浅析水准测量的误差来源及控制方法

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翻新时间：2023-07-24

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浅析水准测量的误差来源及控制方法

【摘要】水准测量是一种测量地面两点之间高度差距的方法。主要采用水准仪和水准尺进行测量。远程地面差的测量多数采取这种精确又便利的方式。由于测量过程中会采用较多的人参加，且测量工具结构也不够完善等诸多因素会导致水准测量的结果会产生一定的误差。这些微小的误差也可能会产生施工的不便等不良影响。本文通过对此误差的分析，从而得出相应控制方法，以减少误差带来的损害。

【关键词】水准测量；误差原因；控制方法

一、测量工具导致的误差

1.1水准仪的视准轴和水准管轴的不平行从而导致的误差

高程测量开始之前测量仪器都需要进行校正，但由于测量工具受震以及使用时间较长会带来一定的误差。从而导致水准管的气泡居中，该误差和水准管分化值T相关，通常是±0.15T.处于水平状态的水准管轴稳定，但是望远镜的视准轴却无法平行。水准管轴和望远镜的视准轴之间产生了一个较小的夹角，因此使测站的高差产生误差。这个误差和视距的长度成正比。测量过程中通过用前后的视距相等观察也就是“中间法”可排去该误差。或者采用“距离补偿法”也就是通过前视的距离和与后视的距离和相等的方法排除误差。当其中一个测站的前视距离长时，通过将下一个测站的后视距离调长的方式将误差弥补。使相邻的测站高差值抵消掉。方法如下图“连续中间水准测量图”所示：

水准标尺引起误差的原因有尺子长度的不精准，测量尺的刻度划分不够均匀以及零点位置的不精准等。水准测量结果的准确性如果要求十分高的话，就要在测量之前将读数的测尺长度进行修正。或者选择测尺长度比较稳定的以及刻度误差小的测量工具。测尺长期的使用变得破损会导致零点位置的误差。将测战的数目设定为偶数，前一奇数站的后视尺则用作下一偶数站的前视尺。轮换使用两根水准标尺使得这两根标尺的零点误差相互弥补，由此消除误差的影响，最大限度的使测量的值更加精确。

二、观测时导致的误差

2.1水准管的气泡位置位于中间导致的误差

水准管的内部本身具有粘滞性，加之观察人员的视力分辨也具有一定的不足，使得水准管的气泡不能居中从而导致误差的存在。因此，控制误差的方法就是在水准测量之时，严谨细致的把水准管的气泡位置控制居中。观测人员的视线长度也要严格控制，从而消除该项误差的影响，提高测量的精确度。

2.2视线位置差异导致的误差

视差产生以后，标尺的成像会和十字丝平面产生偏差，无法重合。进行观测时由于视线的位置差异，获得的读数也存在差异，由此产生读数的误差。控制这项误差采取的措施是需要严密的将物镜对准光线，减轻视差从而消除了在成像不清楚的时候观测导致误差的可能性。观测的人员通过上下移动自己的视线，得到唯一的读数也可以排除该误差。视距与视线高度的要求如下表：

2.3水准尺倾斜导致的误差。

三、外部影响导致的误差

3.1大气温度变化导致的误差

水准测量的过程实施都是在室外展开的。外部环境在测量进行时会对测量产影响，在测量过程中，环境出现较大变化时，会给测量的结果精确度带来不利影响。水准尺的读数与温度成反比。测量过程中前距离、后距离能够维持相同时，角和温度成正比关系。如果读数彼此间的间隔一直维持着稳定状态，就可以很有成效的排去角对读数自身带来的影响。从观察测量的过程而言的话，需要根据不一样级别的水准测量进行做出。测量人员需要注意温度的变化，尽可能的将温度维持在一个较为的平衡稳定的状态，尽量的根据环境的温度差异采用不同的测量方法。这样可以提高最终测量结果的准确性，减少误差带来的不良后果。

3.2地表大气的垂直折光导致的误差

四、结语

水准测量在现实中被广泛的运用到各个领域。给整个社会的发展带来了很大的便利。但根据以上的分析不难发现，由于测量工具的缺陷、外部环境的影响以及人为因素的局限使得测量的结果容易产生误差。这些细微的误差也可能造成很严重的后果。因此，需要深入了解误差的来源并掌握以上介绍的控制方法。减少误差的产生，提高测量的精准度。