水准测量的误差来源及控制

浅析水准测量的误差来源及控制方法

0勘察设计过程中水准测量的问题

水准测量是采用几何原理，利用水平视线测定两点间高差。仪器使用水准仪，工具是水准尺和尺垫。公路工程测量一般使用DS3型微倾式自动安平水准仪，每公里能达到的精度是3mm，水准仪在一个测站使用的基本程序是安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精确整平和读数。我们在实际勘测过程中按这个顺序施行，在每一水准点段测完后复核结果。

同一条公路采用同一个高程系统，测量方法是基平与中平同时测量，两台水准仪同时观测一个水准尺，间视和转点由两个人立水准尺，但两台水准仪总是同时观测一个水准尺进行读数，一个水准点段测完后检核，在每一测站，没有检查、复核，为误差的积累创造了条件，容易返工，耽误时间、浪费人力。通过工程实践证明，这一方法经常出现错误，节选五个水准点连续错误中的一个测段结果如表1.1和1.2所示：

表1.1 廊泊一级公路BM4至BM5水准点外业测量结果

点号

后视

视线高

间视

前视

高程

点号

后视

视线高

间视

前视

高程

BM4

3.300

3.286 15.529

557.8 1.483 15.765

1.450 14.282 254.6

1.442 14.308 600 1.386 14.379

1.424

14.326 650 1.357

14.408 314.6 1.425 15.715

1.460 14.290

700 1.672 16.005

14.333 344.6

1.420 14.295 750 1.482

14.523 374.6

1.387 14.328 800

1.476

14.529 406.2 1.493 15.716

1.492 14.223

850 1.488 16.021

1.472 14.533 ZD1 1.175 15.732

1.159 14.557

1.475

14.546 C6

1.415

14.317

950 1.428

14.593 437.8

1.425

K4 1.540 16.204

1.357 14.664 467.8

1.363 14.369 50 1.439

14.765 497.8

14.420

ZD2

2.240

17.684

0.760

15.444

527.8

1.41

14.322

BM5

0.826

16.864

表1.2 廊泊一级公路BM4至BM5水准点复核测量结果

后视视线高间视前视高程点号后视视线高间视前视高程平均高程

BM4 1.637

1.637 1

2.585

BM4 1.798

1.798

12.562 ZD1 1.848

0.202 14.020 ZD1 1.884

0.366 13.971

ZD2 1.424

1.399 14.469 ZD2 1.452

1.436 14.419

ZD3 1.372

1.359 14.534 ZD3 1.436

1.388 14.483

ZD4 1.330

1.283 14.623 ZD4

1.349 14.570

ZD5 1.348

1.301 14.652 ZD5 1.364

1.367 14.595

ZD6 1.413

1.279

ZD6 1.521

1.295 14.664

ZD7 1.533

1.200 14.934 ZD7 1.580

1.307 14.878

ZD8 1.525

1.065 15.402 ZD8 1.531

1.113 15.345

ZD9 2.012

1.350 15.577 ZD9 1.890

1.355 15.521

BM5

0.485

17.104

BM5

0.363

17.048

17.076

表1.1经过成果整理，读数差Δh=Σ后视-Σ前视，Δh小于2mm满足规范要求。但是施工过程中，施工单位提出问题，经过表1.2复核补充测量成果证实，外业测量的结果不正确，因此，有必要分析水准测量的误差，找出控制纠正的方法，避免错误的出现，保证项目的顺利施工。

2. 0水准测量的现状

现在应用水准点与中桩分开观测的方法，水准点观测采取往返测量，成果整理要求高差闭合差f h容（f h容=Σh

（1/2）。平原微丘地区影响水准测量精度的主要往+Σh返）达到平原微丘区三等水准测量的精度不大于±20·L

因素是水准路线的长度，长度越长，精度越低。山区，则是测站，测站越多，精度越低。

3. 0水准测量的误差分析及控制方法

水准测量误差有仪器误差、观测误差和外界条件的影响。

3.1仪器误差之一是水准仪的望远镜视准轴不平行于水准管轴所产生的误差

仪器虽在测量前经过校正，仍会存在残余误差。因此造成水准管气泡居中，水准管轴居于水平位置而望远镜视准轴却发生倾斜，致使读数误差。这种误差与视距长度成正比。观测时可通过中间法（前后视距相等）和距离补偿法（前视距离和等于后视距离总和）消除。针对中间法在实际过程中的控制，立尺人是关键，通过应用普通皮尺测距离，之后立尺，简单易行。而距离补偿法不仅繁琐，并且不容易掌握。

3.2仪器误差之二是水准尺误差