摘要：水準(zhǔn)測量是測量中必不可少的基礎(chǔ)工作之一，進(jìn)行水準(zhǔn)測量不可避免地會產(chǎn)生誤差，為了提高測量精度，應(yīng)從現(xiàn)行水準(zhǔn)測量的儀器和使用方法的實際情況出發(fā)，分析誤差的來源及其影響規(guī)律，從中找出消除或減弱這些誤差的影響方法。水準(zhǔn)測量誤差與使用的儀器、觀測者、外界環(huán)境等因素有關(guān)，本文對造成水準(zhǔn)測量誤差的各項影響因素進(jìn)行分析。
　　關(guān)鍵詞：水準(zhǔn)測量；精度；誤差；控制
　　1.水準(zhǔn)儀誤差
　　1.1視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差
　　1.2水準(zhǔn)尺的誤差
　　成因：水準(zhǔn)尺的誤差，包括尺長誤差、分劃誤差和零點誤差。尺長誤差和分劃誤差在選擇有鑒定證書而且誤差小的尺子，零點誤差是標(biāo)尺底面與其分劃零點的差值，可以設(shè)每一站零點誤差為一個固定值Δ，如圖2所示，在測量過程中Δ值會交替出現(xiàn)正負(fù)值，因此，每測段只要是偶數(shù)站可消除零點差的影響。
　　2.觀測測量誤差
　　2.1管水準(zhǔn)器氣泡居中的誤差
　　水準(zhǔn)測量的主要條件是視線必須水平，假設(shè)當(dāng)水準(zhǔn)儀不存在i角誤差的情況下，我們用微傾螺旋是水準(zhǔn)氣泡居中，此時一般認(rèn)為管水準(zhǔn)軸水平了。其實不然，在觀測到氣泡居中的一瞬間，還不能認(rèn)為水準(zhǔn)軸是水平的。因為我們在衡量氣泡是否居中時，是用眼睛觀察的，由于生理條件的限制，一般不可能準(zhǔn)確辨別氣泡準(zhǔn)確居中的位置；其次，在停止微傾螺旋后仍然運動的著氣泡在居中的一瞬間由于慣性的推動及管內(nèi)液體與管壁摩擦阻力的作用，這樣就會產(chǎn)生管水準(zhǔn)氣泡居中的誤差。因此，我們在中絲讀數(shù)前要經(jīng)常注意氣泡的居中情況，隨時給予調(diào)整，以減小這種誤差的影響。通常采用符合水準(zhǔn)器時，其誤差可大大減小。
　　2.2在水準(zhǔn)尺上估讀的誤差
　　觀測讀數(shù)時用十字絲橫絲在厘米間隔內(nèi)估讀毫米數(shù)，而厘米分劃又是望遠(yuǎn)鏡將視角放大后的像，所以毫米讀數(shù)的準(zhǔn)確度與厘米間隔的像的寬度及十字絲的粗細(xì)有關(guān)。十字絲的寬度經(jīng)目鏡放大后在人眼明視距離上約為0.1mm。只要厘米間隔的像大于1mm，則估讀其間隔的十分之一，即估讀的數(shù)值可以得到保證。
　　由此可見，此項誤差跟望遠(yuǎn)鏡的放大率和距離有關(guān)，所以對各級水準(zhǔn)測量規(guī)定儀器望遠(yuǎn)鏡的放大率和限制視線的最大長度是必要的。
　　2.3水準(zhǔn)尺傾斜的誤差
　　觀測時，水準(zhǔn)尺豎立不直（見圖3），將使水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)增大，從而影響水準(zhǔn)測量的讀數(shù)精度。設(shè)后視標(biāo)尺的傾斜角為γ，傾斜標(biāo)尺上的讀數(shù)為a，正確讀數(shù)為a’，讀數(shù)誤差為Δ，則
　　可見Δ的大小與傾斜角γ和在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)a的大小有關(guān)。設(shè)a為2m，γ為2°時，就會造成1mm的讀數(shù)誤差。由于前后尺的讀數(shù)高度一般不等，兩標(biāo)尺的傾斜程度也不相同，在前后測量中可以抵消一部分，所以在測量中認(rèn)真扶尺，對測量結(jié)果至關(guān)重要。
　　3.外界因素的影響
　　3.1地球曲率的影響
　　3.2大氣折光的影響
　　大氣折光誤差是因為大氣密度不均勻，使視線發(fā)生折射成為曲線而產(chǎn)生的讀數(shù)誤差。由于近地面的空氣吸熱能力強，使空氣受熱膨脹，密度變小，視線會產(chǎn)生向上的彎曲。若視線離地面比較高，在水平面的空氣密度變化不大，折光影響很小。因此，在水準(zhǔn)測量中規(guī)定中絲讀數(shù)應(yīng)大于0.3m，以此來消除減弱大氣折光的影響。
　　3.3儀器和標(biāo)尺升沉的誤差
　　對于一條水準(zhǔn)路線來說，在觀測過程中由于儀器、標(biāo)尺的自身重量會出現(xiàn)下沉，由于土壤的彈性又會出現(xiàn)儀器、標(biāo)尺的上升。二者的影響是綜合性的。
　　在水準(zhǔn)測量中，為了降低儀器的升沉帶來的誤差，采用“后-前-前-后”的觀測程序，由于實際上儀器的變量和時間并不完全成比例，這種措施只能減弱影響而不能完全消除，這就要求在測量過程中熟練操作來減少觀測時間、在同一條水準(zhǔn)路線上采用往返測來減少誤差。
　　4.小結(jié)
　　以上所述各項誤差來源，都是采用單獨影響來分析的，而實際影響情況是綜合性的影響。從誤差的綜合影響來說，這些誤差將會互相抵消一部分。所以，水準(zhǔn)作業(yè)中一般要求在大氣比較穩(wěn)定的情況下進(jìn)行，盡量避免大風(fēng)天和中午觀測，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范，特別是要熟練操作，提高觀測速度，把各項外界因素影響降到最低。
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