃誤差小的標(biāo)尺,。尺的零誤差的影響,，控制方法可以通過在一個(gè)水準(zhǔn)測段內(nèi)，兩根水準(zhǔn)尺交替輪換使用（在本測站用作后視尺,，下測站則用為前視尺）,，并把測段站數(shù)目布設(shè)成偶數(shù)，即在高差中相互抵消,。同時(shí)可以減弱刻劃誤差和尺長誤差的影響,。

3、觀測誤差之一是符合水準(zhǔn)管氣泡居中的誤差

由于符合水準(zhǔn)氣泡未能做到嚴(yán)格居中,，造成望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸傾斜,，產(chǎn)生讀數(shù)誤差。讀數(shù)誤差的大小與水準(zhǔn)管的靈敏度有關(guān),，主要是水準(zhǔn)管分劃值τ的大小,。此外，讀數(shù)誤差與視線長度成正比,。水準(zhǔn)管居中誤差一般認(rèn)為是0.1?τ,，根據(jù)公式m居=0.1?τ?S/ρ，DS3級(jí)水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)管的分劃值一般為20″,，視線長度S為75m,，ρ=206265″，那么,，m居=0.4mm,。由此看來，只要觀測時(shí)符合水準(zhǔn)管氣泡能夠認(rèn)真仔細(xì)進(jìn)行居中,，且對(duì)視線長度加以限制,，與中間法一致，此誤差可以消除,。

4,、觀測誤差之二是視差的影響

當(dāng)存在視差時(shí)，尺像不與十字絲平面重合,，觀測時(shí)眼睛所在的位置不同,，讀出的數(shù)也不同，因此,，產(chǎn)生讀數(shù)誤差,。所以在每次讀數(shù)前，控制方法就是要仔細(xì)進(jìn)行物鏡對(duì)光,，消除視差。

5,、觀測誤差之三是水準(zhǔn)尺的傾斜誤差

水準(zhǔn)尺如果是向視線的左右傾斜,，觀測時(shí)通過望遠(yuǎn)鏡十字絲很容易察覺而糾正,。但是，如果水準(zhǔn)尺的傾斜方向與視線方向一致,，則不易察覺,。尺子傾斜總是使尺上讀數(shù)增大。它對(duì)讀數(shù)的影響與尺的傾斜角和尺上讀數(shù)的大?。匆暰€距地面的高度）有關(guān),。尺的傾斜角越大，對(duì)讀數(shù)的影響就越大,；尺上讀數(shù)越大,，對(duì)讀數(shù)的影響就越大。因此,，在水準(zhǔn)測量中,，立尺是一項(xiàng)十分重要的工作，一定要認(rèn)真立尺,，使尺處于鉛垂位置,。尺上有圓水準(zhǔn)的應(yīng)使氣泡居中。必要時(shí)可用搖尺法,，即讀數(shù)時(shí)尺底置于點(diǎn)上,，尺的上部在視線方向前后慢慢搖動(dòng)，讀取最小的讀數(shù),。當(dāng)?shù)孛嫫露容^大時(shí),，尤其應(yīng)注意將尺子扶直，并應(yīng)限制尺的最大讀數(shù),。最重要的是在轉(zhuǎn)點(diǎn)位置,。

6、外界條件和下沉的影響

用水平面代替水準(zhǔn)面對(duì)高程的影響,，可以用公式Δh=D2/（2R）表示,，地球半徑R=6371Km，當(dāng)D=75m時(shí),，Δh=0.44cm,；當(dāng)D=100m時(shí)，Δh=0.08cm,；當(dāng)D=500m時(shí),，Δh=2cm；當(dāng)D=1Km時(shí),，Δh=8cm,；當(dāng)D=2Km時(shí)，Δh=31cm,；顯然,，以水平面代替水準(zhǔn)面時(shí)高程所產(chǎn)生的誤差要遠(yuǎn)大于測量高程的誤差,。所以，對(duì)于高程而言,，即使距離很短,，也不能將水準(zhǔn)面當(dāng)作水平面，一定要考慮地球曲率對(duì)高程的影響,。實(shí)測中采用中間法可消除,。大氣折光使視線成為一條曲率約為地球半徑7倍的曲線，使讀數(shù)減小,，可以用公式Δh=D2/（2x7R）表示,，視線離地面越近，折射越大,，因此,，視線距離地面的角度不應(yīng)小于0.3m，并且其影響也可用中間法消除或減弱,。此外,，應(yīng)選擇有利的時(shí)間，一日之中,，上午10時(shí)至下午4時(shí)這段時(shí)間大氣比較穩(wěn)定,，便于消除大氣折光的影響，但在中午前后觀測時(shí),，尺像會(huì)有跳動(dòng),，影響讀數(shù)，應(yīng)避開這段時(shí)間,，陰天,、有微風(fēng)的天氣可全天觀測。

儀器下沉是指在一測站上讀的后視讀數(shù)和前視讀數(shù)之間儀器發(fā)生下沉,，使得前視讀數(shù)減小,，算得的高差增大。為減弱其影響,，當(dāng)采用雙面尺法或變更儀器高法時(shí),，第一次是讀后視讀數(shù)再讀前視讀數(shù)，而第二次則先讀前視讀數(shù)再讀后視讀數(shù),。即“后,、前、前,、后”的觀測程序,。這樣的兩次高差的平均值即可消除或減弱儀器下沉的影響。

水準(zhǔn)尺下沉的誤差是指儀器在遷過程中,，轉(zhuǎn)點(diǎn)發(fā)生下沉,，使遷站后的后視讀數(shù)增大,，算得的高差也增大。如果采取往返測,，往測高差增大，返測高差減小,，所以取往返高差的平均值,，可以減弱水準(zhǔn)尺下沉的影響。最有效的方法是應(yīng)用尺墊,，在轉(zhuǎn)點(diǎn)的地方必須放置尺墊,，并將其踩實(shí)，以防止水準(zhǔn)尺在觀測過程中下沉,。

二,、水準(zhǔn)測量注意事項(xiàng)

由于測量誤差是不可避免的，我們無法完全消除其影響,。但是可采取一定的措施減弱其影響,，以提高測量成果的精度。同時(shí)應(yīng)絕對(duì)避免在測量成果中存在錯(cuò)誤,，因此在進(jìn)行水準(zhǔn)測量時(shí),，應(yīng)注意以下各點(diǎn)： ⑴、觀測前對(duì)所用儀器和工具,，必須認(rèn)真進(jìn)行檢驗(yàn)和校正,。 ⑵、在野外測量過程中,，水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺應(yīng)盡量安置在堅(jiān)實(shí)的地面上,。三腳架和尺墊要踩實(shí)，以防儀器和尺子下沉,。 ⑶,、前、后視距離應(yīng)盡量相等,，以消除視準(zhǔn)軸不平行水準(zhǔn)管軸的誤差和地球曲率與大氣折光的影響,。 ⑷、前,、后視距離不宜太長,，一般不要超過100m。視線高度應(yīng)使上,、中,、下三絲都能在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)以減少大氣折光影響。 ⑸,、水準(zhǔn)尺必須扶直不得傾斜,。使用過程中,，要經(jīng)常檢查和清除尺底泥土。塔尺銜接處要卡住,，防止二,、三節(jié)塔尺下滑。 ⑹,、完數(shù)后應(yīng)再次檢查氣泡是否仍然吻合,，否則應(yīng)重讀。 ⑺,、記錄員要復(fù)誦讀數(shù),，以便核對(duì)。記錄要整潔,、清楚端正,。如果有錯(cuò)，不能用橡皮擦去而應(yīng)在改正處劃一橫,，在旁邊注上改正后的數(shù)字,。 ⑻、在烈日下作業(yè)要撐傘遮住陽光避免氣泡因受熱不均而影響其穩(wěn)定性,。

三,、水準(zhǔn)測量的檢核方法

1、測站檢核

待定點(diǎn)的高程是根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)和沿線各測站所測的高差計(jì)算出來的,。為了確保觀測高差正確無誤,，須對(duì)各測站的觀測高差進(jìn)行檢核，這種檢核稱為測站檢核,。常用的檢核方法有變儀高法和雙面尺法

雙面尺法是在一測站上,，儀器高度不變，分別用雙面水準(zhǔn)尺的黑面和紅面兩次測定高差,。若兩次測得高差之差未超過6mm,，則取其平均值作為該測站的高差。否則需要重測,。

2.路線檢核

雖然每一測站都進(jìn)行了檢核,，但一條水準(zhǔn)路線是否有錯(cuò)還是沒有保證。例如,，在前,、后視某一轉(zhuǎn)點(diǎn)時(shí)，水準(zhǔn)尺未放在同一點(diǎn)上,，利用該轉(zhuǎn)點(diǎn)計(jì)算的相鄰兩站的高差雖然精度符合要求,，但這一條水準(zhǔn)路線卻含有錯(cuò)誤，因此必須進(jìn)行路線檢核。水準(zhǔn)路線檢核方法一般有以下三種：閉合水準(zhǔn)路線,、附合水準(zhǔn)路線,、支水準(zhǔn)路線。

減小和消除誤差的方法都是以增加時(shí)間或采取更多的步驟為代價(jià),。在測量中操作熟練,，才能提高觀測的速度，采取規(guī)范的辦法,，嚴(yán)格執(zhí)行正確步驟,，司儀與立尺互相配合，才能得到正確結(jié)果,。通過實(shí)踐證明，將控制方法應(yīng)用到實(shí)際工作中后,，沒有出現(xiàn)過錯(cuò)誤,，達(dá)到了“多干事、動(dòng)作快,、效率好,、省時(shí)間”的目的。