朱曉剛

摘要：水準測量是測量中必不可少的基礎工作之一，進行水準測量不可避免地會產生誤差，為了提高測量精度，應從現行水準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。水準測量誤差與使用的儀器、觀測者、外界環(huán)境等因素有關，本文對造成水準測量誤差的各項影響因素進行分析。

關鍵詞：水準測量；精度；誤差；控制

1.水準儀誤差

1.1視準軸與水準管軸不平行的誤差

1.2水準尺的誤差

成因：水準尺的誤差，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，零點誤差是標尺底面與其分劃零點的差值，可以設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值會交替出現正負值，因此，每測段只要是偶數站可消除零點差的影響。

2.觀測測量誤差

2.1管水準器氣泡居中的誤差

水準測量的主要條件是視線必須水平，假設當水準儀不存在i角誤差的情況下，我們用微傾螺旋是水準氣泡居中，此時一般認為管水準軸水平了。其實不然，在觀測到氣泡居中的一瞬間，還不能認為水準軸是水平的。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，一般不可能準確辨別氣泡準確居中的位置；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液體與管壁摩擦阻力的作用，這樣就會產生管水準氣泡居中的誤差。因此，我們在中絲讀數前要經常注意氣泡的居中情況，隨時給予調整，以減小這種誤差的影響。通常采用符合水準器時，其誤差可大大減小。

2.2在水準尺上估讀的誤差

觀測讀數時用十字絲橫絲在厘米間隔內估讀毫米數，而厘米分劃又是望遠鏡將視角放大后的像，所以毫米讀數的準確度與厘米間隔的像的寬度及十字絲的粗細有關。十字絲的寬度經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，即估讀的數值可以得到保證。

由此可見，此項誤差跟望遠鏡的放大率和距離有關，所以對各級水準測量規(guī)定儀器望遠鏡的放大率和限制視線的最大長度是必要的。

2.3水準尺傾斜的誤差

觀測時，水準尺豎立不直（見圖3），將使水準尺上的讀數增大，從而影響水準測量的讀數精度。設后視標尺的傾斜角為γ，傾斜標尺上的讀數為a，正確讀數為a，讀數誤差為Δ，則

可見Δ的大小與傾斜角γ和在水準尺上的讀數a的大小有關。設a為2m，γ為2°時，就會造成1mm的讀數誤差。由于前后尺的讀數高度一般不等，兩標尺的傾斜程度也不相同，在前后測量中可以抵消一部分，所以在測量中認真扶尺，對測量結果至關重要。

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生的讀數誤差。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，在水準測量中規(guī)定中絲讀數應大于0.3m，以此來消除減弱大氣折光的影響。

3.3儀器和標尺升沉的誤差

對于一條水準路線來說，在觀測過程中由于儀器、標尺的自身重量會出現下沉，由于土壤的彈性又會出現儀器、標尺的上升。二者的影響是綜合性的。

在水準測量中，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、在同一條水準路線上采用往返測來減少誤差。

4.小結

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，水準作業(yè)中一般要求在大氣比較穩(wěn)定的情況下進行，盡量避免大風天和中午觀測，嚴格執(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。

參考文獻：

[1]張志剛.普通測量[M].西南交通大學出版社，2006.

[2]國家測繪局.GB12898-1991國家三四等水準測量規(guī)范

[3]羅聚勝.地形測量學[M].測繪出版社，2001.

[4]王志明.淺談水準測量的實際應用與精度分析[J].西部資源，2013，（01）：88-89.endprint