水准测量误差来源-地形测量技术中最重要的学习单元

在进行水准测量工作中，由于人的感觉器官反映的差异，仪器和自然条件等的影响，使测量成果不可避免的产生误差，因此应对产生的误差进行分析，并采用适当的措施和方法，尽可能消除或减少误差，使测量的精度符合要求。水准测量误差有下列几个方面：

1.仪器误差

（1）仪器误差。测量时，即使已经进行了仪器的检验和校正，但是仍然会存在误差，一方面是因为仪器在制造过程中就存在制造缺陷误差，这项误差是无法进行消除的；另一方面是检验和校正后的残余误差。在这些误差中，影响最大的就是水准管轴与视准轴不平行的误差，这项误差可通过后视与前视距离相等予以消除。

（2）水准尺误差。水准尺的尺长变化、尺刻划不准确，都会给在水准测量读数带来误差。

2.观测误差

（1）水准管气泡居中的误差。水准管气泡居中是用眼睛来判断的。由于眼睛分辨力的限制，气泡可能并没有严格居中，存在着水准管气泡居中的误差。

（2）读数误差。产生读数误差的原因有：视差的存在和估读毫米产生的误差。存在视差应重新进行目镜和物镜对光，消除视差。水准尺一般为厘米分划，估读毫米产生的误差与望远镜的放大倍数和尺子到仪器的距离有关。望远镜放大倍数大，距离近，尺像就大，估读就准确；反之，估读误差就大。所以，放大率为20倍的望远镜，视线距离以不超过75m为宜。(www.xing528.com)

（3）水准尺倾斜误差。水准尺是否竖直，影响到水准测量读数的精度。尺子倾斜，将使读数值增大，其误差值为b1（1-cosα），如图1.27所示，b1为尺倾斜α角度的读数值。若尺子倾斜3°，在水准尺1m处读数时将产生1.4mm的误差；在2.5m处将产生3.4mm的误差。尺子倾斜而引起的误差与尺子倾斜的大小及视线截尺的高度有关。为了减小扶尺不竖直而产生的读数误差，可在水准尺上安置圆水准器，使尺子竖直与否得以更好地判断。

图1.27　水准尺倾斜误差

3.外界因素的影响

（1）仪器下沉和尺垫下沉的误差。土质疏松，仪器、尺子的重量，可能会使仪器、尺垫下沉；土壤的弹性，也会使仪器、尺垫上升。要消除或减少仪器下沉误差的影响，应选择稳固的地方安置仪器，脚架尖入土稳定，在观测过程中不要用手扶脚架，缩短观测时间也可以减少仪器下沉误差的影响。在精度要求高的测量中，也可以应用双面尺法进行观测，观测的顺序是黑面后视、黑面前视，然后是红面前视、红面后视。计算黑面尺与红面尺的高差，取其平均值，可减少或消除此项误差影响。

转点的位置应放尺垫。当观测转点的前视读数后，仪器搬至下一站时，若尺垫下沉（或上升），对该点的后视读数增大，使测量的高差增加。为了减少尺垫下沉误差的影响，应选择坚固稳定的地方作转点，使用尺垫时要用力踏实，在观测过程中保护好转点位置，精度要求高时也可通过往返观测取平均值来减少其误差的影响。

（2）地球曲率和大气折光的影响。对于地球曲率和大气折光的影响，可采用使后视与前视距离相等的方法，减小误差；若视线离地面过低，受折光的影响有所增加，故一般应使视线离地面的高度不少于0.2m。