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小知识丨水准测量误差来源,测绘人必看!

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小知识丨水准测量误差来源,测绘人必看!

小知识丨水准测量误差来源,测绘人必看!

  • 作者:测绘之家
  • 发布时间:2019-11-11
  • 访问量:24

【概要描述】

小知识丨水准测量误差来源,测绘人必看!

【概要描述】

  • 分类:行业资讯
  • 作者:测绘之家
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  • 发布时间:2019-11-11 15:34
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  今天我们就来说说水准测量时的误差来源及修正方法,所讲述内容的实用性还是较强的,希望对大家日常作业有所帮助。

  1仪器误差

  仪器校正后的残余误差:

  主要是水准管轴与视准轴不平行,虽经校正但仍然残存少量的误差,而且由于望远镜调焦或仪器温度变化都可引起i角发生变化,使水准测量发生误差。所以,在观测时,要注意使前、后视距相等,打伞避免仪器受日光暴晒,便可消除或减弱此项误差的影像。

  水准尺误差:

  由于水准尺刻划不准确,尺长变化、弯曲等因素,会影响水准测量的精度。因此,水准标尺须经过检验才能使用。至于标尺的零点不等差,可以在一个测段中采用使测站数为偶数的方案予以取消。

  2观测误差

  水准管气泡居中误差:

  设水准管分划值为 ζ,居中误差一般为±0.1 ζ,采用符合水准器时,气泡居中精度可以提高1倍,故居中误差为

  

小知识丨水准测量误差来源,测绘人必看!

 

  式子中,D为水准仪到水准尺的距离。

  若D=75m, ζ =20″,则 m ζ=±0.55mm,因此为消除此项误差,每次读数前,应严格使气泡居中。

  读数误差:

  在水准尺上估读毫米数的误差,与人眼的分辨能力、望远镜的放大倍率以及视线长度有关,通常按照下式计算:

  Mv=±60″/v×D/ρ″

  式子中,V是望远镜的放大倍率;

  60″是人眼的极限分辨能力。

  设望远镜的放大倍率V=30倍,视线长为100m,则Vm=±1mm。

  水准尺倾斜影响:

  水准尺倾斜将使尺上读数增大,这是因为正确的读数为α=α′cosγ(γ为倾斜的角度),所以有

  △α=α′-α=α′(1-cosγ)

  可见,△α的大小与尺子的倾斜角度有关,也和尺子上的读数α′有关。如水准尺倾斜读数为1.5m,倾斜2°时,将会产生1mm误差;倾斜4度时,将会产生4mm误差。同时,无论水准标尺往前倾,还是往后倾,读数都会增大。因此,在高精度水准测量中,水准尺上要安置圆水准器,读数时一定要严格居中。

  3外界条件的影响

  仪器下沉和尺垫下沉:

  由于仪器下沉和尺垫下沉,使视线降低,从而引起高差误差。这类误差随着测站数的增加而积累,因此观测时要选择土质坚硬的地方安置仪器和设置转点,且要注意踩紧脚架,踏实尺垫。若采用“后、前、前、后”的观测程序或采用往返观测的方法,取成果中数,可以减弱其影响。

  地球曲率及大气折射光的影响:

  如图所示,用水平视线代替大地水准面在尺上读数产生的误差为△h,此处用c代替△h,则有

  C=D²/2R

  式子中,D为仪器水准标尺的距离,R为地球的平均半径,6371km。

  

小知识丨水准测量误差来源,测绘人必看!

 

  实际上,由于大气折光的作用,视线并非是水平的,而是一条曲线,曲线的曲率半径为地球半径的7倍,其折光量的大小对水准标尺读数产生的影响为:

  r= D²/14R

  二者影响之和为

  f=c-r=0.43 D²/R

  大气折光的原因主要是由于空气密度的不均匀。太阳出来时,地面温度比空气低,因此空气密度下大上小,视线往上弯曲;太阳下山时,情况正好相反。同时,视线离地面近,折射也愈大,所以一般规定视线必须高出地面一定高度(如0.3m),就是为了减小此项的影响。如果使前、后视距相等,那么上述的影响将得消除或者大大减弱。

  温度的影响:

  温度的变化不仅引起大气折光的变化,而且当烈日照射水准管的时候,由于水准管本身和管内液体温度的升高,气泡向着温度高的方向移动,而影响仪器水平,产生气泡居中误差,观测时应注意撑伞遮阳。

  此外,大气的透视度、地形条件及观测者的视觉能力等,都会影响测量精度,由于这些因素而产生的误差与视线长度有关,因此通常规定高精度水准测量的视线长度为40-50m,三四等水准测量的视线长度为70-120m。

  以上所述各项误差来源,都是采用单独影响的原则进行分析的,而实际情况则是综合性的影响。只要作业中注意上述措施,特别是操作熟练后观测速度提高的情况下,各项外界影响的误差都将大为减小,完全能达到实测精度要求。

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