摘要：水準測量是采用幾何原理，利用水平視線(xiàn)測定兩點(diǎn)間高差。公路工程測量過(guò)程中會(huì )出現各種誤差，本文簡(jiǎn)要的分析水準測量的誤差及控制方法。

　　關(guān)鍵詞：水準測量；誤差；控制

　　一、概述

　　公路工程水準測量是采用幾何原理，利用水平視線(xiàn)測定兩點(diǎn)間高差，儀器使用水準儀，工具是水準尺和尺墊。公路工程測量一般都使用微傾式自動(dòng)安平水準儀，每公里精度能達到3mm，水準儀在一個(gè)測站的基本程序是：安置儀器，粗略整平，瞄準水準尺精平和讀數，在每一測段測定完后復核結果。同一施工路線(xiàn)采用同一個(gè)高程系統測量方法是基平與中平同時(shí)測量，兩臺水準儀同時(shí)觀(guān)測一個(gè)水準尺，間視和轉點(diǎn)由兩個(gè)人立水準尺。兩臺水準儀總是同時(shí)觀(guān)測一個(gè)水準尺進(jìn)行讀數，一個(gè)水準點(diǎn)段測完后，進(jìn)行檢核，每一測站如果沒(méi)有檢查和復核，將為誤差的積累創(chuàng )造條件，容易返工，耽誤時(shí)間，浪費人力，在工程實(shí)踐中，這一方法經(jīng)常出現錯誤�，F在我們將水準點(diǎn)與中樁分開(kāi)觀(guān)測，水準點(diǎn)觀(guān)測采取往返測量，成果整理要求高差閉合差fh容（fh容=∑h往∑h返）達到平原微丘地區影響水準測量精度的主要因素是水準路線(xiàn)的長(cháng)度，長(cháng)度越長(cháng)，精度越低，山區則是測站，測站越多，精度越低。

　　二、水準測量的誤差分析及控制

　　水準測量誤差產(chǎn)生有儀器誤差，觀(guān)測誤差和外界條件的影響三個(gè)方面。

　　1.儀器誤差。準儀的望遠鏡視準軸不平行于水準管軸所產(chǎn)生的誤差；儀器雖在測量前經(jīng)過(guò)校正，但仍會(huì )在殘余誤差，因此造成水準管氣泡居中，水準管軸居于水平位置，而望遠鏡視準軸卻發(fā)生傾斜，致使讀數誤差。這種誤差與視距長(cháng)度成正比，觀(guān)測時(shí)可通過(guò)中間法（前后視距相等）和距離補償法（前視距離和等于后視距離總和）消除。中間法在實(shí)際操作過(guò)程中立尺人是關(guān)鍵，可采用普通皮尺測定距離之后立尺。而補償法卻不易操作。另外有水準尺誤差：水準尺誤差有尺長(cháng)誤差（尺子長(cháng)度不準確），刻劃誤差（尺上的分劃不均勻）和零點(diǎn)差（尺的零刻劃位置不準確），三種情況組成。施工測量前對所使用的水準尺進(jìn)行檢查，盡可能不使用尺長(cháng)誤差和刻劃誤差的標尺，如只能使用應找出誤差特點(diǎn)，進(jìn)行數據修正后進(jìn)行使用，對于尺的零誤差，控制方法可通過(guò)在一個(gè)水準測段內，交替輪換使用兩根水準尺（本測站用作視尺，下測站用作前視尺），并把測段站數目布設成偶數，以在高差中相互抵消，同時(shí)可減弱刻劃誤差和尺長(cháng)誤差的影響。

　　2.觀(guān)測誤差。

　�。�1）符合水準管氣泡居中的誤差：由于符合水準氣泡未能做到嚴格居中，造成望遠鏡視準軸傾斜面，產(chǎn)生讀數誤差。讀數誤差的大小與水準管的靈敏度有關(guān)，景要是水準管分劃值J的大小。此外，讀數誤差與視線(xiàn)長(cháng)度成正比，水準管居中誤差一般認為是0.1.J，根據人公式m居=0.1.s/p，因此只要觀(guān)測時(shí)符合水準管氣泡能夠認真仔細進(jìn)行居中，且對視線(xiàn)長(cháng)度加以限制，與中間法一致，此誤差可消除。

　�。�2）視差的影響當存在視差時(shí)，尺像與十字絲平面不重合，觀(guān)測時(shí)眼睛所在的位置不同，讀數也不同，產(chǎn)生讀數誤差。所以在讀數前，要進(jìn)行仔細物鏡對光，消除視差。

　�。�3）水準尺的傾斜誤差水準尺如果是向視線(xiàn)的在右傾斜，觀(guān)測時(shí)通過(guò)望遠鏡十字絲很容易察覺(jué)。尺子傾斜總是使尺上讀數增大，它對讀數的影響與尺的傾斜角和尺上讀數的大�。�即視線(xiàn)距地面主高度）有關(guān)。尺的傾斜角越大，對讀數的影響也越大；尺上讀數越大，對讀數的影響就越大。所產(chǎn)生的讀數誤差為△a=（1-r）當r=30，a=1.5時(shí)，△a=2㎜.因此，此項影響是不容忽視的。通常我們立鏡高度是1.6m～1.7m，則△a就超過(guò)2㎜以上，因此，在施工測量中，一定要認真立尺，使尺處于鉛垂位置尺上有圓水準的應使氣泡居中。

　　3.外界條件的影響。用水平面代替水準面對高程的影響，可以用公式△h=D2/（2R）表式：地球半徑R=6371km，當D=75m時(shí)，△h=0.44㎝；當D=100m時(shí)，△h=0.08㎝時(shí)；當D=500m時(shí)，△h=2㎝時(shí)，當D=1km時(shí)，△h=8㎝；當D=2km時(shí)，△h=31㎝.顯然，以水平面代替水準面時(shí)，高程所產(chǎn)生的誤差要遠大于測量高程的誤差，所以，對于高程而言，即使距離很短，也不能將水準面當作水平面，一定要考慮地球曲率對高程的影響，實(shí)測中可采用中間法消除。大氣折光使視線(xiàn)成為一條曲率為地球半徑7倍的曲線(xiàn)，使讀數減小，可用公式△h=D/2（2×7R）表示，視線(xiàn)離地面越近，折射越大，因此視線(xiàn)距離地面的角度不應小于0.3m，并且其影響也可用中間法消除或減弱，應避開(kāi)光照強烈的中午時(shí)間。此外，應選擇有利的時(shí)間，一日之中，上午10時(shí)至下午4時(shí)這段時(shí)間大氣比較穩定，便于消除大氣折光的影響，但在中午前后觀(guān)測時(shí)，尺像會(huì )有跳動(dòng)，影響讀數，應避開(kāi)這段時(shí)間，陰天、有微風(fēng)的天氣可全天觀(guān)測。

　　儀器下沉是指在一測站上讀的后視讀數和前視讀之間儀器發(fā)生下沉，使得前視讀數減小，算得的高差增大。為減弱其影響，當采用雙面尺法或變更儀器高法時(shí)，第一次是讀后視讀數再讀前視讀數，而第二次則先讀前視讀數再讀后視讀數。即“后、前、前、后”的觀(guān)測程序。這樣的兩次高差的平均值即可消除或減弱儀器下沉的影響。

　　水準尺下沉的誤差是指儀器在遷過(guò)程中，轉點(diǎn)發(fā)生下沉，使遷站后的后視讀數增大，算得的高差也增大。如果采取往返測，往測高差增大，返測高差減小，所以取往返高差的平均值，可以減弱水準尺下沉的影響。最有效的方法是應用尺墊，在轉點(diǎn)的地方必須放置尺墊，并將其踩實(shí)，以防止水準尺在觀(guān)測過(guò)程中下沉。

　　三、結語(yǔ)

　　減小和消除誤差的方法都是以增加時(shí)間或采取更多的步驟為代價(jià)。在測量中操作熟練，才能提高觀(guān)測的速度，采取規范的辦法，嚴格執行正確步驟，司儀與立尺互相配合，才能得到正確結果。只有認真細心，反復校核，相信測量誤差會(huì )減小到最低。

　　參考文獻：

　　[1]鐘孝順，聶讓。測量學(xué)。北京：人民交通出版社，2005，8