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
467.8 1.363 14.369 50 1.439 14.765
497.8 1.312 14.420 ZD2 2.240 17.684 0.760 15.444
527.8 1.41 14.322 BM5 0.826 16.864
表1.2某一级公路BM4至BM5水准点复核测量结果
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平均高程
BM4 1.637 1.637 12.585 BM4 1.798 1.798 12.539 12.562
ZD1 1.848 0.202 14.020 ZD1 1.884 0.366 13.971
ZD2 1.424 1.399 14.469 ZD2 1.452 1.436 14.419
ZD3 1.372 1.359 14.534 ZD3 1.436 1.388 14.483
ZD4 1.330 1.283 14.623 ZD4 1.392 1.349 14.570
ZD5 1.348 1.301 14.652 ZD5 1.364 1.367 14.595
ZD6 1.413 1.279 14.721 ZD6 1.521 1.295 14.664
ZD7 1.533 1.200 14.934 ZD7 1.580 1.307 14.878
ZD8 1.525 1.065 15.402 ZD8 1.531 1.113 15.345
ZD9 2.012 1.350 15.577 ZD9 1.890 1.355 15.521
BM5 0.485 17.104 BM5 0.363 17.048 17.076
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。
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
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，通过应用普通皮尺测距离，之后立尺，简单易行。而距离补偿法不仅繁琐，并且不容易掌握。
仪器误差之二是水准尺误差，主要包含尺长误差（尺子长度不准确）、刻划误差（尺上的分划不均匀）和零点差（尺的零刻划位置不准确），对于较精密的水准测量，一般应选用尺长误差和刻划误差小的标尺。尺的零误差的影响，控制方法可以通过在一个水准测段内，两根水准尺交替轮换使用（在本测站用作后视尺，下测站则用为前视尺），并把测段站数目布设成偶数，即在高差中相互抵消。同时可以减弱刻划误差和尺长误差的影响。
3.2 观测误差
观测误差之一是符合水准管气泡居中的误差。由于符合水准气泡未能做到严格居中，造成望远镜视准轴倾斜，产生读数误差。读数误差的大小与水准管的灵敏度有关，主要是水准管分划值τ的大小。此外，读数误差与视线长度成正比。水准管居中误差一般认为是0.1?τ，根据公式m居=0.1?τ?S/ρ，DS3级水准仪水准管的分划值一般为20″，视线长度S为75m，ρ=206265″，那
么，m居=0.4mm。由此看来，只要观测时符合水准管气泡能够认真仔细进行居中，且对视线长度加以限制，与中间法一致，此误差可以消除。
观测误差之二是视差的影响。当存在视差时，尺像不与十字丝平面重合，观测时眼睛所在的位置不同，读出的数也不同，因此，产生读数误差。所以在每次读数前，控制方法就是要仔细进行物镜对光，消除视差。
观测误差之三是水准尺的倾斜误差，水准尺如果是向视线的左右倾斜，观测时通过望远镜十字丝很容易察觉而纠正。但是，如果水准尺的倾斜方向与视线方向一致，则不易察觉。尺子倾斜总是使尺上读数增大。它对读数的影响与尺的倾斜角和尺上读数的大小（即视线距地面的高度）有关。尺的倾斜角越大，对读数的影响就越大；尺上读数越大，对读数的影响就越大。
所产生的读数误差为Δa=a（1-cosγ）。当γ=3o，a=1.5m时，
Δa=2mm，由此可以看出，此项影响是不可忽视的，通常我们立镜高度是1.7m, 则Δa=2.33mm，。因此，在水准测量中，立尺是一项十分重要的工作，一定要认真立尺，使尺处于铅垂位置。尺上有圆水准的应使气泡居中。必要时可用摇尺法，即读数时尺底置于点上，尺的上部在视线方向前后慢慢摇动，读取最小的读数。当地面坡度较大时，尤其应注意将尺子扶直，并应限制尺的最大读数。最重要的是在转点位置。
3.3 外界条件和下沉的影响
用水平面代替水准面对高程的影响，可以用公式Δh=D2/（2R）表示，地球半径R=6371Km，当D=75m时，Δh=0.44cm；当D=100m时，Δh=0.08cm；当D=500m时，Δh=2cm；当D=1Km时，Δh=8cm；当D=2Km时，Δh=31cm；显然，以水平面代替水准面时高程所产生的误差要远大于测量高程的误差。所以，对于高程而言，即使距离很短，也不能将水准面当作水平面，一定要考虑地球曲率对高程的影响。实测中采用中间法可消除。大气折光使视线成为一条曲率约为地球半径7倍的曲线，使读数减小，可以用公式Δh=D2/（2x7R）表示，视线离地面越近，折射越大，因此，视线距离地面的角度不应小于0.3m，并且其影响也可用中间法消除或减弱。此外，应选择有利的时间，一日之中，上午10时至下午4时这段时间大气比较稳定，便于消除大气折光的影响，但在中午前后观测时，尺像会有跳动，影响读数，应避开这段时间，阴天、有微风的天气可全天观测。
仪器下沉是指在一测站上读的后视读数和前视读数之间仪器发生下沉，使得前视读数减小，算得的高差增大。为减弱其影响，当采用双面尺法或变更仪器高法时，第一次是读后视读数再读前视读数，而第二次则先读前视读数再读后视读数。即“后、前、前、后”的观测程序。这样的两次高差的平均值即可消除或减弱仪器下沉的影响。
水准尺下沉的误差是指仪器在迁过程中，转点发生下沉，使迁站后的后视读数增大，算得的高差也增大。如果采取往返测，往测高差增大，返测高差减小，所以取往返高差的平均值，可以减弱水准尺下沉的影响。最有效的方法是应用尺垫，在转点的地方必须放置尺垫，并将其踩实，以防止水准尺在观测过程中下沉。
根据误差来源分析表1.1，应用偶然中误差MΔ=±（[Δ?Δ]/[4?n?R]）（1/2）计算合格，附合路线闭合差公式计算同样合格。那么，这个比较隐蔽的
错误主要来源是立尺方向出现倾斜和转点位置下沉或移动，中间法距离控制不好。解决的方法是首先改变水准测量的模式，基平与中平分开。其次在每一个
测站检核，在同一测站上以不同的仪器高度（或称视线高度）观测两次，两次
所测高差之差不超过规定的容许值2.0mm，取其算术平均值作为本测站的观测
结果。严格执行上述控制误差的方法。就能够有效的把误差控制在精度要求
内。
4 结语
减小和消除误差的方法都是以增加时间或采取更多的步骤为代价。在测量
中操作熟练，才能提高观测的速度，采取规范的办法，严格执行正确步骤，司
仪与立尺互相配合，才能得到正确结果。通过实践证明，将控制方法应用到实
际工作中后，没有出现过错误，达到了省时省力的目的。
参考文献
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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
分光光度计测量误差来源分析 分光光度计是利用物质对光的选择性吸收进行物质的定性或定量分析的仪器，在各行各业得到了广泛应用，主要用于物质纯度检查、定量分析、物质结构鉴别等。可测量结果总会出现可接受或不可接受的误差，误差来源于测量过程的各个方面，我认为主要来源于仪器本身性能和测量条件的选择两个方面。 1仪器本身性能带来的误差 1.1复色光对比耳定律的偏离 比耳定律成立的前提条件是人射光是单色光，但是精度再高的仪器，即使是双单色器的分光光度计，也只能获得近乎单色的光，无法获得纯单色光，它仍然含有狭窄光通带，具有复色光的性质。而复色光会导致比耳定律的正或负偏离。固定狭缝的紫外分光光度计光谱带宽一般为1nm或2nm，可调狭缝的可以做到0.Inm;可见分光光度计带宽6nm、snm，甚至十几纳米。光谱带宽应该是越小越好，但是随着光谱分辨率的提高，仪器的灵敏度降低，所以选择仪器时要综合考虑各种条件的影响。当溶液浓度较小且单色光较纯时，可近似认为符合比耳定律。 1.2杂散光的影响 杂散光是指进人检测器的处于待测波长光谱带宽范围外的其他波长组分，它是光谱测量中误差的主要来源。产生原因有:分光光度计的色散元件、反射镜、透镜及单色器内壁灰尘等。在分光光度计工作波段边缘波长处，由于单色器透光率、光源辐射强度、检测器灵敏度都较低，杂散光的影响更为显著。杂散光限制仪器的分析上限可引起严重的测量误差，实际工作中，在定量分析时，一般在吸收峰或其附近处测量样品吸光度，如果在分析波长处含有杂散光，这时样品的透光率较小，而杂散光大部分透过，使测量吸光度低于真实吸光度。 1.3仪器噪声对测t的影响 仪器噪声也是仪器的一个重要指标，它表征仪器做稀溶液的能力。是叠加在待测量的分析信号中的不需要的信号，扫描100%T和0%T线，可观察到分光光度计的绝对噪声水平，如果仪器噪声较大，会掩盖较小的测量信号，一般用噪音的二倍来表示仪器的灵敏度。 1.4波长和吸光度准确度 样品的每一个值都是在一定的波长下测得的，如果波长误差很大，测出的值肯定不准。吸光度准确度也是用户对仪器的直接要求，更应引起足够的重视。国家计量检定规程规定双光束紫外可见分光光度计透射比准确度为A级士0.6%,B级土1.0%。 2测量条件的选择
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
§4.3 测距误差来源及其影响 测距误差的大小与仪器本身的质量，观测时的外界条件以及操作方法有着密切的关系。为了提高测距精度，必须正确地分析测距的误差来源，性质及大小，从而找到消除或削弱其影响的办法，使测距获得最优精度。 4.3.1 测距误差的主要来源 由（4-3）式可知，相位式测距的基本公式为 )2(210π ?Φ+=N n c f D （4-23） 式中 n c c ?=0 将其线性化并根据误差传播定律得测距误差 2222202240Φ??? ? ?+????????????? ??+???? ??+???? ??=m n m f m c m D M n f c D πλ （4-24） 式中 0c ——光在真空中传播的速度； f ——测尺频率； n ——大气折射率； Φ——相位； λ——测尺波长。 上式表明，测距误差D M 是由以上各项误差综合影响的结果。实际上，观测边长S 的中误差S M 还应包括仪器加常数的测定误差K m 和测站及镜站的对中误差l m ，即 222222202240l K n f c S m m m n m f m c m D M ++??? ??+?? ??????????? ??+???? ??+???? ??=Φπλ （4-25） 上式中的各项误差影响，就其方式来讲，有些是与距离成比例的。如0c m ,f m 和n m 等，我们称这些误差为“比例误差”；另一些误差影响与距离长短无关。如Φm ,K m 及l m 等，我们称其为“固定误差”。另一方面，就各项误差影响的性质来看，有系统的，如0c m ,f m ,K m 及n m 中的一部分；也有偶然的，如Φm ,l m 及n m 中的另一部分。对于偶然性误差的影响，我们可以采取不同条件下的多次观测来削弱其影响；而对系统性误差影响则不然，但我们可以事先通过精确检定，缩小这类误差的数值，达到控制其影响的目的。 4.3.2 比例误差的影响
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
角度测量的误差分析及注意事项 一、角度测量的误差 角度测量的误差主要来源于仪器误差、人为误差以及外界条件的影响等几个方面。认真分析这些误差，找出消除或减小误差的方法，从而提高观测精度。由于竖直角主要用于三角高程测量和视距测量，在测量竖直角时，只要严格按照操作规程作业，采用测回法消除竖盘指标差对竖直角的影响，测得的竖直角既能满足对高程和水平距离的计算。故而，我们只分析水平角的测量误差。 （一）仪器误差 1．仪器制造加工不完善所引起的误差 如照准部偏心误差、度盘分划误差等。经纬仪照准部旋转中心应与水平度盘中心重合，如果两者不重合，即存在照准部偏心差，在水平角测量中，此项误差影响也可通过盘左、盘右观测取平均值的方法加以消除。水平度盘分划误差的影响一般较小，当测量精度要求较高时，可采用各测回间变换水平度盘位置的方法进行观测，以减弱这一项误差影响。 2．仪器校正不完善所引起的误差 如望远镜视准轴不严格垂直于横轴、横轴不严格垂直于竖轴所引起的误差，可以采用盘左、盘右观测取平均的方法来消除，而竖轴不垂直于水准管轴所引起的误差则不能通过盘左、盘右观测取平均或其他观测方法来消除，因此，必须认真做好仪器此项检验、校正。 （二）观测误差 1．对中误差 仪器对中不准确，使仪器中心偏离测站中心的位移叫偏心距，偏心距将使所观测的水平角值不是大就是小。经研究已经知道，对中引起的水平角观测误差与偏心距成正比，并与测站到观测点的距离成反比。因此，在进行水平角观测时，仪器的对中误差不应超出相应规范
规定的范围。 2．整平误差 若仪器未能精确整平或在观测过程中气泡不再居中，竖轴就会偏离铅直位置。整平误差不能用观测方法来消除，此项误差的影响与观测目标时视线竖直角的大小有关，当观测目标与仪器视线大致同高时，影响较小；当观测目标时，视线竖直角较大，则整平误差的影响明显增大，此时，应特别注意认真整平仪器。当发现水准管气泡偏离零点超过一格以上时，应重新整平仪器，重新观测。 3．目标偏心误差 由于测点上的标杆倾斜而使照准目标偏离测点中心所产生的偏心差称为目标偏心误差。目标偏心是由于目标点的标志倾斜引起的。观测点上一般都是竖立标杆，当标杆倾斜而又瞄准其顶部时，标杆越长，瞄准点越高，则产生的方向值误差越大；边长短时误差的影响更大。为了减少目标偏心对水平角观测的影响，观测时，标杆要准确而竖直地立在测点上，且尽量瞄准标杆的底部。 4．瞄准误差 引起误差的因素很多，如望远镜孔径的大小、分辨率、放大率、十字丝粗细、清晰等，人眼的分辨能力，目标的形状、大小、颜色、亮度和背景，以及周围的环境，空气透明度，大气的湍流、温度等，其中与望远镜放大率的关系最大。经计算，DJ6级经纬仪的瞄准误差为±2″～±2.4″，观测时应注意消除视差，调清十字丝。 5．读数误差 读数误差与读数设备、照明情况和观测者的经验有关。一般来说，主要取决于读数设备。对于2″级光学经纬仪其误差不超过±2″。如果照明情况不佳，读数显微镜存在视差，以及读数不熟练，估读误差还会增大。
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，
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
第五章 测量误差及其处理的基本知识 1、测量误差的来源有哪些？什么是等精度测量？ 答：测量误差的来源有三个方面：测量仪器的精度，观测者技术水平，外界条件的影响。该三个方面条件相同的观测称为等精度观测。 2、什么是系统误差？什么是偶然误差？它们的影响是否可以消除？ 答：系统误差是指在相同的观测条件下对某量作一系列的观测，其数值和符号均相同，或按一定规律变化的误差。偶然误差是指在相同的观测条件下对某量作一系列的观测，其数值和符号均不固定，或看上去没有一定规律的误差。系统误差的影响采取恰当的方法可以消除；偶然误差是必然发生的，不能消除，只能削弱偶然误差的影响。 3、举出水准测量、角度测量及距离测量中哪些属于系统误差？ 答：水准仪的i 角误差，距离测量时钢尺的尺长误差，经纬仪的视准轴误差、横轴误差和竖盘指标差等都属于系统误差。 4、评定测量精度的指标是什么？何种情况下用相对误差评定测量精度？ 答：测量中最常用的评定精度的指标是中误差，其绝对值越大精度越低。当误差大小与被量测量的大小之间存在比例关系时，采用相对误差作为衡量观测值精度的标准。例如距离丈量，采用往返丈量的相对误差作为评定精度的指标。 所谓相对中误差(简称相对误差)就是中误差之绝对值（设为|m|）与观测值（设为D ）之比，并将分子化为1表示K =| |/1||m D D m = 。 5、观测值中误差如何计算？ 答：设在相同条件下对某量进行了n 次观测，得一组观测值L 1、L 2、……Ln ，x 为观测值的算术平均值， i v 表示观测值改正数，即 11L x v -= 22L x v -= ．．．．．． n n L x v -= 则中误差 [] 1-±=n vv m 6、算术平均值及其中误差如何计算？
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
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。
公路工程水准测量的误差及控制 间高差。公路工程测量过程中会出现各种误差，本文简要的分析水准测量的误差及控制方法。 关键词：水准测量；误差；控制 一、概述 公路工程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。公路工程测量一般都使用微倾式自动安平水准仪，每公里精度能达到3mm，水准仪在一个测站的基本程序是：安置仪器，粗略整平，瞄准水准尺精平和读数，在每一测段测定完后复核结果。同一施工路线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。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，进行检核，每一测站如果没有检查和复核，将为误差的积累创造条件，容易返工，耽误时间，浪费人力，在工程实践中，这一方法经常出现错误。现在我们将水准点与中桩分开观测，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=h往h返）达到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。 二、水准测量的误差分析及控制 水准测量误差产生有仪器误差，观测误差和外界条件的影响三个方面。
1.仪器误差。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，但仍会在残余误差，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。中间法在实际操作过程中立尺人是关键，可采用普通皮尺测定距离之后立尺。而补偿法却不易操作。另外有水准尺误差：水准尺误差有尺长误差（尺子长度不准确），刻划误差（尺上的分划不均匀）和零点差（尺的零刻划位置不准确），三种情况组成。施工测量前对所使用的水准尺进行检查，尽可能不使用尺长误差和刻划误差的标尺，如只能使用应找出误差特点，进行数据修正后进行使用，对于尺的零误差，控制方法可通过在一个水准测段内，交替轮换使用两根水准尺（本测站用作视尺，下测站用作前视尺），并把测段站数目布设成偶数，以在高差中相互抵消，同时可减弱刻划误差和尺长误差的影响。 2.观测误差。 （1）符合水准管气泡居中的误差：由于符合水准气泡未能做到严格居中，造成望远镜视准轴倾斜面，产生读数误差。读数误差的大小与水准管的灵敏度有关，景要是水准管分划值J的大小。此外，读数误差与视线长度成正比，水准管居中误差一般认为是0.1.J，根据人公式m 居=0.1.s/p，因此只要观测时符合水准管气泡能够认真仔细进行居中，且对视线长度加以限制，与中间法一致，此误差可消除。 （2）视差的影响当存在视差时，尺像与十字丝平面不重合，观测
角度测量有哪些主要误差？在进行角度观测时为什么进行盘左、盘右 一、仪器误差仪器误差是指仪器不能满足设计理论要求而产生的误差。（1）由于仪器制造和加工不完善而引起的误差。（2）由于仪器检校不完善而引起的误差。消除或减弱上述误差的具体方法如下：（1）采用盘左、盘右观测取平均值的方法，可以消除视准轴不垂直于水平轴、水平轴不垂直于竖轴和水平度盘偏心差的影响；（2）采用在各测回间变换度盘位置观测，取各测回平均值的方法，可以减弱由于水平度盘刻划不均匀给测角带来的影响；（3）仪器竖轴倾斜引起的水平角测量误差，无法采用一定的观测方法来消除。因此，在经纬仪使用之前应严格检校，确保水准管轴垂直于竖轴；同时，在观测过程中，应特别注意仪器的严格整平。二、观测误差1．仪器对中误差O O′ A B D1 D2 δ1 δ2 β β′ θ e 图3-23 仪器对中误差在安置仪器时，由于对中不准确，使仪器中心与测站点不在同一铅垂线上，称为对中误差。如图3-23所示，A、B为两目标点，O为测站点，O′为仪器中心，O O′的长度称为测站偏心距，用e表示，其方向与OA之间的夹角θ称为偏心角。β为正确角值，β′为观测角值，由对中误差引起的角度误差△β为：因δ1和δ2很小，故（3-12）分析上式可知，对中误差对水平角的影响有以下特点：（1）△β与偏心距e成正比，e愈大，△β愈大；（2）△β与测站点到目标的距离D成反比，距离愈短，误差愈大；（3）△β与水平角β′和偏心角θ的大小有关，当β′=180?，θ=90?时，△β最大。例如，当β′=180?，θ=90?，e=0.003m，D1= D2= 100m时对中误差引起的角度误差不能通过观测方法消除，所以观测水平角时应仔细对中，当边长较短或两目标与仪器接近在一条直线上时，要特别注意仪器的对中，避免引起较大的误差。一般规定对中误差不超过3mm。2．目标偏心误差A A′ D O ε α d 图3-24 目标偏心误差水平角观测时，常用测钎、测杆或觇牌等立于目标点上作为观测标志，当观测标志倾斜或没有立在目标点的中心时，将产生目标偏心误差。如图3-24所示，O为测站，A为地面目标点，AA为测杆，测杆长度为L，倾斜角度为α，则目标偏心距e为：（3-13）目标偏心对观测方向影响为：（3-14）目标偏心误差对水平角观测的影响与偏心距e成正比，与距离成反比。为了减小目标偏心差，瞄准测杆时，测杆应立直，并尽可能瞄准测杆的底部。当目标较近，又不能瞄准目标的底部时，可采用悬吊垂线或选用专用觇牌作为目标。3．整平误差整平误差是指安置仪器时竖轴不竖直的误差。倾角越大，影响也越大。一般规定在观测过程中，水准管偏离零点不得超过一格。4．瞄准误差瞄准误差主要与人眼的分辨能力和望远镜的放大倍率有关，人眼分辨两点的最小视角一般为60″。设经纬仪望远镜的放大倍率为V，则用该仪器观测时，其瞄准误差为：（3-15）一般DJ6型光学经纬仪望远镜的放大倍率V为25～30倍，因此瞄准误差mV一般为2.0″～2.4″。另外，瞄准误差与目标的大小、形状、颜色和大气的透明度等也有关。因此，在观测中我们应尽量消除视差，选择适宜的照准标志，熟练操作仪器，掌握瞄准方法，并仔细瞄准以减小误差。5．读数误差读数误差主要取决于仪器的读数设备，同时也与照明情况和观测者的经验有关。对于DJ6型光学经纬仪，用分微尺测微器读数，一般估读误差不超过分微尺最小分划的十分之一，即不超过±6″，对于DJ2型光学经纬仪一般不超过±1″。如果反光镜进光情况不佳，读数显微镜调焦不好，以及观测者的操作不熟练，则估读的误差可能会超过上述数值。因此，读数时必须仔细调节读数显微镜，使度盘与测微尺影像清晰，也要仔细调整反光镜，使影像亮度适中，然后再仔细读数。使用测微轮时，一定要使度盘分划线位于双指标线正中央。三、外界条件的影响外界条件的影响很多，如大风、松软的土质会影响仪器的稳定，地面的辐射热会引起物象的跳动，观测时大气透明度和光线的不足会影响瞄准精度，温
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
角度测量的原理、方法及误差分析 基本概述 角度测量 angle,measurement of 测定水平角或竖直角的工作。水平角是一点到两个目标的方向线垂直投影在水平面上所成的夹角。竖直角是一点到目标的方向线和一特定方向之间在同一竖直面内的夹角。通常以水平方向或天顶方向作为特定方向。水平方向和目标间的夹角称为高度角。天顶方向和目标方向间的夹角称为天顶距。角度的度量常用60分制和弧度制。60分制即一周为360°、1°为60′、1′为60″。弧度制采用圆周角的2π分之一为1弧度。1弧度约等于57°17′45″。此外，军事上常用密位作量角的单位。为使1密位所对的弧长约略等于半径的1／1000，取圆周角的1／6000为1密位。角度测量主要使用经纬仪。测角时安置经纬仪，使仪器中心与测站标志中心在同一铅垂线上，利用照准部上的水准器整平仪器后，进行水平角或竖直角观测。 方向观测法 观测两个方向之间的水平夹角采用测回法，对3个以上的方向采取方向观测法或全组合测角法。 测回法即用盘左（竖直度盘位于望远镜左侧）、盘右（竖直度盘 用盘左观测时，分别照准左、右目标得到两个读数，两数之差为上半测回角值。为了消除部分仪器误差，倒转望远镜再用盘右观测，得到下半测回角值。取上、下两个半测回角值的平均值为一测回的角值。按精度要求可观测若干测回，取其平均值为最终的观测角值。 方向观测法是当有3个以上方向时，在上、下各半测回中依次对各方向进行观测，以求得各方向值，上、下两个半测回合为一测回，这种方法称为全圆测回法。按精度需要测若干测回，可得各方向观测值的平均值，所需角度值由相应方向值相减即得。
全组合测角法 全组合测角法，每次取两个方向组成单角，将所有可能组成的单角分别采取测回法进行观测。各测站的测回数与方向数的乘积应近似地等于一常数。由于每 次只观测两个方向间的单角，可以克服各目标成像 不能同时清晰稳定的困难，缩短一测回的观测时间，减少外界条件的影响，易于获得高精度的测角成果。适用于高精度三角测量。 观测竖直角以望远镜十字丝的水平丝分别按盘左和盘右照准目标，读取竖直度盘读数为一测回。如测站上有几个观测目标，先在盘左依次观测各目标，再在盘右依相反顺序进行观测。读数前，必须使竖盘指标水准气泡严格居中。 1水平角 a.水平角测量原理 水平角是从一点出发的两条方向线所构成的空间角在水平面上的投影，或是指地面上一点到两个目标点的方向线垂直投影到水平面上的夹角，或者是过两条方向线的竖直面所夹的两面角。 b.水平角测量方法 测回法常用于测量两个方向之间的单角，如图3—14。 ①在角顶O上安置经纬仪，对中、整平。将经纬仪安置成盘左位置(竖盘在望远镜的左侧，也称正镜)。转动照准部，利用望远镜准星初步瞄准A目标，调节目镜和望远镜调焦螺旋，使十字丝和目标成像清晰，消除视差。再用水平微动螺 旋和竖直微动螺旋，使十字丝交点照准目标。读数（0°12ˊ12″）记入记录手簿，见表3—1。 ②松开水平制动扳钮和望远镜制动扳钮，顺时针转动照准部，同上操作，照准B点，读数（72°08ˊ48″），记入手簿。盘左所测水平角为 =72°08ˊ48″-0°12ˊ12″=71°56ˊ36″，称为上半测回。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/794091202.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
测量误差产生的原因及其避免途径 作者：葛红 来源：《职业·下旬》2010年第10期 测量工作的实践表明,在任何几何量测量工作中,无论是测角、测高还是测量距,当对同一量进行多次观测时,不论测量仪器多么精密,观测进行得多么仔细,测量结果总是存在着差异,彼此不相等。测量误差的来源与下列因素有关:基准件的误差、测量方法的误差、计量器具的误差、测量环境以及测量人员引起的误差等。 一、基准件的误差 任何基准都不可避免存在误差,当用它作基准时,其误差会带入测量值中。因此,在选择基准件时,一般都希望基准件的精度选高一些。但是,基准件的精度太高也不经济,在生产实践中一般取基准件的误差占总测量误差的1/5～1/3。 二、测量方法误差 方法误差是指测量时选用的测量方法不完善而引起的误差。测量时,采用的测量方法不同,产生的测量误差也不一样。例如,测量大型工件的直径,可以采用直接测量法,也可以采用测量弦长和弓高的间接测量法,其测量误差是不相同的。直接测量与间接测量相比较,前者的测量误差只取决于被测参数本身的计量与测量环境和条件所引起的误差;而后者则取决于被测参数有关的各个间接测量参数的计量器具与测量环境和条件所引起的误差,以及它们之间的计算误差。 三、计量器具的误差 1.理论误差 由于仪器设计时,经常采用近似机构代替理论上所要求的运动机构,用均匀刻度的刻度尺近似的代替理论上要求非均匀刻度的刻度尺,或者仪器设计时违背阿贝原则等,这样造成的误差称理论误差。 2.仪器制造和装配调整误差 仪器零件的制造误差和装配调整误差都会直接引起仪器误差。例如,仪器读数装置中刻度尺、刻度盘的刻度误差和装配时的偏斜或偏心引起的误差;仪器传动装置中杠杆、齿轮副、螺旋副的制造误差以及装配误差;光学系统的制造、调整误差;传动件间的间隙、导轨的平面度、直线度误差等。这些都会影响仪器的示值误差和稳定性。
关于经纬仪角度测量误差减弱措施的论证 发表时间：2014-09-11T14:44:30.043Z 来源：《科学与技术》2014年第6期下供稿作者：王耀明 [导读] 仪器机械传动误差对测角误差的影响分析机械传动误差是在观测过程中操作仪器所产生的误差。 红河州南洞泵站工程管理处王耀明 一、绪论角度测量是确定地面点位三要素（角度、距高、高程）的基本测量工作之一。它广泛应用在工程建设中的定位标定中，经纬仪是主要测角的仪器，三角网、支导线推算元素的精度，除了与图形结构有关外，主要取决于测角的精度，而角度是由两个方向组成的，在测角过程中有各种各样的误差来源，这些误差来源对水平角的观测精度又有着不同的影响。欲提高测角精度，必须减弱经纬仪方向观测的各种误差来源，才能有效提高水平角精度。 二、经纬仪角度测量的误差来源影响经纬仪角度观测精度的因素很多，但是其主要来源因素有四种，如仪器误差的来源、观测误差的来源、测角方法误差的来源、外界条件引起的误差来源。 三、经纬仪角度测量误差来源分析及其减弱措施３－１仪器本身误差来源对角度测量误差影响分析由于仪器从零件制造到整体装配，都会存在一系列的误差，从而损坏仪器正确结构。其次，随着仪器使用时间年限增加的影响，仪器误差也会增大，主要使仪器误差带来两方面的测角影响，一方面是三轴几何关系不正确所产生的几何结构误差，即视准轴误差、水平轴倾斜误差、垂直轴倾斜误差。另一方面是仪器制造、校准不完善，传动磨损等原因所产生的机械结构误差，即度盘和测微尺分划误差、螺旋和轴与轴套的机械误差、照准部和度盘偏心的误差、光学测微器的行差、传动误差，下面将仪器误差的产生和影响测角精度分析如下：（一）三轴几何关系不正确所产生的几何结构误差１、视准轴误差对测角误差的影响分析当视准轴发生斜偏时，视准轴不垂直于水平轴，望远镜绕水平轴旋转时，视准轴扫出的面与正确时扫出的视准面发生偏移，视准面不再是平面，而是一个圆锥面，设视准轴误差为Ｃ，观测垂直角 a 目标时，所产生的测角误差为△C。根据视准轴误差球面直角三角形可知△C = C／cosα公式。当用盘左位置观测时，视准误差△C为正，盘右位置观测时，视准轴误差为负，这就是说视准轴误差 C 对观测方向的影响△C，盘左、盘右大小相等、符号相反，所以取盘左、盘右读数的平均值，就可以消除视准轴误差的影响，但是这结论必须在盘左、盘右观测期间保持不变的条件下才是正确的，即一个测回内不得重新调焦，保证视准轴位置不变。视准轴误差C 对观测方向值的影响随目标垂直角 a 的增大而增加，当观测方向为水平时△C=C。观测竖角相等的两点间视准轴误差的影响相互抵消。 在观测时，视准轴偏斜误差2C，可以用来检查仪器稳定性和观测成果的质量，只要掌握它的影响规律，就可以用测量方法来减小和消除视准轴误差影响方向观测的精度。 2、水平轴倾斜误差对测角误差的影响分析由于望远镜两侧支架不等高或水平轴两端直径不等，至使水平轴不垂直于竖直轴，发生微小倾斜，产生水平轴误差i，望远镜绕水平轴旋轴时，视准轴所形成的平面不是铅垂面，而是成为倾斜平面，设水平轴倾斜误差为i 观测垂直角a 目标时所产生的测角误差为△i，根据视准面几何关系得到球面直角三角形公式△i= i×tga，为水平轴误差影响方向观测值的误差，从公式可以知它的大小，它不仅与水平轴倾斜角i 的大小有关，而且与照准目标的垂直角a有关，a愈大，△i愈大，a=0时△i=0。 当观测水平位置的目标，横轴倾斜对方向值没有影响，但是，当个别观测方向的垂直角a 比较大时，就应该考虑到正、倒镜数值中，除视准轴偏斜影响以外，还包含水平轴倾斜影响，如果将垂直角大于3°的方向与其它垂直角水平的方向进行2C 互差比较，就不合理了，当照准点方向的垂直角超过 ± 3°时，该方向的2C 互差可按同一观测的时间段内的相邻测回进行比较。 3、垂直轴倾斜误差对测角误差的影响分析若视准轴与水平轴垂直，水平轴就与垂直竖轴垂直，只是垂直竖轴本身不竖直而偏离铅垂位置V，就产生了垂直竖轴误差影响方向观测角度的精度，实质上是由于垂直竖轴倾斜而引起水平轴倾斜所造成的，当旋转照准部对目标进行观测时，水平轴将以倾斜的垂直竖轴为轴，在倾斜面内转动，随着照准部的转动，水平轴的倾斜角不断发生变化。根据垂直轴倾斜与水平轴几何关系得知，垂直竖轴倾斜误差影响方向值公式△V=V×cosβ×tga，从公式中得知，垂直轴误差对水平角的影响△V，不仅会随观测方向的垂直角 a 增大而增大，而且与水平轴所处的位置有关。这是不同于水平轴倾斜误差的根本之点，因它产生的水平轴倾斜的方向、盘左盘右时均相同，误差正负号相同，不能用盘左、盘右观测方法改变和清除影响，所以在观测中照准部水准管气泡中心偏离不应超过一格，否则应在测回之间重新整平仪器。 由于垂直轴其倾斜误差对方向观测值的影响△V，随观测目标的垂直角和方位不同而变化，因而各方向误差并不相等，组成角度时也不能得到消除，当照准点的垂直角超过 ±3°时，各测回间应精确整平仪器，使水准气泡居中减小误差影响。 （二）仪器机械传动误差对测角误差的影响分析机械传动误差是在观测过程中操作仪器所产生的误差。 1、照准部转动时的弹性带动误差对测角误差影响分析当照准部转动时，由于照准部的轴心与基座轴套之间有磨擦致使基座部分发生弹性扭曲。因此与基座相连的水平度盘发生微小的方位变动，当照准部向右时，水平度盘也随之向右被带动一个微小角度，使读数减小，反之，使读数增大，这就给方向观测值带来系统误差。 如果要想消除这种误差的影响，在上半个测回中照准各个目标时，照准部必须沿同一方向转动，以便使各目标所产生的误差符相同，大小近于相等。这样，在各个方向相减所得的角度中将抵消这种误差的大部份，下半测回必须逆转照准部观测各方向，这样读数平均值中会有效地减弱这种误差的影响。 2、脚螺旋的空隙带动误差对角度误差影响分析由于基座螺旋杆与螺旋窝之间存在微小空隙，当转动照准部时，垂直轴的微小磨擦将带动基座，使螺旋杆逐渐靠近螺旋窝空隙的一侧，直到两者完全接触为止。在观测过程中，基座与水平度盘就产生微小的方位变动，使读数产生误差，这种误差对变更仪器旋转方向后的第一个照准目标影响最大，对以后其它目标的影响逐渐减小。 要消除减弱这种误差影响，在观测前先将照准部沿着将要旋转的方向转动1—2 周后，再按旋转方向顺序观测，不得作反向旋转，就可以减小这种误差的影响。 3、照准部水平微动螺旋的隙动误差影响分析旋进照准部水平微动螺旋时，靠螺旋杆的压力推动照准部，旋出时，靠弹簧的弹力推动照准部，由于油污阻碍或弹簧老化等原因使弹力减弱，则微动螺旋旋出扣，照准部不能及时转动，微动螺杆顶杆就出现微小空隙，这就使视准轴偏离了原来照准部方向，产生方向值误差。 要消除减小这种误差带来的影响，照准观测方向时应尽量旋进微动螺旋（与弹力作用方向相反）同时要尽量使用微动螺旋的中间部