二等水準(zhǔn)測量誤差分析與控制策略探究

謝炯賢

[摘要]在精密水準(zhǔn)測量中，誤差的控制與消除十分重要，對于確保測量結(jié)果精度有著較大的意義。基于此，本文結(jié)合筆者進(jìn)行二等水準(zhǔn)測量的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，分析了二等水準(zhǔn)測量中的常見誤差，闡述了儀器誤差，調(diào)焦誤差，外界環(huán)境誤差，觀測誤差的控制策略，為相關(guān)測量人員提供參考。

[關(guān)鍵詞]二等水準(zhǔn)測量;誤差分析;誤差控制? 文章編號：2095-4085（2019）05-0005-02

現(xiàn)階段，我國已經(jīng)結(jié)合水準(zhǔn)測量方法，在全國范圍內(nèi)建立了統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)。依照測量精度的不同，能夠?qū)⑺疁?zhǔn)測量分成一，二，三，四這四個等級。其中，一，二等水準(zhǔn)測量屬于精密水準(zhǔn)測量，對測量誤差的控制與消除有著更多的要求，需要相關(guān)人員重點(diǎn)關(guān)注。對于精密水準(zhǔn)測量來說，產(chǎn)生誤差的影響因素較多，需要使用針對性的處理方法完成控制。結(jié)合筆者二等水準(zhǔn)測量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對測量誤差及控制對策展開探究。

1? 二等水準(zhǔn)測量中常見誤差的分析

1.1? 水準(zhǔn)儀誤差分析

在二等水準(zhǔn)測量中需要使用多種測量儀器，一旦測量儀器存在誤差，則會直接影響測量結(jié)果，使得測量精密程度降低。其中，水準(zhǔn)儀就是二等水準(zhǔn)測量中使用的重要儀器，若是在測量前并未對水準(zhǔn)儀的i角進(jìn)行調(diào)整，則十分容易導(dǎo)致測量誤差的產(chǎn)生。

水準(zhǔn)儀i角是測量儀器視準(zhǔn)與水準(zhǔn)不處于相同水平時產(chǎn)生的夾角。在二等水準(zhǔn)測量前，即便對水準(zhǔn)儀i角完成了糾正，也會產(chǎn)生一定的誤差，影響測量的精確度。受到測量儀器誤差的影響，會造成測量工作效率與水平的下降，對相關(guān)的生產(chǎn)活動效果產(chǎn)生了直接的負(fù)面影響。所以，工作人員必須要對水準(zhǔn)儀誤差展開及時的控制與消除。

1.2? 水準(zhǔn)尺誤差分析

除了水準(zhǔn)儀之外，水準(zhǔn)尺也是二等水準(zhǔn)測量中的重要儀器，主要承擔(dān)著檢測測量儀器所在水平面的任務(wù)。一旦水準(zhǔn)尺的應(yīng)用存在誤差，則會導(dǎo)致二等水準(zhǔn)測量工作水平的降低。水準(zhǔn)尺應(yīng)用誤差的具體表現(xiàn)為，因生產(chǎn)工藝的不當(dāng)，造成水準(zhǔn)出讀數(shù)無法歸零的問題，也就是水準(zhǔn)儀存在著零點(diǎn)差^[1]。在零點(diǎn)差的影響下，水準(zhǔn)儀在二等水準(zhǔn)測量中無法發(fā)揮出相應(yīng)的作用，造成測量結(jié)果精度下降。

1.3? 調(diào)焦誤差分析

在二等水準(zhǔn)測量中，一旦測量儀器存在加工誤差，就會導(dǎo)致相應(yīng)儀器的工作性能降低，影響測量結(jié)果的精準(zhǔn)性。其中，調(diào)焦誤差就是一種常見的加工誤差，該誤差主要影響了光螺旋調(diào)焦二道精確度。若是該誤差存在時，無法保證光透鏡中的運(yùn)動為直線，使得視準(zhǔn)軸產(chǎn)生了變化，直接對水準(zhǔn)尺的度數(shù)產(chǎn)生影響，降低了讀數(shù)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.4? 基于外界環(huán)境因素的誤差分析

除了測量儀器之外，外界環(huán)境也會造成測量誤差，造成二等水準(zhǔn)測量結(jié)果精度降低。第一，在高海拔或是大氣密度等因素的作用下，空氣密度呈現(xiàn)梯度^[2]。在實(shí)際的測量中，若是存在空氣密度梯度差異，則造成光線折射率發(fā)生偏差。特別在垂直方向上，會發(fā)生彎曲問題，直接影響測量結(jié)果的精度。第二，在測量中，若是視線與地面的距離不正確，也會影響光折射率，對測量結(jié)果產(chǎn)生負(fù)面影響，降低測量效果。

1.5? 測量中的觀測誤差分析

觀測誤差也會導(dǎo)致二等水準(zhǔn)測量結(jié)果精度降低，影響了測量工作的水平，降低了測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用效果。測量中觀測誤差的具體表現(xiàn)為，第一，在應(yīng)用水準(zhǔn)尺時，如果沒有控制氣泡處于完全居中的位置，則會導(dǎo)致測量中出現(xiàn)讀數(shù)偏差。第二，在應(yīng)用立尺的過程中，如果沒有提前完成鉛直處理，就會使得測量讀數(shù)大于水準(zhǔn)尺的縱向讀數(shù)^[3]。在這樣的條件下，測量人員視距高度的提升會引起測量誤差的不斷增加。另外，在斜坡下展開下行測量也會導(dǎo)致觀測誤差的產(chǎn)生。

2? 二等水準(zhǔn)測量的誤差控制策略

2.1? 水準(zhǔn)儀誤差的消除

水準(zhǔn)儀誤差消除的方法具體如下，在二等水準(zhǔn)測量前，結(jié)合水準(zhǔn)儀的功能特性，多次展水準(zhǔn)儀i角的核對。同時，也要對其展開調(diào)整，盡可能的使i角接近0°，降低水準(zhǔn)儀在二等水準(zhǔn)測量中產(chǎn)生的誤差。在糾正水準(zhǔn)儀i角的條件下，要重點(diǎn)保證水準(zhǔn)儀前后的視距，使兩者數(shù)值更加接近，保證二等水準(zhǔn)測量誤差消除的效果，實(shí)現(xiàn)對i角誤差的有效控制，提升測量精確程度。

除了上述的兩種水準(zhǔn)儀誤差消除方法外，為了進(jìn)一步降低水準(zhǔn)儀誤差的產(chǎn)生，筆者認(rèn)為，測量人員在實(shí)際的二等水準(zhǔn)測量中要提升對水準(zhǔn)儀誤差以及i角控制的重視程度，提升測量工作的效率與效果。

2.2? 水準(zhǔn)尺誤差的消除

結(jié)合上文的分析能夠了解到，水準(zhǔn)尺誤差主要是由于零點(diǎn)差的形成而產(chǎn)生等的。所以，測量人員只需要消除零點(diǎn)差，就能夠完成對水準(zhǔn)尺誤差的控制。其具體的方法如下，在應(yīng)用水準(zhǔn)尺時，要盡可能在測量點(diǎn)數(shù)量為偶數(shù)的條件下結(jié)束測量。這樣的應(yīng)用方式能夠最大程度的滿足二等水準(zhǔn)測量的要求。同時，筆者在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，通過前后水準(zhǔn)尺的位置展開調(diào)換處理，能夠進(jìn)一步提升其應(yīng)用狀況，更好的消除水準(zhǔn)尺的誤差。

2.3? 調(diào)焦誤差的消除

因?yàn)檎{(diào)焦誤差的產(chǎn)生主要是由于加工誤差導(dǎo)致的，所以在消除該誤差時，需要重點(diǎn)加強(qiáng)測量儀器加工工藝的研究力度，降低此類誤差產(chǎn)生的概率。同時，在二等水準(zhǔn)測量中，要在后視距測量結(jié)束的條件下展開前視距測量的工作^[4]。在這樣的操作流程中，無需使用焦距調(diào)整就能夠完成測量，最大程度的降低了焦距誤差對測量結(jié)果產(chǎn)生的負(fù)面影響，保證了前后視距的焦距統(tǒng)一，使得測量結(jié)果精度更高。

2.4? 基于外界環(huán)境誤差的消除

消除基于外界環(huán)境誤差的具體方法如下，第一，在實(shí)際的測量中，測量人員要重點(diǎn)考量當(dāng)?shù)氐耐饨绛h(huán)境。要通過資料收集與實(shí)地勘察的方式完成考查，保證外界環(huán)境資料收集的全面性。在設(shè)計測量方法，調(diào)整與應(yīng)用測量儀器時，要結(jié)合外界環(huán)境因素完成。要控制光學(xué)水準(zhǔn)設(shè)備，電子水準(zhǔn)設(shè)備與地面間的距離，降低光線折射率對測量結(jié)果精度的影響^[5]。第二，在測量中，若是區(qū)域中存在山體，連續(xù)坡道等環(huán)境，會提升后視距與地面距離的高度差值，增加了光線折射率產(chǎn)生誤差的概率。所以，在這樣的環(huán)境條件下展開二等水平測量時，要最大程度的降低前后視距的長度，控制視距高度，避免在坑洞內(nèi)部測量中受到水準(zhǔn)尺視距的一個誤相，防止水平方向誤差的產(chǎn)生，提升測量的有效性與結(jié)果精度。

2.5? 測量中的觀測誤差消除

為了消除測量中的觀測誤差，可以使用以下方法完成，第一，在應(yīng)用水準(zhǔn)尺時，要重點(diǎn)觀察氣泡所處的位置，控制其在測量中始終處于中央位置。也可以自動水平儀完成測量，確保二等水準(zhǔn)測量的精度。第二，在應(yīng)用立尺時，要提前完成鉛直處理。同時，要結(jié)合扶尺完成立尺垂直角度的調(diào)整。通過這樣的處理，能夠減少測量誤差的產(chǎn)生，改善測量工況。

3? 結(jié)語

綜上所述，在二等水準(zhǔn)測量中，相關(guān)人員要重點(diǎn)對誤差進(jìn)行控制與消除，避免測量結(jié)果準(zhǔn)確性的降低，影響后續(xù)的數(shù)據(jù)應(yīng)用效果。通過水準(zhǔn)儀i角的糾正，消除零點(diǎn)差，控制調(diào)焦誤差，重視環(huán)境因素的考量，正確操作多種測量儀器，控制了水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)尺，調(diào)焦，外界因素，觀測的誤差，保證了二等水準(zhǔn)測量結(jié)果的精度。

參考文獻(xiàn)：

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