田開龍

摘 要：水準(zhǔn)測量是用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺測定地面上兩點間高差的方法。只有了解了誤差來源才能采取有效的措施減少誤差影響，另外在實地作業(yè)中要結(jié)合實際情況，嚴格執(zhí)行規(guī)范，從而提高測量精度。本文通過具體實例分析了水準(zhǔn)測量的誤差來源及其影響。

關(guān)鍵詞：水準(zhǔn)測量；水準(zhǔn)高程引測；標(biāo)高控制

1 水準(zhǔn)測量

1.1 水準(zhǔn)測量原理

水準(zhǔn)測量是在地面兩點間安置水準(zhǔn)儀，利用一條水平視線觀測豎立在兩點上的水準(zhǔn)標(biāo)尺，按尺上讀數(shù)推算兩點間的高差。通常由水準(zhǔn)原點或任一已知高程點出發(fā)，沿選定的水準(zhǔn)路線逐站測定各點的高差，從而由已知點的高程推算出未知點的高程。

1.2 儀器和工具

水準(zhǔn)測量所使用的儀器為水準(zhǔn)儀，工具為水準(zhǔn)尺和尺墊。水準(zhǔn)儀按其精度可分為DS05、DSl、DS3和DSl0等四個等級。建筑工程測量廣泛使用DS3級水準(zhǔn)儀。

1.3 水準(zhǔn)儀的使用

水準(zhǔn)儀的使用包括儀器的安置、粗略整平、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺、精平和讀數(shù)等操作步驟。

1.4 水準(zhǔn)測量的外業(yè)工作

1.4.1 水準(zhǔn)點

為了統(tǒng)一全國的高程系統(tǒng)和滿足各種測量的需要，測繪部門在全國各地埋設(shè)并測定了很多高程點，這些點稱為水準(zhǔn)點（Bench Mark），簡記為BM。水準(zhǔn)測量通常是從水準(zhǔn)點引測其它點的高程。水準(zhǔn)點有永久性和臨時性兩種。

1.4.2 水準(zhǔn)路線布設(shè)形式

根據(jù)測區(qū)的情況和要求，導(dǎo)線可以布設(shè)成以下幾種常用形式：

（1）閉合導(dǎo)線：由某一高級控制點出發(fā)最后又回到該點，組成-個閉合多邊形，這種導(dǎo)線布設(shè)形式叫閉合導(dǎo)線。它適用于面積較寬闊的獨立地區(qū)作測圖控制。

（2）附合導(dǎo)線：自某一高級控制點出發(fā)最后附合到另一高級控制點上的導(dǎo)線，叫附合導(dǎo)線。它適用于帶狀地區(qū)的測圖控制，此外也廣泛用于公路、鐵路、管道、河道等工程的勘測與施工控制點的建立。

（3）支導(dǎo)線：從一控制點出發(fā)，既不閉合也不附合于另一控制點上的單一導(dǎo)線，叫支導(dǎo)線。這種導(dǎo)線沒有已知點進行校核，錯誤不易發(fā)現(xiàn)，所以導(dǎo)線的點數(shù)不得超過2-3個。

1.4.3 水準(zhǔn)測量的實施

在松花江某樞紐水利工程建設(shè)中，在兩岸山上布設(shè)五個永久性控制未知點（1-5），A為該測區(qū)內(nèi)已知高程點，滿足了壩體建設(shè)及建后大壩變形觀測的需要。要求通過水準(zhǔn)測量推算出1-5號點的高程。由于江面較寬夏季，難以進行水準(zhǔn)測量，所以在冬季冰凍期在江面上進行逐點網(wǎng)狀施測。此次測量，為了滿足平差需要，水準(zhǔn)路線呈網(wǎng)狀分布，如圖所示：

當(dāng)欲測的高程點距水準(zhǔn)點較遠或高差很大時，就需要連續(xù)多次安置儀器以測出兩點的高差。在線路上增加若干水準(zhǔn)測站。每一測站僅起傳遞高程的作用，稱為轉(zhuǎn)點。轉(zhuǎn)點無固定標(biāo)志，無需算出高程，但要進行高差累積。

2 水準(zhǔn)測量的誤差

2.1 儀器誤差

2.1.1 i角的誤差影響

即使經(jīng)過i角的檢驗校正，但要使兩軸完全保持平行是困難的。因此，當(dāng)水準(zhǔn)氣泡居中時，視準(zhǔn)軸仍不能保持水平，使水準(zhǔn)尺上的讀書產(chǎn)生誤差，并且與視距成正比。在i角保持不變的情況下，一個測站上的前后視距相等或一個測段的前后視距總和相等，則在觀測高差中由于i角的誤差影響

可以得到消除。

為了顧及觀測時各種外界因素的影響，此次水準(zhǔn)測量作業(yè)工程中，前后視距差（S后-S前）始終小于1m。為了使各種誤差不致累積起來，由測段第一個測站開始至每一測站前后視距累積差

Σ（S后-S前）小于等于3m。

2.1.2 兩水準(zhǔn)標(biāo)尺零點差的影響

兩水準(zhǔn)標(biāo)尺的零點誤差不等，設(shè)α，b水準(zhǔn)標(biāo)尺的零點誤差分別為Δα和Δb，它們都會在水準(zhǔn)標(biāo)尺上產(chǎn)生誤差。盡管兩水準(zhǔn)標(biāo)尺的零點誤差Δα≠Δb，但在兩相鄰測站的觀測高差之和中，抵消了這種誤差的影響。所以在此次水準(zhǔn)測量工作中，各測段的測站數(shù)目均為偶數(shù)，并且在相鄰測站上使兩水準(zhǔn)尺輪流作為前視尺和后視尺。

2.2 外界因素引起的誤差

2.2.1 風(fēng)力影響

在實地外業(yè)測量過程中，山區(qū)作業(yè)風(fēng)是不可避免的。風(fēng)力如果超過了四級，就會產(chǎn)生扶尺不穩(wěn)、水準(zhǔn)儀十字絲晃動等現(xiàn)象，讀數(shù)不準(zhǔn)從而直接影響觀測精度。所以，在進行水準(zhǔn)觀測時一定要避免風(fēng)天作業(yè)。同時在觀測過程中，上絲讀數(shù)要小于2.8m，下線讀數(shù)應(yīng)大于0.3m。

2.2.2 水準(zhǔn)標(biāo)尺（尺墊）的垂直位移影響

水準(zhǔn)標(biāo)尺（尺墊）的垂直位移主要發(fā)生在遷站的過程中。由原來的前視尺轉(zhuǎn)為后視尺而產(chǎn)生下沉，于是總使后視讀數(shù)偏大，使各測站的觀測高差都偏大，成為系統(tǒng)性的誤差來源。這種誤差影響在往返測高差的平均值中可以得到有效的抵償，所以水準(zhǔn)測量必須進行往返測。有時儀器腳架和水準(zhǔn)尺墊也會發(fā)生上升現(xiàn)象，當(dāng)腳架或水準(zhǔn)尺墊壓入地下，我們不再用力的情況下，土壤的反作用力有時會使腳架或尺墊逐漸上升。所以在實際作業(yè)中，我們要盡量設(shè)法減少儀器腳架或水準(zhǔn)標(biāo)尺的垂直位移，如將儀器架置處和立尺處的冰雪清除干凈，用力踩緊；水準(zhǔn)標(biāo)尺立于尺墊后半分鐘再進行觀測。盡量減少其垂直位移量，從而減少其誤差影響。

2.2.3 大氣折光影響

當(dāng)視線通過地面大氣層，由于近地面大氣層的密度分布一般是隨離地面的高度而變化，水準(zhǔn)視線會發(fā)生折射，這種現(xiàn)象叫做大氣垂直折光。在實地測量過程中，由于各測段高差較大，前后視線離地面的高度總是大于（小于）后視視線離地面的高度，為了減弱垂直折光對觀測高差的影響，要使前后視距盡量相等，并視線離地面有足夠的高度（下絲讀數(shù)大于0.3m）。另外在坡度較大的水準(zhǔn)路線進行作業(yè)時適當(dāng)縮短視距。

事實證明，只有了解了誤差來源才能采取有效的措施較少誤差影響，另外在實地作業(yè)中要結(jié)合實際情況，嚴格執(zhí)行規(guī)范，從而提高測量精度?！?/p>

參考文獻

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