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浅析水准测量误差控制

2014-02-18刘坤

城市建设理论研究 2014年5期
关键词:水准测量测量误差读数

刘坤

摘要:本文作者从水准测量的误差的分析着手,分析了水准测量产生误差的原因,探讨了对水准测量误差控制的方法,目的是为水准测量的实施提供指导和借鉴,进而推进测量工作的有效开展。

关键字:水准测量;精确度;误差控制

中图分类号:P224.1文献标识码: A

水准测量作为一种常用的测量方法,需要对其误差进行控制,这就需要测量工作人员提高自身的修养,具备较高的专业技能和工作水平,同时规范测量工作,实现对误差的有效控制,进而提高水准测量的准确度,为后期工作奠定坚实的基础。

1 水准测量的误差

作为确定地面点高程的一个重要的方法,水准测量在测量工作中发挥着重要的作用,具有较高的精度。水准测量是在几何原理的指导下,借助水准仪、水准尺和尺垫作为基本工具对两点间的高差进行的测量。在水准测量工作中,不可避免会受到多个因素的影响,导致误差的出现,这就需要找出误差出现的原因,并采取有针对性的措施,对误差进行控制,进而保证测量工作的精确性。

在进行水准测量时,会受到多个因素的影响,进而产生一定的测量误差,对测量工作以及施工工作带来严重的影响,这就需要对误差产生的原因进行有效的分析,得出误差产生的主要原因,进而为水准误差测量的控制提供正确的基础资料。一般而言,在利用水准测量进行测量工作时,误差的产生主要包括以下几个方面:

1.1 仪表误差

在水准测量中出现的误差,最主要的原因是仪表的误差,由于在水准测量中的仪表较多,主要包括以下几个方面的内容:

1.1.1 望远镜视准轴与水准轴不平衡

如果在进行水准测量时,视准轴如果与水准管轴不平衡,会对投影到交角的值造成影响,即使进行了相应的纠正工作,但是难以实现两轴的平衡,进而导致了残余的误差。这样就使得水准管中的气泡处于中间位置,使望远镜的视准轴倾斜,进而产生了读数的误差,并且这种误差会随着视距长度的增加而加大。

1.1.2 水准尺的误差

在水准仪表的误差中,由水准尺的误差是不可忽视的一个环节,主要是由尺长误差、刻华误差以及零点差,前者是由于水准尺的长度不准确,而刻划差则是由刻度划分不均匀引起的,对于零点差而言,误差产生是因为零度刻划不准确引起的。

1.2 观测误差

除了测量仪表会引起误差以外,观测误差也不容忽视,对测量的准确性有着重要的影响作用,一般而言,包括以下几个环节的观测误差:

1.2.1 水准管中的气泡居中的误差

由于在进行水准观测时,没有使气泡居于水准管的中间,致使望远镜的视准轴发生倾斜,这样就会出现读数的误差,这种误差受到水准管的灵敏度与视线长度的影响。

1.2.2 对水准尺估读的误差

望远镜的放大倍数以及视线长度对水准尺的估读有着重要的影响,由于这两个方面的操作不符合规定的要求,就会引起水准尺估读的误差。

1.2.3 视差引起的误差

在进行水准测量是,通常会因为视觉的差别引起测量的误差,主要是因为十字丝平面与水准的尺影是不重合的,这样眼睛位置不同就会读出不同的数据,进而产生读数的误差。

1.2.4 水准尺的倾斜误差

在使用水准尺进行测量时,容易出现水准尺的倾斜,并且如果其倾斜方向与视线的方向是一致的话,不易觉察到,这样就容易引起测量的误差,并且水准尺倾斜越厉害,产生的误差就会越大。

1.3 外界影响下的误差

在利用水准测量方法时,会受到多种外界条件的影响,并容易引起误差,一般而言,由外界条件引起的误差主要有以下几个方面:

1.3.1 仪器的下沉引起的误差

在水准测量中,仪器下沉引起的误差是常见误差之一,主要是受到仪器安置环境的影响,特别是安置在土质松软的地方,导致脚架不密实,在测量过程中受到各种人为因素的影响以及自身的重力作用下,很容易出现下沉。同时这种误差的引起是积累性,需要采取相应的措施,避免下沉引起的误差。

1.3.2 转点下沉引起的误差

同仪器下沉的原理一样,转点也会出现下沉的现象,对测量数据的准确性产生了重要的影响。

1.3.3 自然因素的影响

由于水准测量大都是在外界的环境中进行的,不可避免的测量结果会受到各种自然环境的影响,其中地球的曲率以及光的折射便是很重要的影响,因为在水准测量中,即使是在对较低的高程进行测量时,单纯的将其看做是水平面,就会产生很大的误差。同时大气的折光作用会对视线造成很大的影响,会使读数减小,并且视线距离地面的距离与折射程度成正比例关系。

此外,水准测量工作的开展还需要依赖于具有专业技术的操作人员,但是在实际的测量工作中,存在着测量工作人员素质低,缺乏专业知识和技能水平,对仪器设备的使用不合理,严重的影响了测量的准确性,产生了测量的误差,不利于为后期工作奠定基础。

2 对水准测量误差的控制

鉴于在测量工作中,水准测量是一种普遍的常用的方法,其测量的准确性和精确度,对后期的设计和施工工作有着至关重要的影响,因此需要对测量中的误差进行分析,查找出现误差的原因,并采取有针对性的措施,将水准测量的误差控制在一定范围以内,进而为后期工作的开展奠定坚实的基础,提供有力的保障。

2.1 对仪表误差的控制

为了实现对仪表误差的有效控制,需要对测量工作进行严格的规定,确保各项测量环节以及仪器设备符合规定的要求。在进行测量时,要确保视准轴如果与水准管轴处于平衡的状态,并确保气泡位于水准管的中间位置,进而将水准测量的前后视距差控制在一定的范围内。除此之外,为了控制水准尺的误差,需要对水准尺进行严格的检查,避免使用存在误差的标尺,对于零点误差的控制可以将每一段的测站数设定为偶数,进而消除零点差的影响。同时在进行水准测量时,要用经过检验的水准尺,同时还可以利用两个不同的水准尺,进行交换使用,不仅消除了误差,还减小了刻划误差和尺长误差的影响。

2.2 对观测误差的控制

为了对观测的误差进行控制,首先需要将气泡控制在水准管的中间位置,并且对视线的长度进行有效的限制,进而消除由气泡居中的误差。其次,要在测量工作中,规定好望远镜放大倍数以及最大视线长度,确保估读的精确性。同时为了消除视差造成的误差,需要在每一次读数之前进行控制,可以通过物镜的对光的方式实现。可见,要对观测的误差进行控制,需要保证各项读数操作符合规定的要求,纠正测量工作中的失误,进而提高测量的准确性。

2.3 对外界环境引起误差的控制

在水准测量中,外界环境引起的误差有时候难以避免,但是可以通过有效的方式进行控制,进而减少测量误差的发生。例如为了避免仪器和转点下沉引起的误差,可以在进行测量工作时,选择坚实的地点作为仪器设备安装的地点,做到脚架踏实,提高观测速度,同时要对气候温度等自然情况进行研究和分析,特别是冻土或者是沼泽地区。对于转点的下沉,可以通过使用垫尺的方法,保证用力踏实,此外,也可取往返观测结果的平均值来抵消一部分的影响。

同时,为了避免地球曲线和折光的误差,视线距离地面的角度不应小于0.3m。地球曲率和大气折光的影响,可采用中间法来消除。此外,应选择有利的时间,一日之中,上午IO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。

参考文献:

[1] 于春娟.水准测量误差分析及注意事项[J].内江科技,2009,(01).

[2] 慕永灯.论水准测量误差的来源及控制[J].山西建筑,2011,(21).

[3] 孙志先,姜涛.水准测量误差产生的原因及消减方法[J].水利天地,2009,(12).

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