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水准测量中出现的测量误差来源及注意的问题

作者:admin    发布时间:2007-12-12 来源:互联网
【摘要】测量是一项精密、细致的工作,使用的测量仪器和工具,多是精密,贵重的设备。高程测量是测量的三项工作之一。高程可用三角学原理测算,叫三角高程测量。但最精密的方法是用水准仪测量。叫做水准测量。水准测量中出现的测量误差来源及注意的问题,避免的一些重点问题。
关键词】水准测量 水准测量原理 水准测量误差
水准测量是我们日常生活中不可缺少的部分。先对水准测量进行简单解释:一般使用于平坦地区,是一种精密的高程测量方法。水准测量是高程测量中常用的方法。水准测量是利用水准仪的水平视线,在已知点的高程和未知点上竖立水准尺并读取读数,测定两点间的高差,从而可由已知点的高程推算出未知点的高程。
水准测量中误差来源于仪器误差、操作误差和外界条件影响产生的误差。水准测量误差是测量值和真值差。
一、水准测量原理和仪器的使用
水准测量法是利用水准仪提供的一条水平视线,测量地面上点的高程的方法。水准测量的实质是利用水准仪和水准尺测定地面相邻各点之间的高差,然后求得地面上各点的高程。水准仪观测已知高程点上的立尺叫后视,观测未知高程点上的立尺叫前视。观测已知高程点上的尺读数叫后视读数,观测未知高程点上的尺读数叫前视读数。计算公式如下:
视线高=后视点的高程+后视读数;
前视点的高程=视线高—前视读数;
两点的高差=后视读数—前视读数;
使用仪器时先将仪器安置在两点间、支开三脚架、并使架头大致水平。再用连接螺旋使水准仪与三角架固连,然后转动脚螺旋使圆水准气泡居中,达到粗略整平的目的。仪器粗略整平后,即可使用望远镜瞄准水准尺进行读数。操作方法如下:
1、目镜对光:调节目镜对光螺旋,使十字丝呈像清晰。
2、瞄准:松开望远镜的制动螺旋,利用望远镜筒上的缺口准星大概的瞄准水准尺,在望远镜内看到水准尺后,拧紧制动螺旋。
3、物镜对光:转动物镜对光螺旋,使水准尺的分划呈像清晰。瞄准目标读数时,若对光不好,则尺像没有落在十字丝平面上,这时眼睛上下晃动,读数也随之变动,这种现象称为十字丝视差。它会影响读数的正确性,必须予以消除。
4、读数:读数前必须转动微倾螺旋,使符合水准管气泡居中,然后立即利用十字丝中横丝读取尺上读数、读数时应读出米、分米、厘米、毫米(估读)四位数并以毫米或米为单位书写。
5、记录:记录员听到观测员报数,应复述一遍读数,待观测员认可后,记入水准测量记录手薄。记录员要站在观测员的下风侧,以避免有风时听不清或误听读数。
二、水准测量方法与水准路线
当地面上两点间的距离较长或高差较大时,仅安置一次仪器不能直接测得两点间的高差,则进行连续的分段测量,将所得各段高差相加、即可求得两点间的高差。如某一点的高程通过转1、转2、转3、转n等点传递到另一点,这些用来传递高程的点,称为转点。任意转点位置的变动,都会直接影响到某一点的高程,因此,转点位置应选在坚实的地面上,在其上放置尺垫并踩实。
水准路线是水准测量进行的路线。根据测区的具体情况,可选用不同的水准路线,水准路线分为附合水准路线、闭合水准路线、支水准路线等三种。
1、附合水准路线:当测区附近有高级水准点时,可由一高级水准点开始,沿着待测各高程的水准点1、2、作水准测量,最后附合到另一高级水准点叫附合水准路线。
2、闭合水准路线:当测区附近有一高级水准点时,可从该点出发,沿着待测的水准点进行水准测量,最后仍回到起始点,形成一个闭合的路线。
3、支水准路线:从某一水准点出发,进行水准测量到另一个点,即不符合到另一点,也不形成闭合的水准路线。
一、水准测量误差
(一)仪器误差
1、视准轴不平行于水准管轴。
水准仪经检验和校正后,仍存在视准轴不平行于水准管轴的残余误差,为了减少和削弱这项误差的影响,在作业时尽可能保持前、后视距离相等。如果在某地区无法做到前、后视距离相等时,也可以采用相邻几个测站的前视距离总和的方法。
2、水准尺误差
由于水准尺刻划不准确、尺长变化、弯曲等原因,会影响水准测量的精度。因此,水准尺要经过检核才能使用。
(二)操作误差
1、水准气泡未严格居中
由于气泡居中存在误差,致使视线偏离水平位置,从而带来读数误差。为减少此误差的影响,每次读数时,都要使用水准管气泡严格居中。
2、视差未消除
在观测者过程中没有仔细的进行物镜对光,视差未消除,影响读数的正确性。
3、读毫米数误差
由于观测者眼睛鉴别能力的有限,而十字丝又有一定的宽度,所以在估读毫米数时,不可能十分正确,尤其在视线长度时,遇成像不良的的天气条件下,对估读的影响更大。为了提高估读的准确性,应适当控制视线长度。
4、水准尺未竖直
水准尺如果在左右偏斜,观测者在望远镜内而加以纠正。水准尺前、后倾斜,在望远镜内不易发现,其无论前倾还是后倾斜总是使读数偏大,特别是在地面倾斜时尤其注意。一般的水准尺上安装有圆水准器,在立尺时使圆水准器气泡居中,使水准尺保持铅垂位置。
(三)外界条件产生的误差
1、水准仪下沉误差
由于水准仪下沉,使视线降低,而引起高差误差。如果采用“后、前、前、后”的观测程序,可减弱其影响。
2、尺垫下沉误差
如果在转点发生尺垫下沉,将使下一站的后视读数增加,也将引起高差的误差。采用往返观测的方法,取成果的中数,可减弱影响。
为了水准仪和尺垫下沉,测站和转点应选在土质实处,并踩实三脚架和尺垫,使其稳定。
3、地球曲率及大气折光的影响
这种误差对一般水准测量影响不大,而且当前、后视线长度相等时,可以得到一定的消除,但作精密水准测量时 ,要求视线高出地面50厘米,这样可避免视线靠近地面发生不规则折射而引起的误差。
4、温度的影响误差
温度的变化不仅会引起大气折光的变化,而且当烈日照水准管时,由于水准管本身和管内液体温度的升高,气泡向着温度的方向移动,从而影响水准管 轴的水平,产生了气泡居中误差,所以,观测中应随时注意为仪器打伞遮阳。
水准测量的成果不合格,多数是由于观测人员疏忽大意造成的。因此测量时要精心操作,要求测量人员以高度负责,认真的态度来对待测量工作,养成良好的操作习惯。同时对观测的成果,加强核对。对用两次读数来发现错误;记录要复述读数,经观测人员核对无再记入手簿;计算结果换人校核等,都可以及时发现错误,予以纠正。
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