水准测量中的误差分析及消减方法

水准测量中的误差分析及消减方法 分析水准测量中的误差来源，寻求减小误差的方法，对提高 水准测量成果的精度具有积极意义。 我通过参加测站考证水准测 量的实践， 结合理论知识， 针对误差产生的原因以及消减误差的 方法进行了探讨，谈一点体会，供大家参考。

（1）、仪器误差

1）仪器校正不完善产生的误差

仪器虽然经过校正， 但不可能绝对完善， 还会存在一些残余

误差，其中主要是水准管轴不平行于 视准轴的误差 。这项误差在 水准测量中引起的读数误差大小与仪器距水准尺的距离成正比。 在同一测站，只要 将仪器安置于距前、后视尺等距离处 ，就可消 除该项误差。

2） 调焦误差

由于仪器制造加工不够完善， 当转动对光螺旋调焦时， 对光

透镜产生非直线移动而改变视线位置， 产生调焦误差。 这项误差，

只要将仪器安置于距前、后视尺等距离处，后视完毕转向前视， 不再重新对光，就可消除这项误差。

3）水准尺误差

随着水准尺使用年限的延长， 水准尺就会弯曲变形， 产生尺

面刻划不准和尺底零点不准等误差。 因此， 在水准测量前应对水 准尺进行检验。 水准尺的零点误差， 使仪器站数为偶数或在由往 测转入返测时前后视标尺互换 即可消除。 （2）、观测误差

1）整平误差 整平误差与水准管分划值及视线长度成正比。若以

DS3 型 水准仪进行水准测量， 视线长 D=100m 时，则在读数上引起的误 差为0.73mm。因此在观测时必须切实使气泡居中，视线不能太

长，后视完毕转向前视， 要注意重新转动微倾螺旋使气泡居中才 能读数，但不能转动脚螺旋，否则将改变仪器高产生错差。若在 日光强烈的晴天进行测量时， 必须打伞遮阳保护仪器， 特别要注 意保护水准管。

2） 估读误差和照准误差 估读误差是估读水准尺上的毫米产生的误差。 它与十字丝的

粗细、望远镜放大倍率和视线长度有关。在一般水准测量中，当 视线长度为100m时，估读误差约为±.5mm。人眼的分辨力，通 常当视角小于 1/时，就不能分辨水准尺上的两点； 当望远镜放大 倍率为30、视线长度为100m时，照准误差约为±）.97mm。若望 远镜放大倍率较小或视线过长，尺子成像小，显得不够清晰，照 准误差和估读误差都将增大。 故对各等级的水准测量， 规定了仪 器应具有的望远镜放大倍率及视线的最大长度。

精密水准测量的误差来源及减弱方法

[摘要] 本文通过对电子水准仪水准测量误差来源进行分析，提出了在外业作业中应着重考虑的几个问题及减弱方法。对提高测量精度和工作效率有指导作用。

[关键字] 精密水准测量 误差来源 减弱方法

0 引言

随着高精度电子水准仪的问世，克服了过去水准观测过程中所存在的人为误差，使水准测量的精度有了明显的提高，偶然误差对测量成果的影响与系统误差相比，已处于次要地位。因此，从误差理论的角度来看，要进一步提高地面高程点的精度，就需要对水准测量中存在的各项系统误差进行研究分析，根据其对测量成果的影响精度，提出减弱或消除系统误差影响的措施。

在进行水准测量时，会受到各种误差的影响，在这里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。

1 主要误差来源

1.1 仪器误差

1.1.1 水准仪视准轴与水准轴不平行的误差

照准轴与水准轴不平行而产生的i角误差，是仪器误差的主要来源， 虽然经过 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1中，S前，S后为前后视距，由于存在 角，并假设 角不变的情况下，在前后水准标尺上的读数误差分别为i’’·S前/ρ’’和i’’·S后/ρ’’，对高差的误差影响为：

δs=i’’·S前/ρ’’（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：

∑δs=i’’·（∑S后-∑S前）/ρ’’（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i角小于15″，并使前后视距近量相等。

1.1.2 光线的强弱引起条码标尺影像对比度的误差影响

随着测绘新技术的发展和测量仪器的日益更新，现在水准测量主要是采用电子水准仪，而电子水准仪是根据条码影像在探测器上的位置和比例进行测量的，CCD 的物理特性决定其在光线过强或过弱、条码标尺表面光照不均匀、观测瞬间强光闪烁、外界热闪烁等情况下，都会大大降低标尺成象的对比度，也会造成局部失真，这将造成测量误差，甚至无法读数。为减弱该误差，应尽量避免在光线太强或太弱时进行观测，仪器扫描范围内的条码尺亮度要一致，不能半明半暗，当仪器处光线比标尺亮时，应用物体对仪器进行遮挡。

水准测量中常见仪器误差的分析与校正方法

水准测量是工程测量中常用的一种测量方法，用来确定地面或建筑物的高程。然而，在进行水准测量时，仪器误差是无法避免的，会对测量结果产生一定的影响。因此，了解常见的仪器误差及其分析与校正方法对于高精度水准测量来说是至关重要的。

一、仪器误差的分类

在水准测量中，常见的仪器误差主要包括仪器漂移误差、仪器刻度误差和折射误差。

1. 仪器漂移误差

仪器漂移误差是由于仪器长时间使用导致的仪器零位的偏移而引起的误差。它是一种系统性误差，通常具有一定的规律性。为了减小仪器漂移误差，需要定期进行零位校正或使用自校正的仪器。

2. 仪器刻度误差

仪器刻度误差是由于仪器的刻度不准确而引起的误差。仪器刻度误差分为正刻度误差和负刻度误差。正刻度误差是指仪器读数偏大，而负刻度误差是指仪器读数偏小。为了减小仪器刻度误差，需要使用具有更高精度的仪器或进行精密刻度修正。

3. 折射误差

折射误差是由于大气折射引起的误差。大气折射会导致视线的偏离，对水准测量结果产生影响。为了减小折射误差，可以采用大气折射修正公式进行校正。

二、仪器误差的分析与校正方法

1. 仪器漂移误差的分析与校正 仪器漂移误差通常是由于仪器长时间使用或仪器的松动等原因引起的。为了分析和校正仪器漂移误差，可以采用“反复测量法”。具体方法是在同一位置进行多次测量，如果多次测量的结果存在较大的差异，则说明有较大的仪器漂移误差。此时，可以采用零位校正或使用自校正的仪器来校正仪器漂移误差。

2. 仪器刻度误差的分析与校正

仪器刻度误差是由于仪器的刻度不准确引起的。为了分析和校正仪器刻度误差，可以使用“同一尺度法”。具体方法是在同一位置使用多个相同的尺度进行测量，如果多次测量的结果存在较大的差异，则说明有较大的仪器刻度误差。此时，可以使用精密刻度修正方法来校正仪器刻度误差。

3. 折射误差的分析与校正

折射误差是由于大气折射引起的。为了分析和校正折射误差，可以采用大气折射修正公式。大气折射修正公式根据大气折射的规律进行推导，可以将折射误差转化为真实误差。通过对测量结果进行折射修正，可以得到更准确的测量结果。

精密水准测量的误差来源及减弱方法

[摘要] 本文通过对电子水准仪水准测量误差来源进行分析，提出了在外业作业中应着重考虑的几个问题及减弱方法。对提高测量精度和工作效率有指导作用。

[关键字] 精密水准测量 误差来源 减弱方法

0 引言

随着高精度电子水准仪的问世，克服了过去水准观测过程中所存在的人为误差，使水准测量的精度有了明显的提高，偶然误差对测量成果的影响与系统误差相比，已处于次要地位。因此，从误差理论的角度来看，要进一步提高地面高程点的精度，就需要对水准测量中存在的各项系统误差进行研究分析，根据其对测量成果的影响精度，提出减弱或消除系统误差影响的措施。

在进行水准测量时，会受到各种误差的影响，在这里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。

1 主要误差来源

1.1 仪器误差

1.1.1 水准仪视准轴与水准轴不平行的误差

照准轴与水准轴不平行而产生的i角误差，是仪器误差的主要来源， 虽然经过 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1中，S前，S后为前后视距，由于存在 角，并假设 角不变的情况下，在前后水准标尺上的读数误差分别为i’’·S前/ρ’’和i’’·S后/ρ’’，对高差的误差影响为：

δs=i’’·S前/ρ’’（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：

∑δs=i’’·（∑S后-∑S前）/ρ’’（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i角小于15″，并使前后视距近量相等。

1.1.2 光线的强弱引起条码标尺影像对比度的误差影响

随着测绘新技术的发展和测量仪器的日益更新，现在水准测量主要是采用电子水准仪，而电子水准仪是根据条码影像在探测器上的位置和比例进行测量的，CCD 的物理特性决定其在光线过强或过弱、条码标尺表面光照不均匀、观测瞬间强光闪烁、外界热闪烁等情况下，都会大大降低标尺成象的对比度，也会造成局部失真，这将造成测量误差，甚至无法读数。为减弱该误差，应尽量避免在光线太强或太弱时进行观测，仪器扫描范围内的条码尺亮度要一致，不能半明半暗，当仪器处光线比标尺亮时，应用物体对仪器进行遮挡。