关于精密水准测量误差的探讨
摘要：为了高精度测定地面点的高程，精密水准测量仍然是目前最佳的传统观测方法。本文主要对影响精密水准测量误差的一些因素，进行了简单的分析。
关键词：精密水准测量、误差、影响 一、前言
过去由于受到仪器制造技术的限制，精密水准测量的精度受偶然误差的影响较大，因此对测量误差的分析多为对偶然误差的分析。随着科学技术的发展，对地面点高程的精度要求也在不断提高。高精度电子水准仪的问世，使得精密水准测量的工作的自动化程度大大提高。但在精密水准测量过程中，同样存在着各式各样的误差。因此，关于精密水准测量误差的分析，对克服误差的影响有着重要的意义。
二、精密水准测量中的误差分析
与常规的测量工作一样，精密水准测量的误差来源有三个：一是测量仪器误差；二是观测误差；三是外界条件误差。在主要误差来源中，一、二项误差的影响基本上具有系统误差的性质，而第三项造成的测量误差为偶然误差。在此就不一一介绍，下文就其中一些主要误差，进行简单的阐述。 1、水准仪i 角的误差
水准仪的视准轴与水准轴相互不平行，在垂直面上投影的交角
称i 角，它对水准测量产生单向性的影响，其产生的误差与视距长短成正比。在i 角保持不变的情况下，一个测站上的前后视距相等，可以消除i 角的误差影响。实际作业中，前后视距相等是困难的，一、二等水准测量测站的前后视距差应小于0.5 m、1.0 m; 为使i 角误差不累积，一、二等水准测量的任一测站前后视距累计差应小于1.5 m、3.0 m。 2、标尺不竖直的影响
水准标尺的竖立，当利用圆水准器用手支撑时，其倾斜误差可达25′。标尺无论向那个方向倾斜，都使标尺上的读数增大，其误差的大小与标尺读数的位置有关。对于单根标尺的读数而言，标尺倾斜误差的影响具有系统误差的特性。但对于某条水准线路来说，标尺不竖直误差对各测站观测高差的影响，由于前后视标尺倾斜程度及读数位置不一而表现出偶然性。风向与水准施测路线同向时，前后视尺的倾斜角近似相同，风向与观测中线同方向，前后标尺均发生同样的倾斜时的现象与规律：在往返测的闭合差中几乎没有显示；对往返测的高差中数影响较大，它随高差的增加而增大，对观测成果产生系统性的影响。当前后标尺竖直误差不等时，也可出现与上述相同的现象及规律。消除其影响的方法是把标尺上的圆气泡在前、后、左、右四个方向上校正好，并用尺杆固定尺身，读取标尺读数时，使气泡严格居中。 3、仪器、标尺点沉降的影响
水准仪和水准标尺的自重对地面施加了一定的荷载，使得在一个测站的水准观测过程中，仪器和标尺随安置时间的延长而产生连续的沉降。当后视尺读数与前视尺读数之间仪器发生下沉，其结果是前视读数比应有读数小，使所测得的高差大于两点间的实际高差。对于某条水准线路而言，仪器下沉的影响具有系统性，结果是单程观测成果大于理论值。因此，在一测站的观测过程中，须采取后- 前- 前- 后的观测顺序。对于整条水准线路来说，应进往返观测，并取往测高差与返测高差的中数作为一条线路的最后观测高差，这样做的目的是使得在观测过程中由仪器与标尺点下沉所引起的观测高差误差大部分得到消除。 4、前后视标尺受热不均的影响
外业观测中，须两根水准标尺交替进行，每根标尺受太阳照射的方向不同，前后标尺的温度也不同，锢瓦带温度差别最大可达11℃；外业受地形起伏的影响，每站的前后视读数不可能同在标尺的中部，而标尺受地面热辐射的影响，上、中、下不同部位的温度也不同，温差最大可达1.5℃。由于前后视标尺锢瓦带受热不均，使其所产生的长度变形不一致，因而导致前后视读数误差不等，影响高差观测成果的质量。所以外业尽量使用随温度变化较小的木质标尺。
5、大气折光的影响
大气折光是由地面大气密度不均匀而引起的，它使观测时的水