精密水准测量的测量精度分析

精密水准测量的测量精度分析

【摘要】现阶段，在对地面上点的高程进行测量的过程中，运用精密水准测量的方式是众多测量方式中较为有效的方法之一。本文对目前精密水准测量中的相关规范进行阐述，并结合笔者自身的实践经验，对精密水准测量中的误差进行分析，并对提高精密水准测量精度的措施进行总结。

【关键词】精密水准测量；测量精度；分析

Abstract:At this stage, the process of measurement in the elevation of the ground point, using precise leveling way is one of the effective methods in many measurements. This article carries on the elaboration to the related specifications in precise leveling at present, and combining with the author’s own practical experience and analyzes the error in precise leveling, and to improve the leveling precision measures were summarized.

Keyword:precise leveling accuracy of measurement; analysis;

中图分类号: P224.1

1前言

在对地面点高程进行测量的过程中，精密水准测量是目前精度较高的方法之一，该类测量方式能够有效的运用在野外测量的工作中。精密水准测量一方面为国家统一的高程测量系统的建立发挥着积极的作用，另一方面能够为相关学者对地球的研究提供较为精确的数据，尤其是在对海平面等方面的研究发挥着积极的作用。然而随着我国科学技术的不断发展以及相关研究领域对精度方面的日益提高的要求，精密水准测量的测量精度也越来越受到社会各界的关注。

2精密水准测量的相关规范

目前，在进行精密水准测量的过程中，其相关规定主要包括以下几个方面的内容：

第一，在进行测量之前的半个小时左右，应将仪器避光放置，并使得仪器的温度基本与外界环境的温度保持一致。在进行测量的过程中，应运用遮阳伞等设备对阳光进行遮挡，避免对测量结果产生影响。同时，在变换观测地点期间，应运用相关的保护装置将仪器进行遮盖。

第二，在对测量仪器位置进行确定的过程中，应将其置于与前后标尺连线中央的位置，其所偏差的距离应控制在相关规定允许的范围之内。在进行二等测量的过程中，其测点与前后标尺之间距离的差异应控制在1m之内。

第三，在运用气泡式水准仪进行测量工作的过程中，在进行测量之前应将其置于零点，并进行相应的标记。当外界的温度变化程度较大时，应及时将其位置进行调整。而在运用自动调整的水准仪而言，应将其置于水平的位置。

第四，在同一观测地点进行观测的过程中，不能对焦距进行随意调整；在仪器的观察方向进行变化的过程中，应将其螺旋进行旋进调整，防止因转动对测量结果产生负面影响。

第五，在变化测点位置的过程中，对于相邻测点而言，应按照奇偶顺序进行测量。在奇数测点进行测量时，其测量顺序通常为后前前后；而在偶数站进行观测时，其顺序为前后后前。在进行反测的过程中，其测量顺序与之前的顺序相反。

第六．在对相邻测点进行测量的过程中，在放置水准仪期间，应将其两脚的螺旋调整到水准路线的方向，而在对第三脚螺旋进行调整时，应使得位于水准线的两侧。

第七，在对测段进行往返测量的过程中，其测站的数量均应满足偶数测点的要求，在观测方向发生变化时，其前后标尺的顺序应进行调换，并对仪器进行重新调整。

第八，在对每个测段进行测量的工作均应往返两次观测，从而能够最大限度的降低测量误差。

第九，在进行往返两次测量的过程中，其测量的时间应选择在不同的时间段进行。

第十，在运用补偿式水准仪进行测量工作时，其相关要求与普通水准仪基本相同。在进行测量工作之前应对仪器进行细致的调整，并应使得气泡处于水平居中的位置。

第十一，在测量间隙的过程中，应将标尺置于合理的位置，避免其出现倾倒的现象。在重新开始测量工作时，应将间隙点的高差进行重新检测。当其误差满足相关规定的要求时，则可根据间隙点继续测量工作。

3精密水准测量的精度以及误差分析

在对水准测量中的精度进行分析的过程中，应按照往返测量期间测量数据的差异进行分析。其原因在于往返测量过程中，其影响精度的因素相对较多。在该类因素当中，部分因素属于系统误差，而部分属于偶然误差。

目前精密水准测量过程中，其产生误差的因素主要包括以下几个方面：

第一，水准面曲率。在进行水准测量的过程中，其测量的机理在于运用水准仪所观察的视线为一条水平的直线，根据在对前后标尺读数之间的差值，能够将

测段中两点的高程差进行计算。高差的实质是指测段中两点到水平面垂高的差值。根据相关资料显示，所谓的高差应是两个测点距离水平面铅锤距离之间的差值，而在实际测量的过程中，运用往往是运用水平面替换水准面进行测量，从而对测量结果将会产生一定程度的误差。

第二，外界环境的影响。在运用精密水准仪进行测量的过程中，其视线通常将会受到空气的影响。其产生影响的主要原因在于空气介质的均匀程度相对较差，因而视线在空气中传播的过程中，将会出现折射的情况，水平的视线也将变成一条曲线，其弯曲的方向将朝向密度较大的一侧。在地势较为平坦的地域进行测量工作时，其视线偏离的情况基本相同，因而发生折射之后视线情况也基本相似。因而，当前后距离相同时，视线发生折射的程度也基本保持一致，因而其对测量结果的影响程度相对较低。而在地势凹凸程度相对较大的地域进行测量的过程中，其视线距离地面的高度差异相对较大，视线所经过的空气密度也相差较大。因而其视线折射的情况将会对测量结果产生较大的影响。

第三．仪器沉降的影响。在进行测量的过程中，水准仪以及标尺本身的重量将会对地面产生一定的压力，而在进行测量的工作中，标尺以及水准仪所安置的时间相对较长，因而其产生连续沉降的情况较为严重。当在读数的过程中，如果仪器以及标尺出现沉降情况较为严重时，则前视读数相对较小，其测量结果将会大于实际结果。在进行某段测段测量工作期间，其仪器下沉将会出现一定程度的系统性，因而对其测量结果而言，其测量值将会大于理论值。

第四，标尺的影响。在进行测量过程中，标尺竖立情况也将会对测量结果产生较大的影响。在进行竖立标尺工作的过程中，应充分利用标尺中的水准器，并用手进行支撑，从而使得标尺尽可能的保持竖直。当其与竖直方向成角超过25分时，将会使得读数偏大。在对标尺进行读数工作的过程中，标尺与竖直方向的成间的情况将会对系统误差产生较大的影响。然而在进行某一测段的测量工作时，标尺的竖直情况将对各个观测点之间的高程差有着不同的影响。

第五，标尺受热的影响。在进行测量工作的过程中，由于其前后两个标尺所处位置存在一定的差异，因而其受热情况将体现出一定差异。在进行测量工作期间，由于受到地形的限制，因而在对标尺进行读数的过程中，不能保证每次读数均在标尺的中部。而标尺不同位置的温度差异较为显著，因而各个部位出现的长度变化较大，导致其读数出现较大的误差，进而对测量结果产生较大的影响。

根据上述对精密水准测量过程中误差的分析，并结合笔者自身的实践经验，就如何提高测量结果精度方面提出以下两点建议：

第一，在进行测量工作的过程中，应尽可能的使得观测位置处于前后标尺中间的位置，从而能够最大限度的降低水准面曲率的影响。

第二，在对测站进行布置的过程中，应尽量选择在地势较为平台的地域进行，从而能够降低视线折射对测量结果的影响。同时应充分注意河流、树林等地区对测量的影响。