測繪中水準測量的誤差分析控制

阿克木·外力

(新疆托克遜縣規劃隊，新疆 托克遜 838100)

測繪中水準測量的誤差分析控制

阿克木·外力

(新疆托克遜縣規劃隊，新疆 托克遜 838100)

水準測量的準確度對于測繪工作來說十分重要，本文著重探討測繪中水準測量的誤差分析與控制。

測繪;水準測量;誤差來源;合理控制

一、引言

水準測量廣泛應用于各個工程的施工之中，對水準誤差的合理分析與有效控制，可以解決工程施工過程中的一些常見問題亦或是杜絕了許多安全隱患，預防路線斷面等情況，對工程施工有著重要的影響。故而在實際的水準測量過程中要著重分析好誤差的來源，以便有效控制測量誤差，以求工程精準化。本文以水準測量為切入點，通過分析水準測量誤差來源，提出合理控制誤差的相關措施。

二、水準測量相關介紹

1.水準測量的概念介紹。水準測量是測繪作業中重要內容，而所謂的水準測量是指利用水準尺與水準儀等工具，測量地面上兩點間高差的一種測量方法，又叫做幾何水準測量。

2.概述測量方法。水準測量的基本原理來源于幾何知識，即依照水準儀提供的水平視線觀測豎立在兩點上的水準標尺以測定兩點間的高差。換句話說，水平觀測水準尺來測定高差。在實際的測繪水準測量過程中，要求在地面的兩個待測點之間安放水準儀，觀測豎立在兩待測點上的水準尺，根據水準尺上的具體讀數，對兩點間的高差進行推算。由于不同高程的水準面不平行，加之高差在推算過程中存在著誤差，使得兩點高差測量結果與實際的結果有所偏離，如若偏離程度在允許的范圍之外，就會對工程作業造成較大的影響，故而水準測量誤差一定要控制在合理的范圍之內，以求得正確的高程。

三、測繪中水準測量誤差來源分析

前文已述，水準測量需要借助相關儀器與水平視線來完成測量工作，所以在實際的測量過程中不可避免的受到各種因素的影響，造成測量誤差的出現。水準測量誤差來源有很多，主要分為儀器誤差與人為操作誤差，除此之外，還受到外界環境的影響。以下是具體分析。

1.儀器誤差。測繪工作中所需要的儀器主要是水準儀與水準尺。儀器本身會存在著一定的誤差，不僅如此，在儀器的校正、調焦方面也存在著誤差。就儀器本身而言，通常水準儀存在著望遠鏡視準軸與水準軸不平衡的現象，導致投影到交角數值不準確，并且很難通過人為校正來解決。而水準尺本身也存在許多問題，由于外界溫度的影響而使得尺長、刻度發生微小改變，或是由于外力因素的影響使得水準尺發生彎曲、零點磨損等都屬于儀器本身的誤差。就儀器調焦方面而言，有些儀器本身設計與加工并不完善，使得在轉動對光螺旋調焦時，光透鏡產生非直線移動而改變視線位置，進而產生了調焦誤差。

2.人為誤差。水準測量需要儀器配合人力來完成，而人力產生的誤差主要是觀測誤差。在實際的測量過程中，觀測誤差主要是受到觀測人員自身素質、人眼判斷能力，估讀能力等條件的限制，使得測量過程中產生觀測誤差。其具體分析如下。

(1)整平誤差。在水準測量過程中，通常會發生氣泡不居中現象。如果水平氣泡與符合氣泡沒有居于水準管中間，就會使得望遠鏡的視準軸發生傾斜，造成讀數誤差。(2)視差誤差。不同的觀測者，人眼判斷力也不同，視差也各不相同。十字絲平面與水準的尺影不重合，就會由于視差因素導致讀數誤差。(3)估讀誤差。在人為讀數時，需要對水準尺進行估讀。此時就對觀測者的估讀能力有一定的要求，尤其是對望遠鏡的放大倍數以及視線長度，要嚴格進行估讀。若望遠鏡放大倍數較小或視線較長，尺子成像小，并顯得不夠清晰，照準誤差和估讀誤差都將增大。

3.外界環境影響導致誤差。由于測繪一般都在室外進行，所以外界環境因素不可避免的影響著水準測量的準確性。所謂的外界環境因素主要包括外界溫度、地球曲率及大氣折光等。

就外界溫度而言，其影響集中表現在熱脹冷縮方面上。當外界溫度升高時，不僅使得水準尺刻度發生細微變化導致誤差，還會時水準管本身與管內的液體溫度升高，造成氣泡不居中現象，使得測量結果與實際結果差距較大。就地球曲率而言，其對觀測者的視線產生了一定的影響，水準面是一個曲面，而觀測者水平觀測，因此會產生地球曲率所導致的誤差影響。就大氣折光而言，其主要影響觀測者的視線。通常來講，大氣密度不均勻，會產生大氣折光的現象，使得觀測者的視線發生偏離，造成一定的誤差。除了以上幾種外界因素影響外，還有許多外界因素，或多或少的影響著水準測量精度，例如儀器下沉、尺墊下沉等。這些因素都會使得測量結果存在一定的誤差。

四、合理控制水準測量誤差

上文已述，在實際的水準測量過程中存在著較多誤差，對測量結果準確性造成較大的影響，進而影響了工程施工。所以，水準誤差分析固然重要，合理控制更為重要。以下是具體的控制誤差措施分析。

1.確保相關儀器的精準性。相比于其他因素對水準測量的影響，儀器誤差的控制更為困難。首先，在儀器的購買過程中，要選擇質量優良，精準度較高的儀器。其次，在使用過程中，要求觀測者嫻熟調試儀器時，在校準、調焦時要正確操作。不僅如此，還要特別注意儀器的保存情況，避免放置惡劣環境中影響儀器精準性。2.合理把握人為可控因素。人為可控因素占據水準測量誤差來源的大部分比例，故而，要合理控制測量誤差，就要切實把握好對人為可控因素的控制。這就要求觀測者在觀測過程中，要將微傾螺旋稍微旋轉使其水準管氣泡嚴格居中，盡可能的控制好視線長度。在讀數之前先對物鏡和目鏡進行仔細的調對，調對的結果是保證直到眼睛在其上微動時看到的讀數是不變的。在讀數時，要對目鏡的光螺旋進行反復調整，使得十字絲的清晰度達到相應的等級。3.減小外界因素的影響。外界因素對測量結果的影響具有不可控性，所以在控制誤差方面，只能減小外界因素給水準測量帶來的影響。考慮到溫度的影響，在實際的水準測量中，要避免在嚴寒酷暑中進行。考慮到地球曲率因素的影響，可將測量的前、后視線長度進行等量處理，可以消除一定的誤差。考慮到大氣折光對視線的影響，要求視線高出地面50cm進行測量。

五、結束語

綜上淺述，在測繪中，水準測量對工程的影響十分緊要，在實際的工程測繪工作中，要著重分析水準測量誤差來源，對誤差來源逐一擊破，嚴格控制，最大程度上確保測量的精準性。

［1］王長栓.淺析水準測量的誤差來源及控制方法［A］.全國測繪科技信息網中南分網第二十三次學術交流會論文集［C］.2012年.

［2］符倫興.淺談工程水準測量的誤差來源與控制 ［J］.科技信息2011年12期.