水准测量误差分析及注意事项分析
在測量工作中，高程测量是一项不可缺少基本工作，一般使用的测量方法有三角高程测量与水准测量等，在高程测量中，水准测量具有较高的测量精准度。分析了水准测量误差分析及注意事项，以减弱水准测量误差影响。
标签：水准测量；误差；影响
因为多重因素的影响，如，外界环境及仪器等，不利把控水准测量。产生的错误不容易发现，使得基础资料不准确，进而导致水准点间高差出现错误，对工程施工造成直接影响，带来时间及经济损失。所以，分析水准测量误差的影响影响很重要。
1、水准测量误差分析
测量中难免存有误差，按照水准测量误差产生原因不同，可将误差划分为三个方面：外界条件引起的误差、仪器误差、观测误差。
1.1外界条件引起的误差
1.1.1地球曲率与大气折光误差
地球曲率影响高程测量，这点不能忽略，如果视距为100m，高程方面误差接近1mm，影响较大。该误差类1以于水准管轴不平行视准轴，以前后视距离相等的方法可消除该误差对高差带来的影响。地面上空气密度以梯度呈现，光线进入各密度媒介时，产生折射，通常从疏媒介向密媒介折射，因为水准仪视线不理想。通常大气层上层空气密度疏，下层空气密，视线经过大气层，变成了向下弯曲的曲线，导致尺上读数变小，与水平线出现差值，也就是遮光差。
山地连续下坡或上坡时，前后视线和地面的高度增大，遮光差产生的影响越来越大，体现相应的系统性，需要减少视线长度，提升视线高度，以此，将大气遮光影响减至较低。
如果天气晴朗，接近地面的温度比较高，使得下层空气密度相对较稀，这时视线变成了向上弯曲的曲线，导致尺上读数变大。视线线越接近地面，产生的折射越大，所以，通常视线要高出地面一定高度，比地面高出0.5m，就是为了减弱这种影响。如果地面平坦，地面覆盖的物体大致相同，前视距与后视距是相等的，前视距与后视距具有相同的遮光差方向，大小大致相同，能够很大程度上消除遮光差影响。
1.1.2尺子与仪器下沉误差
在转站过程中，尺垫会下沉，导致下一站后视读数变大，导致测量出现高差
水准测量的误差来源及控制方法 水准测量是确定公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，基础资料是错误的，从而水准点高程不正确，直接影响路线纵断面设计和施工。关键词：水准测量水准仪高程误差 1. 0勘察设计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。仪器使用水准仪，工具是水准尺和尺垫。公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。 同一条公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。通过工程实践证明，这一方法经常出现错误，节选五个水准点连续错误中的一个测段结果如表1.1和1.2所示：
表1.1经过成果整理，读数差Δh=Σ后视-Σ前视，Δh小于2mm满足规范要求。但是施工过程中，施工单位提出问题，经过表1.2复核补充测量成果证实，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。 2. 0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。 3. 0水准测量的误差分析及控制方法 水准测量误差有仪器误差、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
水准测量误差分析及注意事项分析 在測量工作中，高程测量是一项不可缺少基本工作，一般使用的测量方法有三角高程测量与水准测量等，在高程测量中，水准测量具有较高的测量精准度。分析了水准测量误差分析及注意事项，以减弱水准测量误差影响。 标签：水准测量；误差；影响 因为多重因素的影响，如，外界环境及仪器等，不利把控水准测量。产生的错误不容易发现，使得基础资料不准确，进而导致水准点间高差出现错误，对工程施工造成直接影响，带来时间及经济损失。所以，分析水准测量误差的影响影响很重要。 1、水准测量误差分析 测量中难免存有误差，按照水准测量误差产生原因不同，可将误差划分为三个方面：外界条件引起的误差、仪器误差、观测误差。 1.1外界条件引起的误差 1.1.1地球曲率与大气折光误差 地球曲率影响高程测量，这点不能忽略，如果视距为100m，高程方面误差接近1mm，影响较大。该误差类1以于水准管轴不平行视准轴，以前后视距离相等的方法可消除该误差对高差带来的影响。地面上空气密度以梯度呈现，光线进入各密度媒介时，产生折射，通常从疏媒介向密媒介折射，因为水准仪视线不理想。通常大气层上层空气密度疏，下层空气密，视线经过大气层，变成了向下弯曲的曲线，导致尺上读数变小，与水平线出现差值，也就是遮光差。 山地连续下坡或上坡时，前后视线和地面的高度增大，遮光差产生的影响越来越大，体现相应的系统性，需要减少视线长度，提升视线高度，以此，将大气遮光影响减至较低。 如果天气晴朗，接近地面的温度比较高，使得下层空气密度相对较稀，这时视线变成了向上弯曲的曲线，导致尺上读数变大。视线线越接近地面，产生的折射越大，所以，通常视线要高出地面一定高度，比地面高出0.5m，就是为了减弱这种影响。如果地面平坦，地面覆盖的物体大致相同，前视距与后视距是相等的，前视距与后视距具有相同的遮光差方向，大小大致相同，能够很大程度上消除遮光差影响。 1.1.2尺子与仪器下沉误差 在转站过程中，尺垫会下沉，导致下一站后视读数变大，导致测量出现高差
浅析水准测量的误差来源及控制方法 【摘要】水准测量是确定公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，基础资料是错误的，从而水准点高程不正确，直接影响路线纵断面设计和施工。 【关键词】水准测量；水准仪；高程；误差 1 勘察设计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。仪器使用水准仪，工具是水准尺和尺垫。公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。 同一条公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。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。 2 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。 3 水准测量的误差分析及控制方法 水准测量误差有仪器误差、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，
精密水准测量的主要误差来源及其影响
§5.4 精密水准测量的主要误差来源及其影响 在进行精密水准测量时，会受到各种误差的影响，在这一节中就几种主要的误差进行分析，并讨论对精密水准测量观测成果的影响。 5.4.1 视准轴与水准轴不平行的误差 1.i角的误差影响 虽然经过i角的检验校正，但要使两轴完全保持平行是困难的，因此，当水准气泡居中时，视准轴仍不能保持水平，使水准标尺上的读数产生误差，并且与视距成正比。 图5-20 图5-20中， s，后s为前后视距，由于存在 前 1
2 i 角，并假设i 角不变的情况下，在前后水准标尺上的读数误差分别为ρ''?''1前s i 和ρ''''1.后s i ，对高差 的误差影响为 ρδ''-''=1 )(前后s s i s （5-1） 对于两个水准点之间一个测段的高差总 和的误差影响为 ρδ''-''=∑∑∑1)(前后s s i s （5-2） 由此可见，在i 角保持不变的情况下，一个测站上的前后视距相等或一个测段的前后视距总和相等，则在观测高差中由于i 角的误差影响可以得到消除。但在实际作业中，要求前后视距完全相等是困难的。下面讨论前后视距不等差的容许值问题。 设51''=i ，要求s δ对高差的影响小到可以忽略不计的程度，如s δ=0.lmm,那么前后视距之差的容许值可由（5-1）式算得，即 m i s s s 4.1)(≈''''≤ -ρδ前后
为了顾及观测时各种外界因素的影响，所以规定，二等水准测量前后视距差应≤1m。为了使各种误差不致累积起来，还规定由测段第一个测站开始至每一测站前后视距累积差，对于二等水准测量而言应≤3m。 2.?角误差的影响 当仪器不存在i角，则在仪器的垂直轴严格垂直时，交叉误差?并不影响在水准标尺上的读数，因为仪器在水平方向转动时，视准轴与水准轴在垂直面上的投影仍保持互相平行，因此对水准测量并无不利影响。但当仪器的垂直轴倾斜时，如与视准轴正交的方向倾斜一个角度，那么这时视准轴虽然仍在水平位置，但水准轴两端却产生倾斜，从而水准气泡偏离居中位置，仪器在水平方向转动时，水准气泡将移动，当重新调整水准气泡居中进行观测时，视准轴就会偏离水平位置而倾斜，显然它将影响在水准标尺上的读数。为了减少这种误差对水准测量成果的影响，应对水准仪上的圆水准 3
水准测量 1.什么是绝对高程？什么是相对高程？ 答：地面点沿其铅垂线方向至大地水准面的距离称为绝对高程。 地面点沿其铅垂线方向至任意假定的水准面的距离称为相对高程。 2. 什么叫水准面？ 答：将海洋处于静止平衡状态时的海水面或与其平行的水面，称为水准面。 3．由于标准方向的不同，方位角可以分为哪几类？ 答：可以分为真方位角、磁方位角、坐标方位角。真方位角是以过直线起点和地球南、 北极的真子午线指北端为标准方向的方位角。磁方位角是以过直线起点和地球磁场南、北极的磁子午线指北端为标准方向的方位角。坐标方位角是以过直线起点的平面坐标纵轴平行线指北端为标准方向的方位角。 4.测量工作应遵循哪些基本原则？为什么要遵循这些原则？ 答：在程序上“由整体到局部”；在工作步骤上“先控制后碎部”，即先进行控制测量， 然后进行碎部测量；在精度上“有高级到低级”。遵循上述基本原则可以减少测量误差的传递和积累；同时，由于建立了统一的控制网，可以分区平行作业，从而加快测量工作的进展速度。 5.测量工作有哪些基本工作？ 答：距离测量、水平角测量、高程测量是测量的三项基本工作。 6.简述水准测量的原理。 答：水准测量原理是利用水准仪所提供的水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，然后根据其中一点的已知高程推算出另一点的高程。 7.在一个测站上，高差的正、负号说明什么问题? 答：在一个测站上，高差等于后视读数减去前视读数。高差为正，说明后视读数大于前视读数；高差为负，说明后视读数小于前视读数。 8.DS3型微倾式水准仪上的圆水准器和管水准器各有什么作用?答：圆水准器是用来指示竖轴是否竖直的装置。管水准器是用来指示视准轴是否水平的装置。
水准测量误差分析 3.5.1水准测量的误差分析 水准测量误差包括仪器误差，观测误差和外界条件的影响三个方面。 (一) 仪器误差 ① 仪器校正后的残余误差 例如水准管轴与视准轴不平行，虽经校正仍然残存少量误差等。这种误差的影响与距离成正比，只要观测时注意使前、后视距离相等，便可消除或减弱此项误差的影响。 ② 水准尺误差 由于水准尺刻划不正确，尺长变化、弯曲等影响，会影响水准测量的精度，因此，水准尺须经过检验才能使用。至于尺的零点差，可在一水准测段中使测站为偶数的方法予以消除。 (二) 观测误差 ①水准管气泡居中误差 设水准管分划道为τ″，居中误差一般为±0.15τ″，采用符合式水准器时，气泡居中精度可提高一倍，故居中误差为 m =ρτ' '?'''±215.0·D 3-35 式中 D —水准仪到水准尺的距离。 ② 读数误差 在水准尺上估读数毫米数的误差，与人眼的分辨力、望远镜的放大倍率以及视线长度有关，通常按下式计算 m v =ρ' '?''D V 06 3-36 式中 V —望远镜的放大倍率； 60″—人眼的极限分辨能力。 ③ 视差影响 当存在视差时，十字丝平面与水准尺影像不重合，若眼睛观察的位置不同，便读出不同的读数，因而也会产生读数误差。 ④ 水准尺倾斜影响 水准尺倾斜将尺上读数增大，如水准尺倾斜033'?，在水准尺上1m 处读数时，将会产生2mm 的误差；若读数大于1m ，误差将超过2mm 。 （三）外界条件的影响 ① 仪器下沉 由于仪器下沉，使视线降低，从而引起高差误差。若采用“后、前、前、后”观测程序，可减弱其影响。 ② 尺垫下沉 如果在转点发生尺垫下沉，使下一站后视读数增大，这将引起高差误差。采用往返观测的方法，取成果的中数，可以减弱其影响。 ③ 地球曲率及大气折光影响 如式3-25所示 地球曲率与大气折光影响之和为 R D f 2 43.0?= 3-37
水准测量的误差来源及控制
浅析水准测量的误差来源及控制方法 0勘察设计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。仪器使用水准仪，工具是水准尺和尺垫。公路工程测量一般使用DS 3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。 同一条公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。通过工程实践证明，这一方法经常出现错误，节选五个水准点连续错误中的一个测段结果如表1.1和1.2所示： 表1.1 廊泊一级公路BM4至BM5水准点外业测量结果 点号 后视 视线高 间视 前视 高程 点号 后视 视线高 间视 前视 高程 BM4 3.300
3.286 15.529 557.8 1.483 15.765 1.450 14.282 254.6 1.442 14.308 600 1.386 14.379
1.424 14.326 650 1.357 14.408 314.6 1.425 15.715 1.460 14.290 700 1.672 16.005
14.333 344.6 1.420 14.295 750 1.482 14.523 374.6 1.387 14.328 800
四、测量误差基本知识 1、测量误差分哪两类？它们各有什么特点？测量中对它们的主要处理原则是什么？ 2、产生测量误差的原因有哪些？偶然误差有哪些特性？ 3、何谓标准差、中误差和极限误差？ 4、对某个水平角以等精度观测4个测回，观测值列于下表（表4-1）。计算其算术平均值x、一测回的中误差m及算术平均值的中误差m x。 表4-1 5、对某一三角形（图4-1）的三个内角重复观测了九次，定义其闭合差?=α+β+γ-180?，其结果如下：?1=+3"，?2=-5"，?3=+6"，?4=+1"，?5=-3"，?6=-4"，?7=+3"，?8=+7"，?9=-8"；求此三角形闭合差的中误差m?以及三角形内角的测角中误差mβ。
图 4-1 6、在一个平面三角形中，观测其中两个水平角（内角）α和β，其测角中误差均为m=±20"，根据角α和角β可以计算第三个水平角γ，试计算γ角的中误差m γ。 7、量得某一圆形地物直径为64.780m ，求其圆周的长S 。设量测直径的中误差为±5㎜，求其周长的中误差m S 及其相对中误差m S /S 。 8、对某正方形测量了一条边长a =100m ，a m =±25mm ；按S=4a 计算周长和P=a 计算面积，计算周长的中误差m 和面积的中误差p m 。 9、某正方形测量了四条边长a 1=a 2=a 2=a 4=100m ，m =m =m =m =±25mm ；按 S=1a +2a +3a +4a 计算周长和P=（1a ?2a +3a ?4a ）/2计算面积，求周长的中误差m 和面积的中误差p m 。 10．误差传播定律应用 （1）（1）已知m a =m c =m ，h=a-b ，求m 。 （2）已知a m =m =±6"，β=a-c ，求βm 。 （3）已知a m =m =m ，S=100(a-b) ，求m 。 （4）已知D=() h S -，m =±5mm ，m =±5mm ，求m 。
浅析公路工程普通水准测量的误差来源及控制方法 水准测量是确定公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。水准测量是采用几何原理，利用水平视线测定两点间高差,所使用的仪器为水准仪，工具是水准尺和尺垫。公路工程施工测量中通常使用DS3型微倾式水准仪，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。实施过程中，需要几个人合作才能完成，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，基础资料是错误的，从而水准点高程不正确，直接影响路线纵断面设计和 施工。 在公路工程施工测量中同一条公路采用同一个高程系统，工程施工中测量方法通 常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。通过工程实践证明，这一方法经常出现错误，现节选一个实例加以说明：表1.1 靖安高速公路M-2标D001至D002水准点及原地面标高外业测量结果 点号后视视线高间视前视高程点号后视视线高间视前视高程D001 3.300 15.750 12.450 D001 3.083 15.533 12.450 +254.6 1.442 14.308 +254.6 1.227 14.306 +284.6 1.424 14.326 +284.6 1.211 14.322 +314.6 1.425 15.715 1.460 14.290 +314.6 1.266 15.554 1.245 14.288 +344.6 1.420 14.295 +344.6 1.259 14.295 +374.6 1.387 14.328 +374.6 1.225 14.329 +406.2 1.493 15.716 1.492 14.223 +406.2 1.368 15.592 1.330 14.224 ZD1 1.175 15.732 1.159 14.557 ZD1 1.104 15.661 1.035 14.557 C6 1.415 14.317 C6 1.344 14.316 +437.8 1.425 14.307 +437.8 1.351 14.310
水准测量的误差来源及控制方法探析 摘要：水准测量是获得点高程的常用测量手段，也是高程测量精度最高的一种方法。实施过程中，由于仪器构造不可能十分完善、观测者感官鉴别力的局限，以及观测时外界条件等多方面的原因影响而产生测量误差，而且易出现隐蔽性错误，如果不能及早发现，基础资料是错误的，结果水准点高程不正确，直接影响工程设计和施工。本文以公路勘察设计实例，对水准测量的误差来源及控制方法进行探析。 abstract： leveling is used to obtain the point elevation，also is the elevation measurement method with the highest precision. in implementation process， because the instrument structure is not very perfect， and the limitation of observers， external conditions when observation， they all influences measurement and causes error， error concealment is easy to appear. if not detected early， basic information is wrong， the bench mark elevation is not correct， directly affect the engineering design and construction. based on highway survey and design examples， the error sources and control method of leveling are analyzed. 关键词：水准测量；误差来源；控制方法 key words： leveling measurement；error sources；control method
四等水准测量习题 1．何谓视差产生视差的原因是什么视差应如何消除 2．水准测量中为什么要求前后视距相等 3．水准测量中设置转点有何作用在转点立尺时为什么要放置尺垫何点不能放置尺垫 4. 偶然误差和系统误差有什么不同?偶然误差有哪些特性? 答案： 1．由于物镜调焦不完善，导致目标实像与十字丝平面不完全重合出现相对移动现象，称为视差。 其原因由于物镜调焦不完善，使目标实像不完全成像在十字丝平面上；在目镜端观测者眼睛略 作上下少量移动，如发现目标也随之相对移动，即表示有视差存在；再仔细进行物镜调焦，直 至成像稳定清晰。 2．为了消除视准轴不平行与水准管轴的误差，消除或减少地球曲率和大气折光对高差的影响 3．便于传递高程，为了正确地传递高程，使立尺点稳固准确，水准点（已知高程点）不能放置尺 垫。 4．这两种误差主要在含义上不同，另外系统误差具有累积性，对测量结果的影响很大，但这种影 响具有一定的规律性，可以通过适当的途径确定其大小和符号，利用计算公式改正系统误差对 观测值的影响，或采用适当的观测方法、提高测量仪器的精度加以消除或削弱。偶然误差是不 可避免的，且无法消除，但多次观测取其平均，可以抵消一些偶然误差，因此偶然误差具有抵 偿性，多次观测值的平均值比一次测得的数值更接近于真值，此外，提高测量仪器的精度、选 择良好的外界观测条件、改进观测程序、采用合理的数据处理方法如最小二乘法等措施来减少 偶然误差对测量成果的影响。 偶然误差特点归纳起来为： 1．在一定观测条件下，绝对值超过一定限值的误差出现的频率为零； 2．绝对值较小的误差出现的频率大，绝对值较大的误差出现的频率小； 3．绝对值相等的正负误差出现的频率大致相等； 4．当观测次数无限增大时，偶然误差的算术平均值趋近于零。 5．整理表5-19中的四等水准测量观测数据。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/1111661076.html, 水准测量误差分析及注意事项分析 作者：赵杰 来源：《中国房地产业·下半月》2017年第01期 【摘要】在测量工作中，高程测量是一项不可缺少基本工作，一般使用的测量方法有三角高程测量与水准测量等，在高程测量中，水准测量具有较高的测量精准度。分析了水准测量误差分析及注意事项，以减弱水准测量误差影响。 【关键词】水准测量；误差；影响 因为多重因素的影响，如，外界环境及仪器等，不利把控水准测量。产生的错误不容易发现，使得基础资料不准确，进而导致水准点间高差出现错误，对工程施工造成直接影响，带来时间及经济损失。所以，分析水准测量误差的影响影响很重要。 1、水准测量误差分析 测量中难免存有误差，按照水准测量误差产生原因不同，可将误差划分为三个方面：外界条件引起的误差、仪器误差、观测误差。 1.1外界条件引起的误差 1.1.1地球曲率与大气折光误差 地球曲率影响高程测量，这点不能忽略，如果视距为100m，高程方面误差接近1mm，影响较大。该误差类1以于水准管轴不平行视准轴，以前后视距离相等的方法可消除该误差对高差带来的影响。地面上空气密度以梯度呈现，光线进入各密度媒介时，产生折射，通常从疏媒介向密媒介折射，因为水准仪视线不理想。通常大气层上层空气密度疏，下层空气密，视线经过大气层，变成了向下弯曲的曲线，导致尺上读数变小，与水平线出现差值，也就是遮光差。 山地连续下坡或上坡时，前后视线和地面的高度增大，遮光差产生的影响越来越大，体现相应的系统性，需要减少视线长度，提升视线高度，以此，将大气遮光影响减至较低。 如果天气晴朗，接近地面的温度比较高，使得下层空气密度相对较稀，这时视线变成了向上弯曲的曲线，导致尺上读数变大。视线线越接近地面，产生的折射越大，所以，通常视线要高出地面一定高度，比地面高出0.5m，就是为了减弱这种影响。如果地面平坦，地面覆盖的物体大致相同，前视距与后视距是相等的，前视距与后视距具有相同的遮光差方向，大小大致相同，能够很大程度上消除遮光差影响。 1.1.2尺子与仪器下沉误差
普通水准测量观测误差的形成原因及解决方法 【摘要】测量工作是在一定观测条件下进行的，只要按操作规范要求作业，采取正确有效的措施观测，使用合适的仪器，其综合影响很小，完全能够满足施测精度要求。 【关键词】系统误差；偶然误差；误差形成的原因；减小误差的方法 abstract：measurement work was carried out under the condition of certain observations, as long as according to the operations specification work, take effective measures of observation, using suitable instruments, their combined effect is small, fully able to meet the measurement accuracy. [Key words] system error, and accidental errors; error causes the formation of; reduce the error method 0引言 测量工作是在一定观测条件下进行的，这些条件主要指的是外界环境、观测者的技术水平和仪器本身构造不完善等因素，这些都是导致测量误差产生的主要根源。在相同的观测条件下进行一系列观测，如果误差在数值大小、正负上表现出一致性，或者按一定规律变化，或者保持某一常数，则这种带有系统性和方向性的误差就称为系统误差。同样，如果在一定的观测条件下做一系列观测，如果误差在数值大小、正负上都表现不出一致，即从表面现象看，所出现的误差没有规律性，纯属偶然发生，而实际上是服从一定的统计学规律，则这种随机变化的误差就称为偶然误差。系统误差产生的原因，主要是仪器的构造不完善，或在工作前没有很好的校正，以及感觉器官的欠缺和客观条件不好等。系统误差在观测成果中一般具有累积性----在测量过程中不断增加或减少，还表现出周期性----数值和符号有规律的变化，所以其对成果质量影响严重。我们可以采用一定的公式，用合理计算的方法对观测结果加以改正，还可以在测量前对仪器进行认真的检验和校正，在测量过程中，用特定的观测方法或改变观测程序等来设法加以消除或减少其影响。偶然误差在观测过程中是永远存在的，其在测量成果中处于主要地位，偶然误差具有规律性、有界性、对称性和抵偿性，它们不能被消除，只能减少它对测量成果的影响，例如读数时的毫米，整置水准气泡居中误差，望远镜的瞄准误差等。由此可见，在整个观测过程中，系统误差和偶然误差往往是同时存在的，影响力各不相同，会随着观测条件的变化而不断变化。但对于系统误差总是设法可以消除，或减少其影响到可忽略的程度，所以，在观测中起主导作用的，主要是偶然误差。 1 误差形成的原因 1.1仪器设备的影响
122建筑机械水准测量误差原因分析及控制方法 刘超 （中铁十八局集团第四工程有限公司，天津 300350） ［摘要］水准测量是高程测量中精度最高、用途最广、使用最普遍的一种测量方法。结合自身的工作经验并参考大量书籍，对水准测量的误差及预控谈谈个人的看法和理解。 ［关键词］水准测量；误差；预控 ［中图分类号］P224.1 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X（2017）06-0122-03 Error cause analysis and control method of leveling LIU Chao 水准测量又名“几何水准测量”，是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。它是高程测量的主要方法，用于建立国家水准网，监测地壳垂直运动和人为原因引起的地面沉降，以及建立工程测量所需要的高程控制网［1］。水准测量的误差按其来源可分为3类：仪器误差、观测误差和外界条件影响产生的误差。在水准测量中，误差受各种条件的制约直接影响测量结果，但是测量者可以采取一些措施、办法创造条件减小甚至消除误差，使得测量值更接近真实值，提高工作效率，减小误差。 1 仪器误差 1.1 视准轴与水准管轴不平行的误差 成因：仪器虽经过检验校正，但不可能绝对完善，还会存在残余误差；同时，在使用时间过长或受到震动后，使得视准轴与水准管轴不平行而产生一定夹角。即使在水准气泡居中时，视准轴也不会水平，结果会造成在水准尺上的读数误差。实验证明，在一个测站的水准测量中，如果使前视距与后视距相等，则夹角误差对高差测量的影响可以消除。 预控措施：严格地检校仪器和使用前后视距相等的方法测量，可消除或减小该误差的影响。 1.2 水准尺的误差 成因：水准尺的误差，包括尺长误差、刻划误差、尺底零点误差，以及在使用过程中造成的尺身弯曲的误差。 预控措施：观测前应对水准尺进行检验，对尺长误差和刻划误差不符合规定要求的水准尺应停止使用。对于尺长误差较大的水准尺，使用时应在最后的高差加上水准尺每1m的尺长改正。对由于尺底磨损引起的零点误差，可采用测偶数站的方法来消除。 2 观测误差 2.1 视差 由于对光不完善，造成水准尺的成像面与十字丝面不重合而引起的读数误差。 预控措施：切实做好对光工作，即先转动目镜螺旋，使十字丝成像清晰，再转动对光螺旋使水准尺成像清晰，此时水准尺成像面与十字丝面重合，消除了视差的影响［2］。 2.2 整平误差 水准测量是利用水平视线测定高差的，当仪器没有精确整平，则倾斜的视线将使标尺读数产生误差。公式如下 l D p ?=? DOI:10.14189/https://www.doczj.com/doc/1111661076.html,ki.cm1981.2017.06.020 ［收稿日期］2017-04-05 ［通讯地址］刘超，天津市津南区双港科技产业园丽港园33号
水准测量误差及注意事项 ⑴误差来源有：仪器误差、操作误差、外界条件影响 1.仪器误差 主要有：视准轴不平行于水准管轴（i角）的误差、水准尺误差。 2.操作误差 主要有：水准气泡未严格居中、视差、估读误差、水准尺未竖直。 3.外界条件影响的误差 主要有：仪器下沉、尺垫下沉、地球曲率、大气折光、气温和风力。 ⑵注意事项 水准测量的误差对高程的影响很大，了解误差的性质及其对成果的影响是很有必要的；特别是系统性误差，虽然对单个测站来说微不足道，但累计的结果却是不可忽视的。掌握这些规律，就可很好的指导我们的操作，获得优质的成果。在整个测量过程中，只要有一个测站出错，就会导致整个测段内的成果不合格。要做到每个测站都正确无误，测量人员必须紧密配合，认真细致的做好扶尺、观测、记录、计算等每一项工作。现将水准测量注意事项列下： ㈠扶尺“四要” 1.尺子要检查：测量前要检查标尺刻划是否准确，塔尺衔接是否严密，测量过程中要随时检查尺底或尺垫是否粘有泥土。 2.转点要牢靠：转点最好用尺垫，或者选择坚硬稳固而又有凸棱的石头上，保证转点在两个测站的前后视中不改变位置。
3.扶尺要检查：塔尺如有横向倾斜，观测者易于发现可指挥立直；如前后倾斜则不易发现，会造成读数偏大。故扶尺者身体要站直，如尺上有水准器时要检查使气泡居中。 4.要用同一的尺：由于塔尺底部的磨损或包铁松动，将会使尺底部零点位置不准，为消除其影响，在同一测段要用同一个尺。且测站数为偶数。 ㈡观测“六要” 1.仪器要检校：测量前要把仪器校正好，使各轴线间满足应有的几何条件。 2.仪器要安稳：中心螺旋连接要稳固可靠，松紧适当，架腿要踩实，观测者不得扶压或骑跨架腿，观测过程中不得碰动仪器。 3.前、后视要等长：前、后视等长的水准测量，可以消除i角误差以及地球曲率的影响，如果地面坡度不大还可消除大气折光的影响。普通水准测量最大视线长度不得大于150m，视线不要靠近地面，最小读数要大于0.3m。 4.视线要水平：使用微倾式水准仪度数前气泡要符合，为避免匆忙读数之差错，读数前后均应检查气泡是否符合。烈日下要打伞。 5.读数要准确：读数前要消除视差，要认准横丝，要认请标尺刻划特点，每次读数最好读两次。 6.迁站要慎重：未读前视读数时不得匆忙搬动仪器，以免使水准路线中间“脱节”，造成返工；中途休息时，应将前视点选择在容易寻找的地方，并作好标志，列如记录，以便下次续测。 ㈢记录四要
§5.4 精密水准测量的主要误差来源及其影响 在进行精密水准测量时，会受到各种误差的影响，在这一节中就几种主要的误差进行分析，并讨论对精密水准测量观测成果的影响。 5.4.1 视准轴与水准轴不平行的误差 1.i 角的误差影响 虽然经过i 角的检验校正，但要使两轴完全保持平行是困难的，因此，当水准气泡居中时，视准轴仍不能保持水平，使水准标尺上的读数产生误差，并且与视距成正比。 图5-20 图5-20中，前s ，后s 为前后视距，由于存在i 角，并假设i 角不变的情况下，在前后水准标尺上的读数误差分别为ρ''?''1前s i 和ρ''''1.后 s i ，对高差的误差影响为 ρδ''-''=1)(前后s s i s （5-1） 对于两个水准点之间一个测段的高差总和的误差影响为 ρδ''-''=∑∑∑1)(前后s s i s （5-2） 由此可见，在i 角保持不变的情况下，一个测站上的前后视距相等或一个测段的前后视距总和相等，则在观测高差中由于i 角的误差影响可以得到消除。但在实际作业中，要求前后视距完全相等是困难的。下面讨论前后视距不等差的容许值问题。 设51''=i ，要求s δ对高差的影响小到可以忽略不计的程度，如s δ=0.lmm,那么前后 视距之差的容许值可由（5-1）式算得，即 m i s s s 4.1)(≈''''≤-ρδ前后 为了顾及观测时各种外界因素的影响，所以规定，二等水准测量前后视距差应≤1m 。为了使各种误差不致累积起来，还规定由测段第一个测站开始至每一测站前后视距累积
差，对于二等水准测量而言应≤3m 。 2.?角误差的影响 当仪器不存在i 角，则在仪器的垂直轴严格垂直时，交叉误差?并不影响在水准标尺上的读数，因为仪器在水平方向转动时，视准轴与水准轴在垂直面上的投影仍保持互相平行，因此对水准测量并无不利影响。但当仪器的垂直轴倾斜时，如与视准轴正交的方向倾斜一个角度，那么这时视准轴虽然仍在水平位置，但水准轴两端却产生倾斜，从而水准气泡偏离居中位置，仪器在水平方向转动时，水准气泡将移动，当重新调整水准气泡居中进行观测时，视准轴就会偏离水平位置而倾斜，显然它将影响在水准标尺上的读数。为了减少这种误差对水准测量成果的影响，应对水准仪上的圆水准器进行检验与校正和对交叉误差?进行检验与校正。 3.温度变化对i 角的影响 精密水准仪的水准管框架是同望远镜筒固连的，为了使水准轴与视准轴的联系比较稳固，这些部件是采用因瓦合金钢制造的，并把镜筒和框架整体装置在一个隔热性能良好的套筒中，以防止由于温度的变化，使仪器有关部件产生不同程度的膨胀或收缩，而引起i 角的变化。 但是当温度变化时，完全避免i 角的变化是不可能的。例如仪器受热的部位不同，对i 角的影响也显著不同，当太阳射向物镜和目镜端影响最大，旁射水准管一侧时，影响较小，旁射与水准管相对的另一侧时，影响最小。因此，温度的变化对i 角的影响是极其复杂的，实验结果表明，当仪器周围的温度均匀地每变化C 1时，i 角将平均变化约为0.5"，有时甚至更大些，有时竟可达到1～2''。 由于i 角受温度变化的影响很复杂，因而对观测高差的影响是难以用改变观测程序的办法来完全消除，而且，这种误差影响在往返测不符值中也不能完全被发现，这就使高差中数受到系统性的误差影响，因此，减弱这种误差影响最有效的办法是减少仪器受辐射热的影响，如观测时要打伞，避免日光直接照射仪器，以减小i 角的复杂变化，同时，在观测开始前应将仪器预先从箱中取出，使仪器充分地与周围空气温度一致。 如果我们认为在观测的较短时间段内，由于受温度的影响，i 角与时间成比例地均匀变化，则可以采取改变观测程序的方法在一定程度上来消除或削弱这种误差对观测高差的影响。 两相邻测站Ⅰ、Ⅱ对于基本分划如按下列①、②、③、④程序观测，即 在测站Ⅰ上： ①后视 ②前视 在测站Ⅱ上： ③前视 ④后视 则由图5-21可知，对测站Ⅰ、Ⅱ观测高差的影响分别为s i i s i i s ),()(3412-+--和为视距，4321i i i i 、、、为每次读数变化了的i 角。
公路水准测量中误差分析及减小误差的措施 摘要：水准测量是确定公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。 关键词：公路工程水准测量误差高程 公路工程测量贯穿于工程全过程，意义重大，而水准测量是确定公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。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。仪器使用水准仪，工具是水准尺和尺垫。公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。 同一条公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。通过工程实践证明，这一方法经常出现错误，节选五个水准点连续错误中的一个测段结果如表1.1和1.2所示： 表1.1某一级公路BM4至BM5水准点外业测量结果 点号后视视线高间视前视高程点号后视视线高间视前视高程BM4 3.300 15.750 3.286 15.529 557.8 1.483 15.765 1.450 14.282 254.6 1.442 14.308 600 1.386 14.379 284.6 1.424 14.326 650 1.357 14.408 314.6 1.425 15.715 1.460 14.290 700 1.672 16.005 1.432 14.333 344.6 1.420 14.295 750 1.482 14.523 374.6 1.387 14.328 800 1.476 14.529 406.2 1.493 15.716 1.492 14.223 850 1.488 16.021 1.472 14.533 ZD1 1.175 15.732 1.159 14.557 900 1.475 14.546 C6 1.415 14.317 950 1.428 14.593 437.8 1.425 14.307 K4 1.540 16.204 1.357 14.664
水准测量误差分析 水准测量误差误差产生的原因误差消除和消弱的方法 （注意事项） 仪器误差水准仪误差水准管轴与视准轴不平行引 起的 采用前后视距相等的方 法 水准尺误差水准尺分划不准确、尺长变 化、尺身弯曲 选用符合要求的水准尺水准尺零点误差水准尺底部磨损引起的使测段的测站数为偶数 观测误差水准管气泡居中误差水准管气泡没有居中引起的使气泡严格居中 读数误差在水准尺上估读毫米数引起 的 根据观测精度，选择相应 等级的水准仪和视线长 度 视差十字丝平面与水准尺影响不 重合引起的 仔细调节物镜对光螺旋水准尺倾斜误差水准尺没有立直引起的将尺子扶直 外界条件的影响仪器下沉误差在松软的地方安置水准仪，由 于水准仪产生下沉引起的 采用“后、前、前后”的 观测程序 尺垫下沉误差由于尺垫下沉引起的采用往返观测的方法 地球曲率及大气折光误差由于地球曲率及大气折光引 起的 采用前后视距相等的方 法 温度变化误差由温度变化引起的采用撑伞遮阳的方法并 注意选择有利的观测时 间
水平角测量误差分析 水平角测量误差误差产生的原因误差消除和消弱的方法 （注意事项） 仪器误差仪器校 正后的 残余误 差 视准轴误差由于视准轴不垂直于横轴引 起的 采用盘昨、盘右观测取平均 值的方法 横轴误差由于横轴不垂直于竖轴引起 的 采用盘昨、盘右观测取平均 值的方法 竖轴倾斜误 差 由于水准管轴不垂直于竖轴 引起的 测量前应严格检校仪器，观 测时仔细整平 仪器加 工不完 善引起 的误差 度盘偏心差照准部旋转中心与水平度盘 的分划中心不重合 采用盘昨、盘右观测取平均 值的方法 度盘刻划误 差 由度盘刻划不均匀造成的采取各测回变换度盘位置的 方法 观测误差仪器对中误差仪器中心与测站中心不在同 一铅垂线上 严格对中 目标偏心误差由于标杆倾斜引起的标杆应竖直，并尽可能瞄准 底部 照准误差由人眼通过望远镜瞄准目标 引起的 选择适宜的观测标志及有利 的观测时间 读数误差由人眼的鉴别能力及读数设 备引起的 根据观测精度要求选择相应 等级的经纬仪 外界条件影响带来的误差由气候、松软的土质、温度的 变化和大气折光引起的选择有利的观测条件，尽量避免不利因素的影响
判断题 l确定直线与铅垂方向的夹角称为直线定线。(×) 2示坡线是垂直于等高线的短线，用以指示坡度下降方向。（X) 3视距测量可同时测定两点间的高差和水平距离。(√) 4在半径为50km的区域，地球曲率对水平距离的影响可以忽略不计。(×) 10 5水准管轴平行于视准轴是水准仪应满足的主要条件。（√) 6地形图上等高线密集处表示地形坡度小，等高线稀疏处表示地形坡度大。(x) 7望远镜视准轴指物镜光心与十字丝交点的连线。(√) 8水平角观测时，各测回间变换度盘位置能够减少度盘刻划不均匀的影响。(√) 9在进行求准测量时，读数误差属于系统误差.(x) 10设地面上两点间的平距为48. 6m，其在1: 500地形图上的长度应为9 72mm。(x) 11．凡高程相同的点一定在同一条等高线上。(×) 12．相邻等高线之间的距离成为等高距。(×) 1、在半径为10km的区域，地球曲率对水平距离的影响可以忽略不计。（√） 2、在水准测量中转点的作用是传递距离的。（√） 3、水准管轴平行于视准轴是水准仪应满足的主要条件。（√） 4、水平角观测时当偏心角和水平角是定值时，边长愈长仪器对中误差的影响愈大。（×） 5、指标差x对盘左、盘右竖角的影响大小相同、符号相反。( √ ) 6、视距测量可同时测定两点间的高差和水平距离。（√） 7、地形图上等高线密集处表示地形坡度小，等高线稀疏处表示地形坡度大。（×） 8、观测值中误差越大，观测精度越高。（×） 9、同一等高线上的点高差相等。（×） 10、导线坐标增量闭合差的调整方法是将闭合差反符号后按导线边数平均分配。（×） 三、简答题 1．什么是绝对高程，什么是相对高程？ 答：地面点沿其铅垂线方向至大地水准面的距离称为绝对高程。地面点沿其铅垂线方向至任意假定的水准面的距离称为相对高程。 2. 什么叫水准面？ 答：将海洋处于静止平衡状态时的海水面或与其平行的水面，称为水准面。 3由于标准方向的不同，方位角可以分为哪几类？ 答可以分为真方位角、磁方位角、坐标方位角。真方位角是以过直线起点和地球南、北极的真子午线指北端为标准方向的方位角。磁方位角是以过直线起点和地球磁场南、北极的磁子午线指北端为标准方向的方位角。坐标方位角是以过直线起点的平面坐标纵轴平行线指北端为标准方向的方位角。 4测量工作应遵循哪些基本原则？为什么要遵循这些原则？ 答：在程序上“由整体到局部”；在工作步骤上“先控制后碎部”，即先进行控制测量，然后进行碎部测量；在精度上“由高级到低级”。遵循上述基本原则可以减少测量误差的传递和积累；同时，由于建立了统一的控制网，可以分区平行作业，从而加快测量工作的进展速度。5测量工作有哪些基本工作？ 答：距离测量、水平角测量、高程测量是测量的三项基本工作。 6简述水准测量的原理．， 答：水准测量原理是利用水准仪所提供的水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，然后根据其中一点的已知高程推算出另一点的高程。 7.在一个测站上，高差的正、负号说明什么问题？