精密水准测量的误差来源及减弱方法

刍议影响水准测量的因素及解决措施摘要：本文对影响水准测量的各种因素进行分析研究，例如，仪器误差、外界因素引起的误差、观测误差。

结合多年的工作经验，提出几点解决措施。

关键词：水文；水准测量；精度；措施前言目前，水准测量在水文、水利工程及其他基本建设工程中应用十分广泛。

它是建立测区基本高程控制系统的主要手段，水准测量实际就是求得两点间高差值。

影响水准测量的因素主要包括仪器误差、外界条件和观测误差。

1仪器误差1.1 角误差的影响要使水准仪的视准轴和水准轴严格平行是很困难的，两轴在竖直平面内投影的夹角称为角。

角的存在会给水准测量带来一定的影响。

如图1所示，s前、s后为前后视距，假设角不变的情况下，在前后水准尺上的读数误差为和，对高差的影响为：设，要求对高差的影响小到可以忽略不计的程度，如，那么二等水准前后视距之差的允许值可计算得：当时，视距累计差对高差的影响如表1。

表1 视距累计差对高差的影响表累计视距差/m 0.5 1 1.5 2 2.5 3 5 6 8 10 影响高差/mm 0.04 0.07 0.11 0.15 0.18 0.22 0.360.44 0.58 0.73由此可见，在角不变的情况下，一个测站上前后视距相等或一个测段的前后视距总和相等，则在观测中可消除角的影响，但是在实际作业中要达到完全相等是相当困难的。

1.2角的影响由于仪器竖轴的不严格垂直，与视准轴正交方向倾斜一个角度，这样视准轴两端产生倾斜，从而使水准气泡偏离居中位置。

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产生倾斜，显然会影响水准尺上的读数。

为了减少该误差对高差的影响，应对水准仪的圆水准器进行检验与校正。

1.3两水准标尺零点误差的影响两水准尺的零点误差不等，设a，b水准尺的零点误差分别为△a和△b，它们都会在水准尺上产生误差。

如图2所示，在测站i上考虑到两水准尺零点误差对前后视水准尺上的读数和。

的影响，则测站i的观测高差为：在测站ⅱ上同样考虑到零点误差对读数的影响，则测站ⅱ的高差为：则1，3的高差为：由此可见，尽管零点误差，但是两相邻测站观测高差之和抵消了该误差的影响，故在测量水准作业中各测段的测站数目应尽量是偶数站，且在相邻测站上是两水准尺轮流作为前视尺和后视尺。

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。

竖立误差对各测站高差 的影响，由于前后标尺倾斜程度及读数位置 不一而 表现 出偶然性。
Байду номын сангаас
（ ２ ） 标尺前后倾斜。如果两根标尺同样倾斜 ， 则误差大部分被 抵消掉 ： 若 只一根标尺倾斜 ， 则影响最大 。 所 以要求扶尺员在观测时严格 使标尺上 的圆 水准器气泡居中。 （ ３ ） 标尺弯曲差 。 标尺弯 曲会导致 前视后视累计误差， 并且不 可消 除， 所
础上 ， 提 出了如何减弱这种影响的相应措施 。 关键 词： 精密水准测量 偶然误差 系 统误差 分析
为了高精度测定地面点的高程 ，精密水准测量仍然是 目前最佳 的传统 观测方法 。 它除了作为建立 国家统一高程系统 的基础工作、 为各类地形测绘 和工程建设提供高程起算数据外 ， 同时还被用于研 究地球 的形状和大小 、 确 定各海洋面 的高差和倾斜、 获取现代地壳运动的垂 直分量 、 建立地球重力场 的理论与方法 以及探索分析地震活动趋势等各类科学问题 。 要提 高高程 的测定精度， 关键是要提高其测定的精度 ， 减小外业测量工 作 的误差 。与常规 的测量工作一样 ， 精密水准测量的误差来源有三个 ： 一是 测量仪器误差 ；二是观测 者受地理条件 限制而造成的人 为误差 即外界条件 误差 ； 三是观测误差。 在主要误差来源中， 一、 三项误差的影响基 本上 具有系 统误差 的性质， 而第二项造成 的测量误差为偶然误差 。 从误 差理论 的角度来看， 要进一步提高地面高程点的精度 ， 就需要对精
以测量前一定要检查标尺 ， 平时放置要平放。 ６ 、 前后视标 尺受热不均 的影响 外业观测中， 须两 根水准标尺交替进行， 每 根标尺受太 阳照射 的方 向不 同， 前后标尺 的温度 也不 同， 锢瓦带温 度差别最大 可达１ １ ｏ Ｃ； 外 业受地形起 伏 的影响， 每站的前 后视读数不可能 同在标尺的中部， 而标尺受地面热辐射 的影响， 上、 中、 下不 同部 位 的温 度 也 不 同 ， 温 差 最 大 可达 １ ． ５ ℃ 。由 于前 后 视 标尺锢瓦带受热不均 ， 使其所产生的长度 变形不一致 ， 因而导致前后视读数

对精密水准测量中系统误差的探究摘要：从精密水准测量所采用的仪器、工具及作业过程、外界条件等几个方面，分析了精密水准测量中系统误差对观测成果精度的影响，并在此基础上，提出了如何减弱这种影响的相应措施。

关键词：精密水准测量偶然误差系统误差分析为了高精度测定地面点的高程，精密水准测量仍然是目前最佳的传统观测方法。

它除了作为建立国家统一高程系统的基础工作、为各类地形测绘和工程建设提供高程起算数据外，同时还被用于研究地球的形状和大小、确定各海洋面的高差和倾斜、获取现代地壳运动的垂直分量、建立地球重力场的理论与方法以及探索分析地震活动趋势等各类科学问题。

要提高高程的测定精度，关键是要提高其测定的精度，减小外业测量工作的误差。

与常规的测量工作一样，精密水准测量的误差来源有三个：一是测量仪器误差；二是观测者受地理条件限制而造成的人为误差即外界条件误差；三是观测误差。

在主要误差来源中，一、三项误差的影响基本上具有系统误差的性质，而第二项造成的测量误差为偶然误差。

从误差理论的角度来看，要进一步提高地面高程点的精度，就需要对精密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。

一、精密水准测量中的系统误差在精密水准测量工作中，造成系统误差的原因很多，先就主要的几种分析如下：1、照准轴与管水准轴不平行的误差望远镜照准轴与管水准器水准轴不平行而产生的误差，是仪器误差的主要来源，这是因为误差不可能彻底校正；而人眼又不可能使气泡严格居中。

所以观测时误差一定会存在。

所以，为了使误差尽可能的小一些，前后视距尽量相等。

2、水准面曲率的影响由水准测量的原理可知，水准测量是利用水准仪提供一条水平视线，根据水平视线在前后标尺上的读数，求得地面上两点的高差。

在这里，高差的含义为分别通过两地面点的水平面之间的垂直距离。

然而，从理论上来讲，两点间的高差是指分别通过这两点的水准面之间的铅垂距离，因此，在水平测量中，用水平面代替水准面将对高差测定产生影响，3、大气折光的影响大气折光是由地面大气密度不均匀而引起的，它使观测时的水平视线产生垂直方向的弯曲，致使观测高差含有误差，其影响形势极为复杂，往往使得水准测量中前后视的折光影响也不一致。

水准测量中的误差与校正方法水准测量作为一项重要的测量技术，广泛应用于建筑、土木工程和地理测量中。

然而，它也存在着一些误差，这些误差可能会对测量结果产生影响。

本文将探讨水准测量中的误差类型及其校正方法，帮助大家更好地理解和应用这一技术。

一、误差类型1. 观测误差观测误差是由于测量仪器的不精确、操作人员的不准确，以及环境因素等引起的。

它可以分为仪器误差、人为误差和自然误差。

仪器误差包括仪器的读数误差、气泡的位置误差等。

人为误差主要包括操作人员的读数不准确、视线不正等。

自然误差则包括气候、大气压力等因素引起的误差。

2. 地形误差地形误差是由于地面不平坦、重力场不均匀等因素引起的。

这种误差会导致测量结果的偏差，特别是在测量范围较大且地形复杂的情况下。

为了减小地形误差，常采用配平方法，即在不同位置设置配平点进行测量校正。

3. 技术误差技术误差是由于测量仪器的制作和使用过程中的不完善导致的。

这种误差主要包括刻度误差、仪器仪表的漂移误差、机构误差等。

为了减小技术误差，需要定期进行仪器的校准和维护，并采用精密的测量方法。

二、误差的校正方法1. 仪器校正仪器校正是指通过比对和调整仪器的刻度值，消除或减小仪器误差。

校正方法包括直接校准和间接校准两种。

直接校准是指通过比对仪器读数和已知高程值的差异，调整仪器的刻度值。

间接校准则是通过比对测量结果和基准点的高程值，计算出仪器的修正量，然后进行校正。

2. 观测校正观测校正是指通过多次观测和重复测量，消除或减小观测误差。

观测校正方法包括平均法、中和法和交叉校正法等。

平均法是指多次观测同一点，并取观测结果的平均值作为最终结果。

中和法是指通过对称观测方法，使用正反两面观测值的平均值来减小误差。

交叉校正法是指在空间布置上交叉观测不同点，通过观测值之间的对比，找出异常值并进行排除。

3. 外业校正外业校正是指通过实地观测和检查，进行错误或异常值的排除，并对测量过程中的误差进行修正。

外业校正主要包括配平法、平差法和尺度校正等。

减弱或消除水准仪i角误差影响的方法水准仪是用来测量地面高差或者水平面的仪器。

然而，在使用过程中，水准仪的角误差会对测量的准确性造成一定的影响。

要减弱或消除水准仪角误差的影响，可以采取以下方法：1.定期校准：水准仪的角误差是由于仪器组装和使用中的磨损、变形等原因引起的，因此，定期进行校准是减小角误差的重要方法。

校准可以通过使用标准水平器，将水准仪的气泡、恒定器等进行调整，使其读数准确。

2.使用精密仪器：在进行水准测量时，使用精密的水准仪可以减小角误差的影响。

精密水准仪的设计和制造更加先进，并具有更高的测量精度和稳定性。

选择合适的水准仪对于准确的测量非常重要。

3.避免温度变化：水准仪的材料会因为环境温度的变化而发生膨胀或收缩，这会造成角误差。

因此，在进行水准测量时，应尽量避免温度变化较大的环境，保持水准仪处于稳定的温度条件下进行测量。

4.使用适当的支架：水准仪的支架稳定性对于减小角误差非常重要。

使用坚固的支架和适当的固定方式可以减小仪器的晃动，使测量结果更加准确。

5.避免仪器过度使用：过度使用水准仪可能会导致仪器的磨损和变形，从而增加了角误差的影响。

因此，在使用水准仪时要注意合理安排使用频率，避免过度使用，延长仪器的使用寿命。

6.仪器保养和维护：定期对水准仪进行保养和维护是减小角误差的关键步骤。

保持仪器的清洁，定期检查仪器的各个部件是否正常工作，及时修理或更换有问题的部件，可以有效减小仪器角误差的影响。

7.仪器使用技巧：熟练掌握水准仪的使用技巧也可以减小角误差的影响。

例如，正确使用气泡管的方法、合理调整仪器高度的方式等，都可以减小角误差的影响，提高测量准确性。

总之，减弱或消除水准仪角误差的影响需要综合运用校准、选择合适的仪器、控制温度变化、使用适当的支架、避免过度使用、定期保养和维护以及掌握使用技巧等多种方法。

只有通过科学、严谨的操作和管理，才能提高水准仪测量的准确性和可靠性。

（ ） 作 误差 二 操
１ 水 准气 泡未 严 格 居 中 、 由于 气 泡 居 中存 在 误 差 ， 使 视 线 偏 离 水 平 位 置 ， 而 带来 读 致 从 数 误 差 。 为 减 少此 误 差 的影 响 ， 次 读 数 时 ， 要 使 用 水 准 管气 泡 每 都
严格居中。 ２ 视 差 未 消 除 、
－ 一 、 水准测量原理和仪器的使用
水 准 测 量 法 是 利用 水 准 仪 提 供 的 一 条水 平 视 线 ，测 量 地 面 上 点 的 高程 的方 法 。 水 准测 量 的实 质 是 利用 水 准 仪 和 水 准 尺 测 定 地 面 相邻 各 点 之 间 的 高差 。 后 求得 地 面上 各 点 的 高 程 。 准 仪 观 测 然 水 已 知 高程 点 上 的 立 尺 叫后 视 。 观测 未 知 高 程 点 上 的 立 尺 叫前 视 。 观 测 已 知高 程 点 上 的 尺读 数 叫后 视 读 数 。观测 未 知 高 程 点 上 的 尺 读 数 叫前 视 读 数 。计 算 公 式 如 下 ： 视 线 高＝ 视 点 的高 程 ＋ 后 后视 读数 前 视 点 的 高程 ＝ 线 高 一 视 前视 读 数 两 点 的 高 差＝ 视 读 数 一 后 前视 读 数 使 用 仪 器 时先 将 仪 器 安 置 在 两点 间 、 开 三脚 架 、 支 并使 架头 大 致水 平 。 用 连 接 螺 旋 使 水 准仪 与三 脚 架 固连 ， 后 转 动 脚 螺旋 使 再 然 圆水 准 气 泡 居 中 ， 到 粗 略整 平 的 目的 。 仪 器 粗 略整 平 后 ， 达 即可 使 用望 远 镜 瞄 准水 准 尺 进 行 读 数 。操 作 方 法 如 下 ： ｌ 目镜 对 光 ： 节 目镜 对光 螺 旋 ， 十 字 丝 成 像 清 晰 。 、 调 使 ２ 瞄 准 ： 开 望远 镜 的制 动 螺 旋 ， 用 望 远 镜 筒上 的缺 口准 星 、 松 利 大概 的 瞄 准水 准 尺 ， 望远 镜 内看 到 水 准 尺后 ， 紧制 动螺 旋 。 在 拧 ３ 物 镜 对 光 ： 动物 镜对 光 螺 旋 ， 水 准 尺 的 分 划 成 像 清 晰 。 、 转 使 瞄准 目标 读 数 时 ， 对 光 不好 ， 尺像 没 有 落 在 十 字 丝 平 面 上 ， 若 则 这 时眼 睛 上 下晃 动 ， 数 也 随 之 变 动 ， 种 现 象 称 为 十字 丝视 差 。它 读 这 会 影 响 读数 的正 确 性 ， 须 予 以消 除 。 必 ４ 读 数 ： 数 前 必 须 转 动 微倾 螺 旋 ， 符 合 水 准 管 气 泡 居 中 ， 、 读 使 然 后 立 即利 用 十 字 丝 中横 丝 读 取 尺 上读 数 、 读 数 时 应 读 出米 、 分 米 、 米 、 米 （ 读 ） 位数 并 以毫 米 或 米 为 单位 书写 。 厘 毫 估 四 ５ 记 录 ： 录 员 听 到 观 测 员 报 数 ， 复 述 一 遍 读 数 ， 观 测 员 、 记 应 待 认 可后 。 入水 准 测 量 记 录 手 簿 。记 录员 要 站 在 观 测 员 的下 风 侧 ， 记 以避 免有 风 时 昕 不 清或 误 听 读 数 。

水准测量误差及注意事项水准测量是一种用于测量地面高程差的方法，广泛应用于土木工程、建筑工程等领域。

在进行水准测量时，可能会出现一些误差，因此需要我们注意一些事项来保证测量结果的准确性和可靠性。

1.仪器误差：仪器本身存在的误差，包括示值误差、系统误差等。

示值误差是指仪器在使用时，由于制造工艺、质量等原因产生的固定偏差。

系统误差是指仪器在长期使用、予以修理、校正等过程中，使仪器示值产生固定偏差。

2.操作误差：人为因素导致的误差，包括读数误差、观测误差等。

读数误差是指读取仪器上的示值时，由于人眼视觉疲劳、视力不佳等原因造成的偏差。

观测误差是指在观测水平线时，由于水平仪的不稳定性、观测者操作不当等原因引起的测量误差。

3.大气环境误差：大气温度、气压等因素对水准仪测量结果产生的误差。

这些因素会使光线的传播路径产生弯曲，从而影响视线的直线性。

4.地球曲率误差：地球是一个近似于球形的物体，因此地面并非完全平直。

在大范围的水准测量中，必须考虑地面的曲率对测量结果的影响。

二、水准测量注意事项：1.选择合适的水准仪：根据需要测量的精度要求、工作环境等因素选择合适的水准仪。

水准仪应具备高精度、稳定性好、易操作等特点。

2.进行仪器校准：在进行水准测量之前，应对水准仪进行校准，以保证仪器本身的精度。

校准应由专业人员进行，并根据需要进行定期校准。

3.选择适当的观测时机：测量时应选择光线明亮稳定的天气，尽量避免雨雾、阴天等恶劣天气；同时，也要注意避免高温、低温等极端环境对测量结果的影响。

4.保证测量点的稳定性：测量点应选择坚固、稳定的地面，避免土质松软、不稳定的地面，以保证测量结果的准确性。

5.观测水平线时要稳定：在观测水平线时，应将水准仪固定在坚实的三脚架上，并使用水平器进行调平。

观测者在操作时应避免身体晃动，保持稳定。

6.读数要精确：在读取水准仪上的示值时，应保持视觉的清晰与稳定，将目光与目标对准，并排除反射、折射等干扰因素。

精密水准测量中的误差摘要：：从精密水准测量所采用的仪器、工具及作业过程、外界条件等几个方面，分析了精密水准测量中系统误差对观测成果精度的影响，并提出了如何减弱这种影响的相应措施。

关键词：精密水准测量；系统误差Abstract: This paper studies the effect that is imposed by system errors upon the accuracy of observation results from the following aspects: the operation process, outside conditions, instruments and tools which are used in accurate leveling, it also proposes corresponding ways how to reduce this effect.Key words: accurate leveling; system error水准测量是确定地面点高程的最基本的一种测量方法，随着科学技术的发展，对地面点高程的精度要求也在不断提高。

求得地面点高精度的高程，精密、高精密水准测量是最可靠的方法。

与常规的水准测量一样，精密水准测量的误差来源主要有三个：仪器误差、观测者受自身条件限制而造成的人为误差又叫观测误差以及外界因素的影响。

测量误差按对观测成果影响的性质分为偶然误差与系统误差，其中仪器误差、外界因素的影响误差具有系统误差的性质，观测误差具有偶然误差的性质。

所谓的精密水准测量在我国就是指一、二等水准测量。

对精密水准测量中存在的各项误差进行分析，根据其对观测成果的影响规律，提出减弱或消除误差的措施是精密水准测量的主要工作。

在过去，由于受到仪器制造技术的限制，精密水准测量的误差分析主要集中于对偶然误差即观测误差的分析，而现在电子仪器的问世使水准测量的精度大大提高，同时基本上克服了过去水准观测过程中所存在的观测误差。

水准测量及其误差分析刘德军河南省遥感测绘院郑州邮编：450003摘要分析了水准测量的误差来源及其消除方法和水准测量计算关键词高差大地水准面高程异常重力异常水准测量在工程测量，大地测量等测绘工作中常常用到，其测量方法也较为简单易学，但水准测量中存在的误差如何消除，许多人不甚明了，本文主要谈谈水准测量概算及其误差分析。

一水准测量的误差来源及其消除方法1)［角的误差虽然经过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。

如图1所示：图1S前、S后为前后视距，由于存在［角，前后视标尺上的读数误差分别为i・S前/ p"和(i " / p ) • S后的影响为S s= ［i "• (S后-S前)］/ p 〃，对于两个水准点之间一个测段的高差总和的误差影响为刀s= i " / p (刀S后+刀St)由此可见，在［角不变的情况下，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角的影响可以得到消除。

但在实际测量中，前后视距不可能完全相等，所以规定，三等水准测量前后视距差应w 2.0m,累积差w 5.0m,这样在测量中对高差的影响小到可以忽略不计。

(2)?角误差当仪器不存在i角，则在仪器的垂直轴严格垂直时，交叉误差并影响在水准标尺上的读数，对水准测量并无不利影响。

但当仪器的垂直轴倾斜时，视准轴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，对交叉误差进行检验与校正。

(3)水准标尺每米长度误差的影响在水准测量中，特别是精密水准测量作业中，必须使用经过检验的水准标尺，假设f为水准标尺每米间隔平均真长误差，则对一个测站的观测高差h应加的改正数为对于一个测段来说刀S f = f刀h,刀f为一个测段各测站观测高差之和根据规定，当一对水准标尺每米长度的平均误差 f >± 0.02mm时就要对观测高差进行改正。

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。

i角误差 原因：水准管轴与视准轴不平行(i角)误差
措施：保持前、后视距相等。
04
04
01 仪器误差
水准尺误差
1）原因：水准尺分划不准确、尺长变化、尺身弯曲等原 因引起的水准尺误差,会影响水准测量的精度。
措施：水准尺须经过检验才能使用。
2）原因：一对水准尺的零点误差
措施：水准测段中测站数为偶数 的方法予以消除（偶数站测量）。
水平线 水准面
视线 p
措施：前后视距相等，可以消除该误差的影响。
பைடு நூலகம்
03 环境误差
日照及风力引起的误差
原因：光照会造成仪器各部分受热不均使轴线间的几何关系 发生改变、风大时会使仪器抖动、不易精平等都会引起误差。
措施：选择好的天气测量，给仪器打伞遮光等可以减弱消除该 误差的影响。
水准测量误差： 1.仪器误差 2.观测误差 3.环境误差 测量时要规范熟练操作，养成严谨、认真、细致
水平视线
措施：在水准尺上安装圆水准器，作业人员 认真扶尺，确保水准尺竖直。
03
环境误差
03 环境误差
水准仪升沉误差 原因：水准仪安置时受地质条件影响，产生仪器升沉。
措施：一测站“后—前—前—后”观测顺序，削弱仪器升沉影响。
03 环境误差
尺垫下沉误差 原因：转点处发生尺垫下沉，引起水准尺下沉，使下一站后视 读增大，引起高差误差。减小
δ
03
03
02
02
01
01
02
观测误差
02 观测误差
精平误差
原因： 管水准气泡居中误差。
分划值为20″/2mm
气泡偏离1/5格水准 视线的影响约为4″
距离为100m，对高 差读数的影响达到 2mm

一、仪器误差1 校正残余误差i角误差 (大于20″才需要校正 )，保持前、后视距相等。

2 水准尺误差检验水准尺每米间隔平均真长与名义长之差。

在一水准测段的观测中安排偶数个测站予以消除。

二、操作误差1 整平误差设分划值τ″ =20″/2mm，视线长为100m，气泡偏离居中位置0.5格由此引起的读数误差为5mm 。

每次读尺前应严格居中管水准气泡。

2 读数误差mm位数字——十字丝横丝在标尺厘米分划内位置估读望远镜内看到的横丝宽度相对厘米分划格宽度比例决定了估读的精度，读数误差与望远镜的放大倍数及视线长有关，视线愈长，读数误差愈大，规范规定，使用DS3水准仪进行四等水准测量时，视线长≤80m。

3视差水准尺像没有准确成在十字丝分划板上，造成眼睛的观察位置不同时，读出的标尺读数也不同，由此产生读数误差。

按操作规定进行目镜对光，物镜对光。

三、外界条件的影响1 仪器下沉和尺垫下沉仪器或水准尺安置在软土或植被上→产生下沉。

“后—前—前—后”的观测顺序，削弱仪器下沉的影响，往返观测取观测高差的中数，削弱尺垫下沉的影响。

2水准尺倾斜读数时，水准尺应竖直。

水准尺前后倾斜，在水准仪望远镜视场中不会察觉，由此引起的水准尺读数总是偏大。

视线高度愈大→误差就愈大。

在水准尺上安装圆水准器→保证尺子竖直。

3 地球曲率和大气折光影响•晴天，日光照射下，地面温度较高，•靠近地面的空气温度也较高，其密度较上层为稀。

•水准仪的水平视线离地面越近，光线折射越大。

•规范规定，三、四等水准测量，•应保证上、中、下三丝能读数，•二等水准测量则要求下丝读数≥0.3m。

4 风力影响•选择合适时间进行测量。

水准测量的误差与注意事项水准测量是一种测量地面高程差异的方法，常用于土木工程、建筑工程和地理测量等领域。

在进行水准测量时，需要注意一些误差来源和应对措施，以确保测量结果的准确性和可靠性。

一、水准测量误差的来源：1. 仪器误差：仪器的设计和制造可能存在系统性误差，例如气泡管、水准管的灵敏度不一致等。

2. 人为误差：操作人员在读数和操作仪器时可能产生的误差，例如不规范的操作方法、错误的读数等。

3. 大气条件误差：大气压力的变化会影响气泡管或水准管的测量结果，尤其在夏季温度较高时，会导致大气的膨胀，进而影响水准测量。

4. 地球曲率和折光误差：由于地球的曲率和大气介质的折射，水平线和视线之间可能存在一定角度的误差。

5. 地质条件误差：如在测量过程中遇到不均质地层，地面沉陷或隆起等地质异常情况，都会对测量结果产生一定的影响。

二、水准测量误差的注意事项：1. 选择适当的仪器：根据实际需要选择合适的水准仪和支架，确保仪器的灵敏度和精度符合测量要求。

2. 确保仪器准确校正：在进行测量之前，必须对仪器进行准确校正，以消除仪器本身的误差。

3. 规范操作方法：操作人员应该熟悉水准测量的操作规程和方法，并按照规程进行操作，减小操作误差的产生。

4. 控制观测环境：在测量过程中，应尽量避免大气压力的突然变化，避免测量时气压的显著变化对结果的影响。

5. 采用精确的读数方法：读数时应准确、稳定，避免不规范的读数方法和读数误差的产生。

6. 重复观测和检核：为了确保测量结果的准确性和可靠性，应进行多次观测和检核，以消除随机误差的影响。

7. 考虑地质条件：在进行水准测量时，应充分了解所在地区的地质情况，特别是可能影响水准测量的地质异常情况，并采取相应的措施进行纠正。

8. 数据处理和分析：在测量结束后，需要对所得到的测量数据进行处理和分析，采用适当的数学模型和方法对误差进行补偿和消除，以获得准确的高程差异结果。

三、水准测量误差的处理方法：1. 系统性误差的补偿：通过准确校正仪器、规范操作方法、选择适当的校正常数等方法，补偿仪器固有的系统性误差。

精密水准测量技术的误差分析与精度评定方法导言：精密水准测量技术在地理测量、建筑工程、道路工程等领域起着重要作用。

然而，由于测量中存在着各种误差，导致测量结果与真实值之间存在一定的差异。

因此，误差分析与精度评定是提高精密水准测量技术准确性和可靠性的关键环节。

本文将探讨精密水准测量技术的误差来源以及常用的精度评定方法，希望能够为相关领域的研究者和从业人员提供一定的参考。

一、误差来源分析在精密水准测量中，误差来源可以分为系统误差和随机误差两类。

系统误差主要由设备精度、仪器校正等因素引起，而随机误差则是各种不可控因素导致的结果。

1. 设备精度设备精度是指测量仪器或设备在使用过程中所固有的精度或误差。

例如，水准仪的检测精度、测量范围、自动调平性能等都会对测量结果产生影响。

2. 环境因素环境因素是指大气压力、温度变化、湿度等因素对测量造成的误差。

这些因素会导致大气折射率的变化，从而影响光线的传播和测量结果的准确性。

3. 人为因素人为因素是指测量操作员的技术水平、操作规范等对测量结果的影响。

例如，操作员在使用水准仪时未严格按照规定的操作程序进行操作，或在记录数据时出现错误等情况。

二、精度评定方法为了正确评估精密水准测量技术的准确性和可靠性，需要采用合适的精度评定方法。

下面将介绍两种常用的评定方法。

1. 精度指标评定方法精度指标评定方法是通过计算各种误差指标来评价测量结果的准确性。

其中，最常用的指标包括平均值、标准差、相对误差等。

通过计算这些指标，可以对测量结果的可靠性进行评估。

例如，对于水准测量中的高差测量，可通过计算各测站的高差观测值的平均值和标准差来评估测量结果的准确性。

平均值可以反映测量结果的总体趋势，而标准差则表示各观测值与平均值之间的差异程度，即反映了测量值的离散程度。

2. 精度满足度评定方法精度满足度评定方法是通过判断测量结果是否满足一定的精度要求来评价其准确性。

这种评定方法适用于那些需要满足特定精度标准的工程项目。

精密测角的误差来源及影响1）外界条件影响：（1）、大气密度的变化和大气透明度对目标成像质量的影响大气密度的变化对目标成像稳定性的影响大气透明度对目标成像清晰的影响选择有利的观测时间，一般晴天在日出1小时后的1～2小时内和下午3～4点钟到日落前1小时为最佳观测时间。

（2）、水平折光的影响视线避免靠近平行山坡，大河方向。

选择有利的观测时间。

（3）、照准目标的相位差采用微相位照准圆筒，上下午各观测半数测回（4）、温度变化对视准的影响采用按时间对称排列的观测程序观测。

上半测回顺时针，下半测回逆时针。

（5）、外界条件对觇标内架稳定性的影响：主要是温度变化造成。

采用按时间对称排列的观测程序观测。

上半测回顺时针，下半测回逆时针。

2）仪器误差的影响（1）水平度盘位移的影响：旋转时仪器弹性扭曲造成度盘微小位移。

上半测回顺时针，下半测回逆时针。

（2）照准部旋转不正确的影响：竖轴与轴套间隙过小或过大。

照准部偏心差，测微器行差。

重合法读数。

（3）照准部水平微动螺旋作用不正确的影响：测微器弹簧不能及时到位。

照准时，微动螺旋最后为旋进方向。

（4）、垂直微动螺旋作用不正确的影响照准时，不使用垂直微动，直接手动照准。

3）、照准和读数误差的影响认真操作，重合法读数，多测回观测。

5．精密测角的一般原则根据前面所讨论的各种因素对测角精度的影响规律，为了最大限度地减弱或消除各种误差的影响。

在精密测角时应遵循下列原则：①观测应在目标成像清晰、稳定的有利于观测的时间进行，以提高照准精度和减小旁折光的影响。

②观测前应认真调好焦距，消除视差。

在一测回的观测过程中不得重新调焦，以免引起视准轴的变动。

③各测回的起始方向应均匀地分配在水平度盘和测微分划尺的不同位置上．以消除或减弱度盘分划线和测微分划尺的分划误差的影响。

④在上、下半测回之间倒转望远镜，以消除和减弱视难轴误差、水平轴倾斜误差等影响，同时可以由盘左、盘右读数之差求得两倍视准误差2c，借以检核观测质量。

5.6精密水准测量的主要误差来源及其影响水准测量误差一般可分：1仪器误差⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧响两水准标尺零点差的影差水准标尺每米长度的误角角的影响视准轴与水准轴不平行ϕi 2外界因素⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧水准仪的影响磁场对补偿式自动安平响电磁场对水准测量的影垂直位移的影响尺台或尺垫仪器和水准标尺大气垂直折光的影响角的影响温度变化对)(i3观测误差5.6.1视准轴与水准轴不平行的误差 1 i 角的误差影响⑴与视距成正比。

⑵一个测站的影响：ρδ''-''=1)(前后s s i s （5-24）⑶一个测段的影响： ∑∑∑''-''=ρδ1)(前后s s i s （5-25） ⑷视距差的规定，视距累积差的规定 设i=15//,δs =0.1mm 由(5-24)()m is s s 4.1≈''''≤-ρδ前后2φ角误差的影响3温度变化对i 角的影响在观测的较短时间内，由于受温度的影响，i 角与时间成比例地均匀变化，采用观测方法：奇数站：后（基）——前（基）——前（辅）——后（辅） 偶数站：前（基）——后（基）——后（辅）——前（辅） 5.6.2水准标尺长度误差的影响 1水准标尺每米长度误差的影响 f 水准标尺每米间隔平均真长误差对一个测站高差应加的改正数 hf f =δ （5-26） 对一个测段高差应加的改正数 ∑∑=h f fδ（5-27）2两水准标尺零点差的影响a 标尺零点差为Δa ，b 标尺零点差为Δb.()()()()()()a b a b a a b b h b a b a b b a a h ∆-∆--=∆--∆-=∆+∆--=∆--∆-=22223.211112.1偶数站，5.6.3仪器和水准标尺（尺台或尺桩）垂直位移的影响 1仪器下沉设为奇数站：后（基）a1—前（基）b1—前（辅）b2—后（辅）a2 基面求得高差1111)11(111d h d b a d b a h -'=--=+-= 辅面求得高差2222)12()212(22d h d b a d d b d d d a h +'=+-=++-+++= 高差平均()()212221d d h h h -+'+'=如果仪器下沉（或上升）与时间成正比则， 2水准标尺（尺台或尺桩）下沉往测 ∑∑-'=-'=--='=-=xh h x h x b a h h b a h 往1122112211 返测 ∑∑-''=-''=--=''=-=yh h y h y b a h h b a h 返1144334433往返平均高差22∑∑∑∑--''-'=y x h h h 进行往返测，高差取平均后水准标尺（尺台或尺桩）下沉的误差影响可大大减少。