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广东省国土资源测绘院 广东 广州 510500
【摘 要】由于水准测量在社会生活中的到越来越广泛的应用，对于测量中存在的问题及控制也引发了人们越来越多的关注。通过对水准测量的误差分析和控制可以有效的解决施工中存在的问题，防止了设计施工过程中的路线断面等情况，对于设计施工具有深远的意义。同时水准测量对社会生活具有良好现实意义，但是也存在着很多的不完善性，对于其误差的控制和消除成为完善水准测量的首要任务。在测量和观测的过程中应该严格按照规范要求并在测量中吸取经验、实事求是，熟练地掌握测量的相关知识，同时运用正确的测量方法才能确保测量的精度，得到正确的结论。
【关键词】水准测量；误差来源；控制措施
引言：水准测量广泛应用于各个工程的施工之中，对水准误差的合理分析与有效控制，可以解决工程施工过程中的一此常见问题亦或是杜绝了许多安全隐患，预防路线断而等情况，对工程施工有着重要的影响。故而在实际的水准测量过程中要着重分析好误差的来源，以便有效控制测量误差，以求工程精准化。本文以水准测量为切入点，通过分析水准测量误差来源，提出合理控制误差的相关措施。
1.水准测量概述
1.1水准测量的概念介绍。水准测量是测绘作业中重要内容，而所谓的水准测量是指利用水准尺与水准仪等工具，测量地面上两点间高差的一种测量方法，又叫做几何水准测量。
1.2测量方法。水准测量的基本原理来源于几何知识，即依照水准仪提供的水平视线观测竖立在两点上的水准标尺以测定两点间的高差。换句话说，水平观测水准尺来测定高差。在实际的测绘水准测量过程中，要求在地面的两个待测点之间安放水准仪，观测竖立在两待测点上的水准尺，根据水准尺上的具体读数，对两点间的高差进行推算。由于不同高程的水准而不平行，加之高差在推算过程中存在着误差，使得两点高差测量结果与实际的结果有所偏离，如若偏离程度在允许的范围之外，就会对工程作业造成较大的影响，故而水准测量误差一定要控制在合理的范围之内，以求得正确的高程。
2.水准测量的误差来源分析与控制方法
水准测量的误差来源主要包括仪器误差、外部条件引起的误差以及人为误差三个方面。
2.1仪器误差
2.1水准仪的误差
一是制造误差，即仪器在制造过程中就存在制造缺陷，这项误差是无法消除的；二是i角誤差。水准仪的水准管轴在空间平行于望远镜的视准轴时，它们在竖直面上的投影是平行的，若两轴不平行，则在竖直面上的投影也不平行，其交角i称为i角误差。i角误差与视距长度成正比。测量时可通过中间法（前后视距相等）和距离补偿法（前视距离和等于后视距离和）消除。
2.2水准尺的误差
首先水准尺的分划不精确、尺长发生变化、尺身弯曲都会给读数造成误差。此外，由于水准尺长期使用导致尺底端零点磨损，或者是水准尺的底端沾上泥土改变了水准尺的零点位置。可以通过在一水准测段中把两支水淮尺交替作为前后视读数，并把测站数布设成偶数站来减弱零点改变、刻画误差和尺长误差的影响。
2.2外界条件的影响的误差
2.2.1仪器下沉（或上升）所引起的误差。仪器下沉（或上升）的速度与时间成正比。为了减弱此项误差的影响，可以在同一测站进行第二次观测，而且第二次观测应先读前视读数，再读后视读数，取两次高差的平均值。
2.2.2水准尺下沉（或上升）引起的误差是指仪器在迁站过程中，转点发生下沉（或上升），使迁站后的后视读数增大（或减小），算得的高差也增大（或减小），往测和返测时水准尺下沉（或上升）量是相同的，由于误差符号相同，而往测和返测高差符号相反，因此取往测和返测高差的平均值可消除其影响。
2.2.3地球曲率及大气折光引起的误差。
由于愈靠近地面空气密度愈大，视线通过不同密度的介质而产生折射，所以实际上视线并不水平而是呈弯曲状，这就是大气折光的影响。在平坦地区测量，如果前、后视距离相等，距离地面的高度也大致相同，则折光影响相同，视线弯曲程度也相同，在高差计算中就可以消除这种误差影响。当水准测量通过一个较长的坡度时，由于前视视线离地面的高度总是大于（或小于）后视视线离地面的高度，这时，垂直折光对高差就会产生系统性质误差影响。为了减弱垂直折光对观测高差的影响，应使前后视距尽量相等，并使视线离地面有足够的高度，在坡度较大的水准路线上进行作业时也应适当缩短视距。
2.2.4温度对水准测量的影响主要表现在两方面。一是对大气折光的影响。白天近地面空气温度高，密度低，弯曲的光线凹面向上，晚上近地面空气温度低，密度高，弯曲的光线凹面向下。二是温差使空气处于频繁的运动中，形成不规则的湍流，使视线抖动，增大观测误差。要减弱温度对观测误差的影响，观测时间应选在上午日出后30分开始，至中天前1.5小时止，下午自中天后3小时起到日落前30分止。可按地区、季节及气象情况适当变通。
2.3人为误差
水准测量需要仪器配合人力来完成，而人力产生的误差主要是观测误差。在实际的测量过程中，观测误差主要是受到观测人员自身素质、人眼判断能力，估读能力等条件的限制，使得测量过程中产生观测误差。其具体分析如下。
2.3.1整平误差。在水准测量过程中，通常会发生气泡不居中现象。如果水平气泡与符合气泡没有居于水准管中间，就会使得望远镜的视准轴发生倾斜，造成读数误差。
2.3.2视差误差。不同的观测者，人眼判断力也不同，视差也各不相同。十字丝平面与水准的尺影不重合，就会由于视差因素导致读数误差。
2.3.3估读误差。在人为读数时，需要对水准尺进行估读。此时就对观测者的估读能力有一定的要求，尤其是对望远镜的放大倍数以及视线长度，要严格进行估读。若望远镜放大倍数较小或视线较长，尺子成像小，并显得不够清晰，照准误差和估读误差都将增大。 3.合理控制水准测量误差
上文已述，在实际的水准测量过程中存在着较多误差，对测量结果准确性造成较大的影响，进而影响了工程施工。所以，水准误差分析固然重要，合理控制更为重要。以下是具体的控制误差措施分析。
1.确保相关仪器的精准性。相比于其他因素对水准测量的影响，仪器误差的控制更为困难。首先，在仪器的购买过程中，要选择质量优良，精准度较高的仪器。其次，在使用过程中，要求观测者娴熟调试仪器时，在校准、调焦时要正确操作。不仅如此，还要特别注意仪器的保存情况，避免放置恶劣环境中影响仪器精准性。2.合理把握人为可控因素。人为可控因素占据水准测量误差来源的人部分比例，故而，要合理控制测量误差，就要切实把握好对人为可控因素的控制。这就要求观测者在观测过程中，要将微倾螺旋稍微旋转使其水准管气泡严格居中，尽可能的控制好视线长度。在读数之前先对物镜和目镜进行仔细的调对，调对的结果是保证直到眼睛在其上微动时看到的读数是不变的。在读数时，要对目镜的光螺旋进行反复调整，使得十字丝的清晰度达到相应的等级。
3.減小外界因素的影响。外界因素对测量结果的影响具有不可控性，所以在控制误差方面，只能减小外界因素给水准测量带来的影响。考虑到温度的影响，在实际的水准测量中，要避免在严寒酷暑中进行。考虑到地球曲率因素的影响，可将测量的前、后视线长度进行等量处理，可以消除一定的误差。考虑到大气折光对视线的影响，要求视线高出地面50cm进行测量。
4.结论
水准测量对于我国的社会生活发展来说，有着极其重要的作用。但是依据大量的实际情况来看这其中也依然存在着相当一部分不完善性以及缺陷。针对这方面来进行控制和完善是确保水准测量精准度的一个关键。在进行观测、测量的过程中务必要严格遵守相应的规范来执行测量工作，并且不断对自身的相关理论知识进行掌握，进行运用。最大限度的确保测量所具有的精确度，这对于我国的水准测量发展来说起到了至关重要的作用。
参考文献：
[1]张振林，白怀明，张玲霞.水准测量精度影响因素及改进措施[J].山东水利，2011（05）.
[2]王进涛.蒋红妍.浅议公路工程水准测量中的误差与错误[J].今日科苑，2009.
[3]王长栓.浅析水准测量的误差来源及控制方法[J].全国测绘科技信息网中南分网第二十三次学术交流会论文集.2009年.
[4]吴刚.徐招星.刘皓.水准测量的总结探讨[J].中国测绘学会2006年学术年会论文集.2006年.
[5]李振.浅析水准测量的误差原因及控制方法[J].黑龙江科技信息，2009年13期.
【摘 要】由于水准测量在社会生活中的到越来越广泛的应用，对于测量中存在的问题及控制也引发了人们越来越多的关注。通过对水准测量的误差分析和控制可以有效的解决施工中存在的问题，防止了设计施工过程中的路线断面等情况，对于设计施工具有深远的意义。同时水准测量对社会生活具有良好现实意义，但是也存在着很多的不完善性，对于其误差的控制和消除成为完善水准测量的首要任务。在测量和观测的过程中应该严格按照规范要求并在测量中吸取经验、实事求是，熟练地掌握测量的相关知识，同时运用正确的测量方法才能确保测量的精度，得到正确的结论。
【关键词】水准测量；误差来源；控制措施
引言：水准测量广泛应用于各个工程的施工之中，对水准误差的合理分析与有效控制，可以解决工程施工过程中的一此常见问题亦或是杜绝了许多安全隐患，预防路线断而等情况，对工程施工有着重要的影响。故而在实际的水准测量过程中要着重分析好误差的来源，以便有效控制测量误差，以求工程精准化。本文以水准测量为切入点，通过分析水准测量误差来源，提出合理控制误差的相关措施。
1.水准测量概述
1.1水准测量的概念介绍。水准测量是测绘作业中重要内容，而所谓的水准测量是指利用水准尺与水准仪等工具，测量地面上两点间高差的一种测量方法，又叫做几何水准测量。
1.2测量方法。水准测量的基本原理来源于几何知识，即依照水准仪提供的水平视线观测竖立在两点上的水准标尺以测定两点间的高差。换句话说，水平观测水准尺来测定高差。在实际的测绘水准测量过程中，要求在地面的两个待测点之间安放水准仪，观测竖立在两待测点上的水准尺，根据水准尺上的具体读数，对两点间的高差进行推算。由于不同高程的水准而不平行，加之高差在推算过程中存在着误差，使得两点高差测量结果与实际的结果有所偏离，如若偏离程度在允许的范围之外，就会对工程作业造成较大的影响，故而水准测量误差一定要控制在合理的范围之内，以求得正确的高程。
2.水准测量的误差来源分析与控制方法
水准测量的误差来源主要包括仪器误差、外部条件引起的误差以及人为误差三个方面。
2.1仪器误差
2.1水准仪的误差
一是制造误差，即仪器在制造过程中就存在制造缺陷，这项误差是无法消除的；二是i角誤差。水准仪的水准管轴在空间平行于望远镜的视准轴时，它们在竖直面上的投影是平行的，若两轴不平行，则在竖直面上的投影也不平行，其交角i称为i角误差。i角误差与视距长度成正比。测量时可通过中间法（前后视距相等）和距离补偿法（前视距离和等于后视距离和）消除。
2.2水准尺的误差
首先水准尺的分划不精确、尺长发生变化、尺身弯曲都会给读数造成误差。此外，由于水准尺长期使用导致尺底端零点磨损，或者是水准尺的底端沾上泥土改变了水准尺的零点位置。可以通过在一水准测段中把两支水淮尺交替作为前后视读数，并把测站数布设成偶数站来减弱零点改变、刻画误差和尺长误差的影响。
2.2外界条件的影响的误差
2.2.1仪器下沉（或上升）所引起的误差。仪器下沉（或上升）的速度与时间成正比。为了减弱此项误差的影响，可以在同一测站进行第二次观测，而且第二次观测应先读前视读数，再读后视读数，取两次高差的平均值。
2.2.2水准尺下沉（或上升）引起的误差是指仪器在迁站过程中，转点发生下沉（或上升），使迁站后的后视读数增大（或减小），算得的高差也增大（或减小），往测和返测时水准尺下沉（或上升）量是相同的，由于误差符号相同，而往测和返测高差符号相反，因此取往测和返测高差的平均值可消除其影响。
2.2.3地球曲率及大气折光引起的误差。
由于愈靠近地面空气密度愈大，视线通过不同密度的介质而产生折射，所以实际上视线并不水平而是呈弯曲状，这就是大气折光的影响。在平坦地区测量，如果前、后视距离相等，距离地面的高度也大致相同，则折光影响相同，视线弯曲程度也相同，在高差计算中就可以消除这种误差影响。当水准测量通过一个较长的坡度时，由于前视视线离地面的高度总是大于（或小于）后视视线离地面的高度，这时，垂直折光对高差就会产生系统性质误差影响。为了减弱垂直折光对观测高差的影响，应使前后视距尽量相等，并使视线离地面有足够的高度，在坡度较大的水准路线上进行作业时也应适当缩短视距。
2.2.4温度对水准测量的影响主要表现在两方面。一是对大气折光的影响。白天近地面空气温度高，密度低，弯曲的光线凹面向上，晚上近地面空气温度低，密度高，弯曲的光线凹面向下。二是温差使空气处于频繁的运动中，形成不规则的湍流，使视线抖动，增大观测误差。要减弱温度对观测误差的影响，观测时间应选在上午日出后30分开始，至中天前1.5小时止，下午自中天后3小时起到日落前30分止。可按地区、季节及气象情况适当变通。
2.3人为误差
水准测量需要仪器配合人力来完成，而人力产生的误差主要是观测误差。在实际的测量过程中，观测误差主要是受到观测人员自身素质、人眼判断能力，估读能力等条件的限制，使得测量过程中产生观测误差。其具体分析如下。
2.3.1整平误差。在水准测量过程中，通常会发生气泡不居中现象。如果水平气泡与符合气泡没有居于水准管中间，就会使得望远镜的视准轴发生倾斜，造成读数误差。
2.3.2视差误差。不同的观测者，人眼判断力也不同，视差也各不相同。十字丝平面与水准的尺影不重合，就会由于视差因素导致读数误差。
2.3.3估读误差。在人为读数时，需要对水准尺进行估读。此时就对观测者的估读能力有一定的要求，尤其是对望远镜的放大倍数以及视线长度，要严格进行估读。若望远镜放大倍数较小或视线较长，尺子成像小，并显得不够清晰，照准误差和估读误差都将增大。 3.合理控制水准测量误差
上文已述，在实际的水准测量过程中存在着较多误差，对测量结果准确性造成较大的影响，进而影响了工程施工。所以，水准误差分析固然重要，合理控制更为重要。以下是具体的控制误差措施分析。
1.确保相关仪器的精准性。相比于其他因素对水准测量的影响，仪器误差的控制更为困难。首先，在仪器的购买过程中，要选择质量优良，精准度较高的仪器。其次，在使用过程中，要求观测者娴熟调试仪器时，在校准、调焦时要正确操作。不仅如此，还要特别注意仪器的保存情况，避免放置恶劣环境中影响仪器精准性。2.合理把握人为可控因素。人为可控因素占据水准测量误差来源的人部分比例，故而，要合理控制测量误差，就要切实把握好对人为可控因素的控制。这就要求观测者在观测过程中，要将微倾螺旋稍微旋转使其水准管气泡严格居中，尽可能的控制好视线长度。在读数之前先对物镜和目镜进行仔细的调对，调对的结果是保证直到眼睛在其上微动时看到的读数是不变的。在读数时，要对目镜的光螺旋进行反复调整，使得十字丝的清晰度达到相应的等级。
3.減小外界因素的影响。外界因素对测量结果的影响具有不可控性，所以在控制误差方面，只能减小外界因素给水准测量带来的影响。考虑到温度的影响，在实际的水准测量中，要避免在严寒酷暑中进行。考虑到地球曲率因素的影响，可将测量的前、后视线长度进行等量处理，可以消除一定的误差。考虑到大气折光对视线的影响，要求视线高出地面50cm进行测量。
4.结论
水准测量对于我国的社会生活发展来说，有着极其重要的作用。但是依据大量的实际情况来看这其中也依然存在着相当一部分不完善性以及缺陷。针对这方面来进行控制和完善是确保水准测量精准度的一个关键。在进行观测、测量的过程中务必要严格遵守相应的规范来执行测量工作，并且不断对自身的相关理论知识进行掌握，进行运用。最大限度的确保测量所具有的精确度，这对于我国的水准测量发展来说起到了至关重要的作用。
参考文献：
[1]张振林，白怀明，张玲霞.水准测量精度影响因素及改进措施[J].山东水利，2011（05）.
[2]王进涛.蒋红妍.浅议公路工程水准测量中的误差与错误[J].今日科苑，2009.
[3]王长栓.浅析水准测量的误差来源及控制方法[J].全国测绘科技信息网中南分网第二十三次学术交流会论文集.2009年.
[4]吴刚.徐招星.刘皓.水准测量的总结探讨[J].中国测绘学会2006年学术年会论文集.2006年.
[5]李振.浅析水准测量的误差原因及控制方法[J].黑龙江科技信息，2009年13期.