【文章內(nèi)容簡介】 =5mm該誤差的大小不可忽視，因此，消弱該誤差只能是每次讀數(shù)前精確整平，使管水準氣泡嚴格居中。2. 水準尺讀數(shù)誤差此項誤差主要由觀測者瞄準誤差、估讀誤差以及視差等綜合影響所致，這是一項不可避免的偶然誤差。因此，要求觀測者在觀測的過程中應(yīng)盡可能在每次瞄準水準尺的同一位置以減弱瞄準所產(chǎn)生的誤差。普通水準測量觀測中的毫米讀數(shù)是根據(jù)十字絲橫絲在水準尺上的位置進行估讀的，估讀的誤差與橫絲的寬度及水準尺像的大小有關(guān)，因此與望遠鏡的放大倍數(shù)和視距也有關(guān)，誤差會隨著視距的增大而增大。同時，觀測過程中視差的存在也會產(chǎn)生讀數(shù)誤差，這就要求測量員認真觀測和記錄，盡量減少該誤差對測量結(jié)果的影響。3. 水準尺傾斜誤差立尺員在水準測量這一工作中肩負重大的責任，要求將水準尺必須直立在相應(yīng)點上，無論是前后傾斜還是左右傾斜都會使測量結(jié)果增大。測量員在望遠鏡中很容易發(fā)現(xiàn)水準尺的左右傾斜，可以及時的作出糾正?？墒?，如果測量員的視線同水準尺同向傾斜，觀測時將很難發(fā)現(xiàn)。水準尺因傾斜而產(chǎn)生的誤差，其大小同自身的傾斜角度和尺上讀數(shù)的大小有關(guān)。其誤差影響隨尺本身傾斜角度和尺上讀數(shù)的增大而增大。：標尺傾斜原理示意圖讀數(shù)誤差的公式為：當尺傾斜度時，尺上讀數(shù)h=。根據(jù)以上計算結(jié)果可以看出，該項誤差所帶來的影響使不能忽視的。這種影響會隨著視線的不斷升高（讀數(shù)增大）而逐漸增大。為了減小這一誤差，在測量過程中要求立尺員將水準尺扶正，使水準尺上的圓水準器泡居中，即可表明水準尺已處于豎直狀態(tài)。對于一些未安裝水準器的水準尺，可以使用搖尺的方法，緩緩地將水準尺前后傾斜，直到觀測的數(shù)值讀到最小讀數(shù)時就表明水準尺已經(jīng)處于豎直狀態(tài)。對于水準尺左右傾斜的情況，測量員可以提示立尺員將水準尺扶正。 尺墊下沉和地球曲率與大氣折光的影響1. 水準儀與尺墊下沉誤差有時水準儀或尺墊安置處地面土質(zhì)松軟，以致水準儀或尺墊由于自重隨安置時間而下沉（也可能回彈上升）。為了減少此類誤差影響，觀測與操作者應(yīng)選擇堅實地面安置水準儀和尺墊，并踩實三腳架和尺墊，觀測時力求迅速，以減少觀測時間。對于精度要求較高的水準測量，采取一定的觀測程序（后前前后），可以減弱水準儀下沉誤差對高差的影響，同時，對往返觀測取平均值的這一方法同樣可以減弱尺墊下沉誤差對高差的影響。2. 地球曲率與大氣折光的影響水平面代替水準面對高差產(chǎn)生的誤差稱為地球曲率對高程的影響。ABaRbDO：地球曲率的影響A為測區(qū)中部的一點，沿鉛垂線投影到水平面上為a，B為測區(qū)內(nèi)的另一點，投影到過a點的切平面交點為b′，與水平面的交點為b，AB兩點投影到水平面上的弧長為D，在水平面上的距離為D′，R為地球的半徑。用C表示地球曲率對高程的影響，則有用D代替D′，并考慮C相對2R很小，則地球曲率對高程的影響為 （31）可見地球曲率對高差的影響與兩點間的距離成正比。水準儀在大氣折光的影響下，使其水平時的視線是一條曲線。實驗證明：這條曲線的曲率半徑約是地球曲率半徑的7倍。因此大氣折光對高差的影響規(guī)律應(yīng)與地球曲率的影響相同，[5]。123CfrAB：地球曲率與大氣折光改正注:1水平視線；2折光后視線；3大地水準面平行線。由式（31）可得大氣折光對高差的影響為那么地球曲率和大氣折光在測量中對高差的綜合影響可表示為《工程測量規(guī)范》規(guī)定，三、四等水準測量應(yīng)保證上、中、下三絲都能讀到數(shù)。 SDL1X電子水準儀標尺在測量時產(chǎn)生的誤差1. 標尺亮度對測量結(jié)果的影響SDL1X電子水準儀由于自身的組成和結(jié)構(gòu)就要求在測量過程中提供較高的測量條件，尤其是對配套標尺的亮度要求。在對隧道、地鐵及大壩等較暗的環(huán)境進行測量時，一定要對標尺提供照明設(shè)備。同時，在樹下由于樹葉的遮擋使標尺自身的亮度不均勻時會導致無法讀數(shù)。例如：索佳公司生產(chǎn)的SDL1X電子水準儀，當光線充足直射標尺時，光線正好反射到望遠鏡內(nèi)就無法讀數(shù)，稍稍旋轉(zhuǎn)標尺后就可以進行讀數(shù)。同時，該水準儀在逆光條件下也無法進行測量。因此，在儀器至標尺距離50m處進行標尺不同亮度時觀測中誤差的確定。 SDL1X電子水準儀在標尺不同亮度時觀測誤差亮度亮較亮適中打傘M/mm同理，：：DL201電子水準儀在標尺不同亮度時觀測誤差亮度亮較亮適中打傘M/mm由上表數(shù)據(jù)可知，標尺照明度較亮或較暗或尺面上光線不均勻都需要用打傘遮光。2. 遮擋標尺對電子讀數(shù)的影響遮擋程度主要是對儀器在測量過程中，當望遠鏡的視場內(nèi)有物體遮擋時儀器能否讀數(shù)時的阻礙情況。遮擋范圍用標尺全截距被遮擋的百分比作為指標，稱為遮擋率[10]。水準測量過程中，標尺常常會被雜草、樹枝等物體遮擋，在野外作業(yè)時更是如此。以下來通過實驗對標尺的遮擋程度讀數(shù)的影響進行驗證。1) 標尺部分遮擋對電子讀數(shù)的影響首先，對SDL1X電子水準儀進行實驗。：SDL1X遮擋程度的試驗結(jié)果項目標尺讀數(shù)（R值）/mR值變化/mm視距（D值）/mD值變化/mm備注正常情況 03————無遮擋遮擋中絲————————出現(xiàn)錯誤信息，不能讀數(shù)遮擋中絲以上部分 8512非對稱遮擋遮擋中絲以下部分 989非對稱遮擋遮擋上絲和下絲 897對稱遮擋遮擋2/3豎絲————————無法讀數(shù)SDL1X電子水準儀是用對稱于視場中絲的30cm的標尺截距來確定全部單次測量值的。當儀器至標尺的距離為30m時，按照望遠鏡視場對標尺的截距，在標尺上進行對稱或者不對稱的部分遮擋試驗。實驗得出的結(jié)論是：SDL1X電子水準儀在測量過程中雖然視場受到遮擋，但只要儀器能進行讀數(shù)即可進行測量。SDL1X在對配套標尺進行非對稱截距時仍可進行測量，視距影響為12mm；當中絲或2 /3豎絲被遮擋時，測量就會停止。對于SDL1X電子水準儀而言，當中絲或2/3豎絲被遮擋時，儀器將無法進行觀測，而在其他情況下仍可進行正常讀數(shù)?？偠灾?，SDL1X在標尺被部分遮擋時讀數(shù)不僅可以進行，誤差也較小。這一特性對于水準測量而言具有重要的意義。其次，對DL201電子水準儀進行實驗。在不同距離(50m)處用白紙從望遠鏡內(nèi)標尺截距的上下限開始向中間逐漸遮擋，直到無法讀數(shù)為止，求出遮擋率。：儀器至標尺距離與遮擋率的關(guān)系曲線根據(jù)上圖得出結(jié)論：遮擋率的大小同距離有密切的關(guān)系。遮擋率隨距離的增大而增大。當DL201電子水準儀同標尺相距10m內(nèi)，稍有遮擋測量就中斷；當儀器至標尺的距離大于50m時，遮擋率會達到百分之五十。但是只要儀器能進行讀數(shù)，誤差還是較小的。2) 水準尺傾斜對電子讀數(shù)的影響電子水準儀自身的原理導致CCD線陣上的像會隨著儀器的左右傾斜而傾斜，弊端是測量員無法看到，但有的儀器會發(fā)出提示信號，這時就要求扶尺員將尺扶正[16]。同樣，測量過程中應(yīng)特別注意標尺的前后傾斜情況，因為這種情況很難發(fā)現(xiàn)。這種方法主要針對標尺左右及前后傾斜對測量結(jié)果精度的影響。下面使用SDL1X電子水準儀對標尺前后傾斜進行觀測。將標尺嚴格立直進行觀測讀數(shù)，再進行標尺前后傾斜的觀測讀數(shù)，直到傾斜的角度大到無法觀測。：標尺前后傾斜對電子讀數(shù)影響標尺情況距離/m1020304050垂直中絲均值/m中誤差/mm視距/m前傾中絲均值/m中誤差/mm視距/m0后傾中絲均值/m中誤差/mm視距/m注：在相同觀測條件下，對同一未知量進行多次觀測，所得各個真誤差平方的平均值再取平方根，稱為中誤差，用m表示。同理，進行標尺左右傾斜的觀測，：：標尺左右傾斜對電子讀數(shù)的影響標尺情況距離/m1020304050垂直中絲均值/m中誤差/mm視距/m左傾中絲均值/m中誤差/mm視距/m右傾中絲均值/m中誤差/mm視距/m。，標尺前后傾角在2176。以內(nèi)時，誤差曲線相對平緩，；超過2176。時，誤差曲線成倍上升，相對誤差較大。同時，根據(jù)標尺前后傾斜的數(shù)據(jù)顯示，中絲的讀數(shù)和視距無關(guān)，并且讀數(shù)都比標尺垂直的情況下大。：標尺前后傾斜讀數(shù)誤差曲線 同理，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以繪出標尺左右傾斜時讀數(shù)誤差曲線。：標尺左右傾斜讀數(shù)誤差，同標尺前后傾斜時的情況相似，即左右傾角在2176。以內(nèi)時，讀數(shù)誤差的曲線相對平緩，誤差大小在1mm以內(nèi)；大于2176。時，誤差急劇上升，相對誤差較大。同樣，標尺左右傾斜時觀察的中絲讀數(shù)都呈變大趨勢。3) 調(diào)焦情況對標尺讀數(shù)的影響調(diào)焦質(zhì)量直接影響測量結(jié)果的精度，因此必須重視這一情況。電子水準儀與光學水準儀相似，測量時都是將標尺的像準確的聚焦在分劃板或CCD傳感器上，才可以準確地反應(yīng)測量結(jié)果，成像不清晰將直接導致測量結(jié)果的精度。：調(diào)焦成像質(zhì)量對標尺讀數(shù)影響調(diào)焦情況距離/m1020304050調(diào)焦清晰中絲均值/m中誤差/mm視距/m前進手輪中絲均值/m中誤差/mm視距/m后退手輪中絲均值/m中誤差/mm視距/m我們使用索佳SDL1X電子水準儀在10～50m的范圍進行實驗，保證其他條件不變，改變調(diào)焦狀態(tài)，調(diào)焦質(zhì)量清晰時進行20次觀測讀數(shù)。同樣情況下前進和倒退旋轉(zhuǎn)調(diào)焦手輪，使標尺處于模糊的狀態(tài)再進行20次測量。根據(jù)上表數(shù)據(jù)我們可以得出以下結(jié)論：在10～50m的測量范圍內(nèi)，調(diào)焦成像情況從清晰到手輪前后變動對高差均值的影響在177。(～)mm范圍內(nèi)。測量結(jié)果中，反映了一個明顯的數(shù)據(jù)變化規(guī)律，即手輪前景數(shù)據(jù)變小，手輪后退數(shù)據(jù)變大。同時視距的變化沒有明顯規(guī)律，整個范圍波動較大。實驗結(jié)果再次說明，在一定范圍內(nèi)，調(diào)焦質(zhì)量對測量結(jié)果的影響較小，但由于視線模糊的情況要反復進行瞄準測量，導致了工作時間較長，大大影響了工作效率。 震動及光強產(chǎn)生的誤差電子水準儀與條碼標尺組成的測量系統(tǒng)在工作時是處在不斷變化的環(huán)境中的。儀器的組成部件在測量過程中受環(huán)境影響會產(chǎn)生誤差，這些誤差常常由各組成部件之間綜合后對測量產(chǎn)生影響。由這些綜合因素結(jié)合而產(chǎn)生的誤差主要有：1. 震動對測量的影響電子水準儀是在自動安平水準儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以在測量過程中由于交通、天氣等影響而導致補償器不能正常使用，造成標尺的不穩(wěn)定性，對測量帶來影響。SDL1X電子水準儀在測量時對地面的震動非常敏感。因此，我們對索佳SDL1X電子水準儀進行了相應(yīng)的實驗。 在距標尺30m處安置儀器，在儀器、標尺均無震動和分別對儀器、標尺人為制造震動的情況下各觀測讀數(shù)10次，取中數(shù)作為基準值，然后取其平均值與基準值比較。當儀器震動而標尺不震動時，當標尺震動而儀器不震動時，讀數(shù)偏差最大為+。實驗結(jié)論為：只要測量時有震動，就會給測量工作帶來影響，標尺和儀器震動對測量結(jié)果的影響進行比較，前者更大，測量工作中應(yīng)盡量在無震動的情況下進行[17]。測量時應(yīng)將測站點和標尺立在堅硬、平穩(wěn)的地方，安置儀器后應(yīng)等待一段時間，待儀器沉降穩(wěn)定之后再進行測量。2. 光強變化對測量的影響SDL1X電子水準儀與其配套的標尺進行外業(yè)測量時，對光線的要求非常高，尤其是標尺。野外測量時，由于陽光、云層折射、空氣質(zhì)量以及照準方向等因素的綜合影響，條形碼尺的尺面反射的光通量和儀器單位時間內(nèi)接收的光通量是不斷變化的[15]。該電子水準儀的CCD圖象傳感器只有在適當?shù)墓鈴姺秶畠?nèi)才會將圖像信息轉(zhuǎn)換為電信號，因此對光亮不均勻的情況下所采集的條形碼集合對測量結(jié)果有很大影響。因此使用電子水準儀進行外業(yè)測量必須要充分考慮到光強這一影響。第四章 內(nèi)科大校園閉合水準路線精度分析只有從實踐出發(fā)，才能對電子水準儀的系統(tǒng)誤差進行檢驗。下面主要對測量過程中水準儀及尺墊下沉情況進行詳細的分析?，F(xiàn)在以內(nèi)蒙古科技大學校園為例，本次測量按照《工程測量規(guī)范》二等水準技術(shù)要求實施，采用的是閉合線路，我們使用的是SDL1X電子水準儀，以及與其配套的水準尺、尺墊一對。：：SDL1X電子水準儀的技術(shù)參數(shù)高程測量精度（ISO 171232）電子讀數(shù)采用BIS30A銦鋼標尺人工讀數(shù)距離測量精度（D：距離測離）電子讀數(shù)177。10mm：10m以內(nèi)177。：10～50m177。：50～100m測 程電子讀數(shù)～100m人工讀數(shù)～100m自動調(diào)焦范圍～100m本次測量水準線路是校園南側(cè)外圍，由于上課高峰期來往學生較多，為了避免由于遮擋影響本次實驗的誤差分析，所以把觀測時間安排在上午學生上課期間，避開上、下課高峰期。光強等外界因素容易使儀器、水準尺的精度不準，影響測量結(jié)果，所以在測量時一定要注意光強，必要時給儀器打傘，同時要求測量人員的速度要快。本次測量歷時半天，最后得出該控制網(wǎng)水準測量數(shù)據(jù)，：：兩次儀器高法水準測量記錄手簿測站點號后視讀數(shù)/mm前視讀數(shù)/mm高差/m平均高差/m高程/m+1