测量的误差分析及控制

1、railway institute论文题目：测量的误差分析及控制姓名：周飞学院：陕西铁路工程职业技术学院专业：工程测量班级:测量3103摘要：水准测量误差來源，水准测量是采用儿何原理，利用水平视线测定两点 间高差。工程测量过程中会出现各种误差、分析水准测量的误差及控制方法。【关键词】水准测量 误差 技术要求 控制一、概述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s3 水准仪，工具是水准尺和尺垫。工程测量一般都使用微倾式自动安平水准仪，每 公里往返测量高差中数的偶然中误差小于3mm,水准仪在一个测站的基本程序 是：安置仪器，粗略整平，瞄准水准尺精平和读数，在每一测段测定完后复核

2、结 果。电了水准仪、数字水准仪精度可以达到更高，而且采用门动安平式，使用更 为方便、快速，提高工作效率。二、水准测量的误差分析在工程测量小避免不了会产牛各种谋差。水准测量误差产生有仪器误差，观测误 差和外界条件的影响三个方而。为了保证观测成果质量，必须全而分析各种误差 性质，采取措施消除或减弱。1.水准测量的仪器误差和水准尺刻划误差。1.1仪器误差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， 水准管轴居丁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 羌与视距长度成止比。观测时可通过中间法（前后视距相等）和距离补偿

3、法（询视距离和等于后视距离总和）消除。在普通水准测量是水平视距的计算 公式如下：d = kl=100l注：1二（a-b） a水准尺下丝在水准尺上的读数，b为水准尺上丝在水准尺上的读数。 比例系数k称为视距乘常数，k=100.对于电子水准仪不需要严格整平，通过加以改匸就对以精确测得高差和距离。12水准尺刻划误差 主要包含尺长谋弟（尺了长度不准确）、刻划误羌（尺上的分划不均匀）和零点 差（尺的零刻划位置不准确），对于较精密的水准测量，i般应选用尺长误差和 刻划误差小的标尺。尺的零误差的影响，控制方法可以通过在一个水准测段内， 两根水准尺交替轮换使用（在本测站用作后视尺，下测站则用为前视尺），并把

4、测段诂数目布设成偶数，即在高差屮相互抵消。同时可以减弱刻划误差和尺长误 差的影响。2 观测误差2.1符合水准管气泡居屮的误差由于符合水准气泡未能做到严格屈中，造成望远镜视准轴倾斜，产生读数误 差。读数误差的大小与水准管的灵敏度有关，主要是水准管分划值t的大小。此 外，读数谋差与视线长度成止比。水准管居中课弟一般认为是0.1-t,根据公式 m居= olts/p, ds3级水准仪水准管的分划值一般为20，视线长度s为7 5m, p=206265，那么，m居=07mm。由此看来，只要观测时符合水准管 气泡能够认真仔细进行居中，且对视线长度加以限制，与中间法一致，此误差可 以消除。2.2水准尺的倾斜谋

5、茅如果水准尺的倾斜方向与视线方向一致，则不易察觉。尺子倾斜总是使尺上 读数增大。水准尺如果是向视线的左右倾斜，观测吋通过望远镜t字丝很容易察 觉而纠i:。它对读数的影响与尺的倾斜角和尺上读数的大小（即视线距地面的高 度）冇关。尺的倾斜角越大，对读数的影响就越大；尺上读数越大，对读数的影 响就越大。3.外界条件的影响。彩响水准测量的外界因素冇仪器、尺子的稳定性、气彖条件及地球弯曲等方 面。31仪器和标尺的升降误差。土质松软及土壤的冋弹性，一个侧站或转点放置吋间太长，在土质松软没有 把脚架踩实，道路旁震动等原因，都会造成仪器或水准标尺的升沉。3.2在大气透明度不高，阴天，下雨天，电磁场等都会对测量

6、成果产生一定的 影响。3.3地球弯曲和大气折光差的影响。在水准测量中即使距离再近也必需要考虑到地球弯曲的影响，但是在小范围 内我们通常是将水准面视为水平面，不考虑其影响，但是超过一定的距离吋 就必需要考虑到大气遮光及其地球弯曲的影响。通常采用的普通水准测量时所要求近可能前后视距相等，这样可以消除地球 曲率羌对每站高差的影响。同时在观测时视线尽量避免从物体的旁边经过 （应大于05m以上）。大气折光使视线成为一条曲率为地球半径7倍的 曲线，使读数减小，可用公式厶h = d/2（ 2x7r）表示，视线离地面越近， 折射越大，因此视线距离地面的角度不应小于0.3m,并且其影响也可用中 间法消除或减弱，

7、应避开光照强烈的屮午时间。在观测过程屮，应注意使水 平视线距离地面一定的高度，同时观测应选择在大气密度比较稳定的时间内 进行，这样就可以减弱大气折光的影响。三、水准测量的技术要求：3.1 一、二等水准观测，须根据路线土质选用尺桩或尺犁（尺垫重量不轻于 5kg）作转点尺承，所用尺桩或尺垫数，应不少于4个。特殊地段可采用大帽钉。3.2测站观测顺序和方法3.3往测吋，奇数测站照准标尺分划的顺序为：a. 后视标尺的基木分划；b. 前视标尺的基本分划；c. 前视标尺的辅助分划；d. 后视标尺的辅助分划。3.4往测吋，偶数测站照准标尺分划的顺序为：a. 前视标尺的基木分划；b. 后视标尺的基本分划；c.

8、后视标尺的辅助分划；d而视标尺的辅助分划。3.5,例如二等水准的技术要求如下：水准测量等级3每千米水 准测霾偶 然中误差每千米水 谁测霾全 中误差限差门检测已测 段高差之差卩往返测a不符值2附合路线 或环线闭 合差卩左右路线a 高差不符值q平原心山区a二等201.202.26 卩40.8 a4 a/z q表4.21二等水准测量主要技术要求2等级水谁仪 最低型号q水准尺类型2视距3(m)卩前后视距 差(m)心测段的前后 视距累积差(m) a视线咼度(m) j数字水准 仪重复测 壘次数心光学数字光学,数字,光学数字a光学卩 (下丝读数)q数字卩二等.dszisdsxp因九心<50->3

9、 3.<50<1.0<<1.5.<3.0<6.0-p>0.3<2.8 k>0.55p2次心表4.22水准测量的主要技术标准a等级亠路线长度*(km) a水准仪7 最低型号2水准尺空观测次数心二等水准<400pdszls ds2因丸q往返a3.6往返测高差不符值、环闭合差和检测高差较差的限差应不超过下表的规 定。等级测段、区段、 路线往返测高差不符值附合路线闭合 差环闭合差检测已测测段 高羌z羌一等1.8vk2長3>/r二等4a/k4vl2vf3a/r四、结语减小和消除谋差的方法都是以增加时间或采取更多的步骤为代价。在测量屮操作熟练, 才能提