測繪專業(yè)畢業(yè)論文--淺談水準(zhǔn)測量的誤差來源及控制方法

1、<p><b>　　畢業(yè)生論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　淺談水準(zhǔn)測量的誤差來源及控制方法</p><p>　　---以南水北調(diào)天津干線TJ4-4標(biāo)段為例</p><p>　　班 級(jí)∶ </p><p>　　畢業(yè)學(xué)生 : <

2、/p><p>　　指導(dǎo)老師 : </p><p>　　日期：2012年6月13日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　高程測量是測量任務(wù)中的一部分。其中，水準(zhǔn)測量是高程測量中精度最高、用途最廣、一種普遍采用的測量方法。是確定建設(shè)工程地面點(diǎn)高程的方法之一。實(shí)施

3、測量過程中，要求測量人員要精心操作、以高度負(fù)責(zé)認(rèn)真的態(tài)度來對(duì)待測量工作,養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣。誤差允許范圍內(nèi)的精度由于儀器和人為的影響而不容易控制，而且易出現(xiàn)隱蔽性錯(cuò)誤，如果不能及早發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)資料是錯(cuò)誤的，從而水準(zhǔn)點(diǎn)高程不正確，直接影響路線縱斷面設(shè)計(jì)和施工工作。</p><p>　　關(guān)鍵詞：水準(zhǔn)測量； 水準(zhǔn)儀； 高程； 誤差</p><p><b>　　目　錄</b>&

4、lt;/p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　第1章 緒論2</b></p><p>　　1.1論文的背景和意義2</p><p>　　1.2論文的主要方法2</p><p>　　1.3論文的主要內(nèi)容2</p>&l

5、t;p>　　第2章 水準(zhǔn)測量的基本原理和方法3</p><p>　　2.1 水準(zhǔn)測量的基本原理3</p><p>　　2.2 水準(zhǔn)測量方法與水準(zhǔn)路線4</p><p>　　第3章 勘察設(shè)計(jì)過程中水準(zhǔn)測量的問題及控制方法4</p><p>　　3.1水準(zhǔn)測量中出現(xiàn)的問題4</p><p>　　3.2儀

6、器誤差（系統(tǒng)誤差）及控制方法7</p><p>　　3.2.1視準(zhǔn)軸不平行水準(zhǔn)管軸產(chǎn)生的誤差及控制方法7</p><p>　　3.2.2 水準(zhǔn)尺誤差及控制方法8</p><p>　　3.3 觀測誤差(偶然誤差)和控制方法8</p><p>　　3.3.1 符合水準(zhǔn)管氣泡居中誤差及控制方法8</p><p>　

7、　3.3.2調(diào)焦誤差和視差的影響及控制方法9</p><p>　　3.3.3 水準(zhǔn)尺的傾斜誤差及控制方法9</p><p>　　3.4 外界條件（偶然誤差）影響和控制方法10</p><p>　　3.4.1 地球球氣差和日照風(fēng)力引起的誤差及控制方法10</p><p>　　3.4.2 儀器升降和水準(zhǔn)尺下沉的影響11</p>

8、;<p>　　第4章 結(jié)論12</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　致謝14</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1論文的背景和意義</p><p

9、>　　高程測量是是測量任務(wù)中的重要一部分。其中，水準(zhǔn)測量在工程建設(shè)應(yīng)用中發(fā)揮著很重要的作用。它為施工放樣、設(shè)備安裝、變形監(jiān)測及分析與預(yù)報(bào)領(lǐng)域中提供基礎(chǔ)資料，為工程的順利進(jìn)行做鋪墊。在這里，節(jié)選來自南水北調(diào)中線一期工程天津干線TJ4-4標(biāo)段控制點(diǎn)SB43至SB48的三等水準(zhǔn)測量為例，我們初次測量時(shí)的成果顯示，其高差允許值都超出了規(guī)范要求，不能符合工程建設(shè)需要。最后經(jīng)過認(rèn)真檢查發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)場作業(yè)時(shí)沒有按精密水準(zhǔn)測量規(guī)范操作，一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)段

10、測完后沒有立即進(jìn)行檢查、復(fù)核，為誤差的積累創(chuàng)造了條件。最后我們又從新復(fù)測了該段的高程，從儀器到測量人員做了全面的分析，從而發(fā)現(xiàn)了前期誤差來源的主要問題。今天來寫這個(gè)題目，就是來探討水準(zhǔn)測量在工程建設(shè)應(yīng)用當(dāng)中產(chǎn)生的一些問題和解決方法。只要我們?cè)谧鳂I(yè)時(shí)按照其規(guī)范來要求測量人員，會(huì)在很大程度上提高我們的作業(yè)速度、效率和質(zhì)量，把水準(zhǔn)測量的誤差限制最小，做到精益求精，以更好地為工程的順利進(jìn)行服務(wù)。</p><p>　　1.

11、2論文的主要方法</p><p>　　水準(zhǔn)測量在工程應(yīng)用中的使用方法很多，這里主要論述的是在工程應(yīng)用種最常用的有中間法（前后視距相等）、搖尺法（讀數(shù)時(shí)尺底置于點(diǎn)上，尺的上部在視線方向前后慢慢移動(dòng)，讀取最小讀數(shù)）和距離補(bǔ)償法（前視距離和等于后視距離總和）來消除在測量當(dāng)中產(chǎn)生的誤差</p><p>　　1.3論文的主要內(nèi)容</p><p>　　這里主要論述水準(zhǔn)測量在工程

12、測量中的基本原理，以及在勘察設(shè)計(jì)過程中水準(zhǔn)測量的問題及控制方法。其分為：</p><p>　　儀器誤差（系統(tǒng)誤差）及控制方法；</p><p>　　觀測誤差（偶然誤差）及控制方法；</p><p>　　外界條件（偶然誤差）影響和控制方法。</p><p>　　第2章 水準(zhǔn)測量的基本原理和方法</p><p>　　2.

13、1 水準(zhǔn)測量的基本原理</p><p>　　水準(zhǔn)測量的基本原理是根據(jù)幾何關(guān)系，利用儀器提供的水平視線觀測立在兩點(diǎn)間上的水準(zhǔn)尺以測定兩點(diǎn)間的高差。如圖1所示，在需要測定高差的A、B兩點(diǎn)上分別立上水準(zhǔn)尺，在A、B兩點(diǎn)的中點(diǎn)安置可獲得水平視線的儀器（水準(zhǔn)儀），水平視線在A、B兩尺上的截尺數(shù)分別為a、b，設(shè)水準(zhǔn)測量的前進(jìn)方向是由A點(diǎn)向B點(diǎn)，則規(guī)定A點(diǎn)為后視點(diǎn)，其水準(zhǔn)讀數(shù)為a，稱為后視讀數(shù)；B點(diǎn)為前視點(diǎn)，其水準(zhǔn)讀數(shù)為b，稱

14、為前視讀數(shù)。由于AB距離很短，地球曲率影響可忽略不計(jì)，則A、B兩點(diǎn)的高差為：</p><p>　　圖1 水準(zhǔn)測量幾何原理</p><p>　　hab = a － b （2-1）</p><p>　　于是B點(diǎn)的高程Hb可按下式計(jì)算：</p><p>　　Hb = Ha ＋ hab

15、 （2-2） </p><p>　　高差hab本身可正可負(fù)，當(dāng)a大于b時(shí)，hab值為正，這種情況是B點(diǎn)高于A點(diǎn)；當(dāng)a小于b時(shí)，hab值為負(fù)，即B點(diǎn)低于A點(diǎn)。</p><p>　　為了避免計(jì)算高差時(shí)發(fā)生正、負(fù)號(hào)的錯(cuò)誤，在書寫高差hab時(shí)必須注意h下標(biāo)的寫法。如，hab是表示由A點(diǎn)至B點(diǎn)的高差；而hab表示由B點(diǎn)至A點(diǎn)的高差，即</p><p>　　hab

16、 =- hba （2-3）</p><p>　　從圖1中還可以看出，B點(diǎn)的高程也可以利用水準(zhǔn)儀的視線高程Hi（也稱為儀器高程）來計(jì)算：</p><p>　　Hi= Ha +a （2-4）</p><p>　　Hb = Ha ＋（a － b）= Hi –b

17、 （2-5）</p><p>　　當(dāng)安置一次水準(zhǔn)儀根據(jù)一個(gè)已知高程的后視點(diǎn)，需要求若干個(gè)未知點(diǎn)的高程時(shí)，用上式計(jì)算較為方便，此法成為視線高法，它在建筑工程中經(jīng)常應(yīng)用。</p><p>　　2.2 水準(zhǔn)測量方法與水準(zhǔn)路線</p><p>　　當(dāng)?shù)孛嫔蟽牲c(diǎn)間的距離較長或高差較大時(shí),僅安置一次儀器不能直接測得兩點(diǎn)間的高差,則進(jìn)行連續(xù)的分段測量,將所

18、得各段高差相加、即可求得兩點(diǎn)間的高差。如某一點(diǎn)的高程通過轉(zhuǎn)1、轉(zhuǎn)2、轉(zhuǎn)3、轉(zhuǎn)n等點(diǎn)傳遞到另一點(diǎn),這些用來傳遞高程的點(diǎn),稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)。任意轉(zhuǎn)點(diǎn)位置的變動(dòng),都會(huì)直接影響到某一點(diǎn)的高程,因此,轉(zhuǎn)點(diǎn)位置應(yīng)選在堅(jiān)實(shí)的地面上,在其上放置尺墊并踩實(shí)。</p><p>　　水準(zhǔn)路線是水準(zhǔn)測量進(jìn)行的路線。根據(jù)測區(qū)的具體情況,可選用不同的水準(zhǔn)路線,水準(zhǔn)路線分為附合水準(zhǔn)路線、閉合水準(zhǔn)路線、支水準(zhǔn)路線等三種。</p><

19、p>　　1）附合水準(zhǔn)路線：當(dāng)測區(qū)附近有高級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí),可由一高級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)開始,沿著待測各高程的水準(zhǔn)點(diǎn)1、2、作水準(zhǔn)測量,最后附合到另一高級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)叫附合水準(zhǔn)路線。</p><p>　　2）閉合水準(zhǔn)路線：當(dāng)測區(qū)附近有一高級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí),可從該點(diǎn)出發(fā),沿著待測的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測量,最后仍回到起始點(diǎn),形成一個(gè)閉合的路線。</p><p>　　3）支水準(zhǔn)路線：從某一水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā),進(jìn)行水準(zhǔn)測量到另一個(gè)點(diǎn),

20、即不符合到另一點(diǎn),也不形成閉合的水準(zhǔn)路線。</p><p>　　第3章 勘察設(shè)計(jì)過程中水準(zhǔn)測量的問題及控制方法</p><p>　　3.1水準(zhǔn)測量中出現(xiàn)的問題</p><p>　　水準(zhǔn)測量是采用幾何原理，利用水平視線測定兩點(diǎn)間高差。儀器使用DS3型水準(zhǔn)儀，工具是3m的雙面木質(zhì)水準(zhǔn)標(biāo)尺和尺墊。渠道工程測量一般使用DS3型微傾式自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，每公里能達(dá)到的精度是3m

21、m，水準(zhǔn)儀在一個(gè)測站使用的基本程序是安置儀器、粗略整平、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺、精確整平和讀數(shù)。我們?cè)趯?shí)際勘測過程中按這個(gè)順序施行，在每一水準(zhǔn)點(diǎn)段測完后復(fù)核結(jié)果。</p><p>　　在一個(gè)測區(qū)內(nèi)所有的工程采用同一個(gè)高程系統(tǒng)，現(xiàn)在應(yīng)用三等水準(zhǔn)點(diǎn)觀測方法采取往返測量，并且按照雙面水準(zhǔn)標(biāo)尺和中絲測高法并且每站按照“后—前—前—后”的觀測程序進(jìn)行觀測讀數(shù)，最終成果整理要求高差閉合差fh容（fh容=Σh往+Σh返）達(dá)到平原微丘區(qū)三等

22、水準(zhǔn)測量的精度不大于±12·L（1/2）。平原微丘地區(qū)影響水準(zhǔn)測量精度的主要因素是水準(zhǔn)路線的長度，長度越長，精度越低。山區(qū)，則是測站，測站越多，精度越低。</p><p>　　一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)段測完后應(yīng)立即進(jìn)行檢核，在每一測站，沒有檢查、復(fù)核，為誤差的積累創(chuàng)造了條件，容易返工，耽誤時(shí)間、浪費(fèi)人力。通過工程實(shí)踐證明，這一方法經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤，這里節(jié)選取在“南水北調(diào)中線工程天津干線TJ4-4標(biāo)段控制點(diǎn)SB4

23、3至SB48測段水準(zhǔn)點(diǎn)外業(yè)測量結(jié)果所出現(xiàn)的錯(cuò)誤整理如下：</p><p>　　表3.1 南水北調(diào)中線工程天津干線TJ4-4標(biāo)段控制點(diǎn) SB43至SB48水準(zhǔn)點(diǎn)外業(yè)測量結(jié)果</p><p>　　表3.2 南水北調(diào)中線工程天津干線TJ4-4標(biāo)段控制點(diǎn) SB43至SB48水準(zhǔn)點(diǎn)外業(yè)復(fù)測測量結(jié)果</p><p>　　表3.1經(jīng)過成果整

24、理，讀數(shù)差Δh=Σ后視-Σ前視，Δh大于2mm不滿足規(guī)范要求。但是施工過程中，施工單位和監(jiān)理提出問題要求復(fù)測，經(jīng)過表3.2復(fù)核補(bǔ)充測量成果證實(shí)，外業(yè)測量的結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。因此，有必要分析水準(zhǔn)測量的誤差，找出控制糾正的方法，避免錯(cuò)誤的出現(xiàn)，保證項(xiàng)目的順利施工。</p><p>　　水準(zhǔn)測量誤差有儀器誤差、觀測誤差和外界條件的影響。</p><p>　　3.2儀器誤差（系統(tǒng)誤差）及控制方法&

25、lt;/p><p>　　3.2.1視準(zhǔn)軸不平行水準(zhǔn)管軸產(chǎn)生的誤差及控制方法</p><p>　　儀器雖在測量前經(jīng)過校正，仍會(huì)存在殘余誤差。一方面是制造誤差，即儀器在制造過程中就存在制造缺陷誤差，這項(xiàng)誤差是無法消除的；另一方面是檢驗(yàn)和校正后的殘余誤差。在這些誤差中，影響最大、表現(xiàn)突出的就是照準(zhǔn)軸和水準(zhǔn)管軸不平行的誤差，即i角誤差。設(shè)A、B分別為同一測站的后視點(diǎn)和前視點(diǎn)，SA、SB分別為后視和前視

26、的距離，XA、XB為由于視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行而引起的讀數(shù)誤差。如果不考慮地球曲率和大氣折光的影響，B點(diǎn)對(duì)A點(diǎn)的高差為：</p><p>　　hab = （a – XA）–（b –XB） =（a – b）–（XA –XB） （3-1）</p><p><b>　　因 </b></p><p>　　x =S tan i

27、 （3-2）</p><p><b>　　故 </b></p><p>　　hab = （a – b）–（SA–SB）tani =（a – b）–（SA–SB）1/ρ" （3-3）</p><p><b>　　對(duì)于一測段有 </b></p><p&g

28、t;　　∑h = ∑（a – b）–1/ρ"×∑（SA–SB） （3-4）</p><p>　　通過分析，i角誤差的影響與儀器至前后視標(biāo)尺的視距差及視距積累有關(guān)。因此造成水準(zhǔn)管氣泡居中，水準(zhǔn)管軸居于水平位置而望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸卻發(fā)生傾斜，致使讀數(shù)誤差。要消除i角誤差的影響，在實(shí)際作業(yè)中只要做到前后視距相等即可，這種誤與視距長度成正比。觀測時(shí)可通過中間法（前后視距相等）和距離補(bǔ)償法（前

29、視距離和等于后視距離總和）消除。針對(duì)中間法在實(shí)際過程中的控制，立尺人是關(guān)鍵，通過應(yīng)用普通皮尺測距離，之后立尺，簡單易行。而距離補(bǔ)償法不僅繁瑣，并且不容易掌握。</p><p>　　殘余i 角也不是固定不變的，即使在同一測站上，后視和前視的i 角往往由于太陽光照射的不同而不一樣。為了避免這種誤差的產(chǎn)生，在陽光下進(jìn)行觀測必須用測傘遮住儀器。在照準(zhǔn)同一測站的前、后視尺時(shí)，盡量避免調(diào)焦。 </p><

30、p>　　3.2.2 水準(zhǔn)尺誤差及控制方法</p><p>　　主要包含尺長誤差（尺子長度不準(zhǔn)確）、刻劃誤差（尺上的分劃不均勻）和零點(diǎn)差（尺的零刻劃位置不準(zhǔn)確），對(duì)于較精密的水準(zhǔn)測量，一般應(yīng)選用尺長誤差和刻劃誤差小的標(biāo)尺。對(duì)于尺長誤差較大水準(zhǔn)尺，使用時(shí)應(yīng)在最后的高差加上水準(zhǔn)尺每1m的尺長改正。水準(zhǔn)尺的底面與標(biāo)尺第一個(gè)分格的起始線（黑面為零、紅面為4687或4787）應(yīng)當(dāng)是一致的。但由于使用磨損等原因，有時(shí)不能

31、完全一致，這個(gè)差數(shù) 是標(biāo)尺的零點(diǎn)差（包括黑紅面零點(diǎn)差及一對(duì)標(biāo)尺零點(diǎn)差）。標(biāo)尺零點(diǎn)差的影響對(duì)于測站數(shù)為偶數(shù)的水準(zhǔn)路線是可以自行抵消的。當(dāng)測站數(shù)為奇數(shù)時(shí)，高差中含有這種誤差的影響。所以，在水準(zhǔn)測量中，每測段的測站數(shù)應(yīng)取偶數(shù)為好，這樣就消除標(biāo)尺的零點(diǎn)差對(duì)高程的影響；或者標(biāo)尺的零誤差的影響，控制方法可以通過在一個(gè)水準(zhǔn)測段內(nèi)，兩根水準(zhǔn)尺交替輪換使用（在本測站用作后視尺，下測站則用為前視尺），并把測段站數(shù)目布設(shè)成偶數(shù)，即在高差中相互抵消。同時(shí)可以減

32、弱刻劃誤差和尺長誤差的影響。</p><p>　　3.3 觀測誤差(偶然誤差)和控制方法</p><p>　　3.3.1 符合水準(zhǔn)管氣泡居中誤差及控制方法</p><p>　　水準(zhǔn)測量的主要條件是視線必須水平。假設(shè)當(dāng)水準(zhǔn)儀不存在i角誤差的情況下，我們用微傾螺旋使管水準(zhǔn)氣泡居中，此時(shí)一般認(rèn)為管水準(zhǔn)軸就水平了因而望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)軸水平了。其實(shí)不然，在觀察到氣泡居中的一瞬間，還

33、不能認(rèn)為水準(zhǔn)軸是水平的。由于符合水準(zhǔn)氣泡未能做到嚴(yán)格居中，造成望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸傾斜，產(chǎn)生讀數(shù)誤差。讀數(shù)誤差的大小與水準(zhǔn)管的靈敏度有關(guān)，主要是水準(zhǔn)管分劃值τ的大小。此外，讀數(shù)誤差與視線長度成正比。水準(zhǔn)管居中誤差一般認(rèn)為是0.1·τ，根據(jù)公式m居=0.1·τ″·S/2ρ″，DS3級(jí)水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)管的分劃值一般為20″，視線長度S為75m，ρ=206265″，那么，m居=0.4mm。由此看來，只要觀測時(shí)符合水準(zhǔn)管氣泡能夠

34、認(rèn)真仔細(xì)進(jìn)行居中，且對(duì)視線長度加以限制，與中間法一致，此誤差可以消除。</p><p>　　3.3.2調(diào)焦誤差和視差的影響及控制方法</p><p>　　在觀測時(shí)，若在照準(zhǔn)后、前尺時(shí)均調(diào)焦，必然使在前、后尺讀數(shù)時(shí)i角高度不一致，從而引起讀數(shù)誤差。前后視距相等時(shí)可避免在一站中重復(fù)調(diào)焦。當(dāng)存在視差時(shí)，尺像不與十字絲平面重合，觀測時(shí)眼睛所在的位置不同，讀出的數(shù)也不同，因此，產(chǎn)生讀數(shù)誤差。所以在每

35、次讀數(shù)前，控制方法就是要仔細(xì)進(jìn)行物鏡對(duì)光，消除視差。</p><p>　　普通水準(zhǔn)測量中水準(zhǔn)尺以厘米刻劃，考慮儀器的基本性能，影響估讀精度的因素主要與十字絲的粗細(xì)、望遠(yuǎn)鏡放大倍率及視線長度等因素有關(guān)。其中視線長度影響較大，有關(guān)規(guī)范對(duì)不同等級(jí)水準(zhǔn)測量時(shí)的視線均作了規(guī)定，作業(yè)時(shí)應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行。</p><p>　　3.3.3 水準(zhǔn)尺的傾斜誤差及控制方法</p><p>　　

36、水準(zhǔn)尺如果是向視線的左右傾斜，觀測時(shí)通過望遠(yuǎn)鏡十字絲很容易察覺而糾正。但是，如果水準(zhǔn)尺的傾斜方向與視線方向一致，則不易察覺。尺子傾斜總是使尺上讀數(shù)增大。它對(duì)讀數(shù)的影響與尺的傾斜角和尺上讀數(shù)的大小（即視線距地面的高度）有關(guān)。尺的傾斜角越大，對(duì)讀數(shù)的影響就越大；尺上讀數(shù)越大，對(duì)讀數(shù)的影響就越大。如圖2所示。當(dāng)水準(zhǔn)尺的傾斜角為γ時(shí)，其尺上讀數(shù)為a1，則由圖2可知 </p><p>　　a = a1 * cos γ

37、 （3-5）</p><p>　　△a = a1－ a = a1 * (1－cos γ) （3-6）</p><p>　　圖2 水準(zhǔn)尺傾斜對(duì)讀數(shù)影響</p><p>　　即△a得大小取決于水準(zhǔn)尺傾斜角γ和標(biāo)尺上讀數(shù)a1的大小。所產(chǎn)生的讀數(shù)誤差為Δa =a（1-cosγ）。當(dāng)γ=3

38、o，a=1.5m時(shí)，Δa = 2mm，由此可以看出，此項(xiàng)影響是不可忽視的，通常我們立鏡高度是1.7m, 則Δa = 2.33mm，。因此，在水準(zhǔn)測量中，立尺是一項(xiàng)十分重要的工作，一定要認(rèn)真立尺，使尺處于鉛垂位置。尺上有圓水準(zhǔn)的應(yīng)使氣泡居中。必要時(shí)可用搖尺法，即讀數(shù)時(shí)尺底置于點(diǎn)上，尺的上部在視線方向前后慢慢搖動(dòng)，讀取最小的讀數(shù)。當(dāng)?shù)孛嫫露容^大時(shí)，尤其應(yīng)注意將尺子扶直，并應(yīng)限制尺的最大讀數(shù)。最重要的是在轉(zhuǎn)點(diǎn)位置。</p>&l

39、t;p>　　3.4 外界條件（偶然誤差）影響和控制方法</p><p>　　3.4.1 地球球氣差和日照風(fēng)力引起的誤差及控制方法</p><p>　　如上圖3所示，A、B為地面上兩點(diǎn)，大地水準(zhǔn)面是一個(gè)曲面，如果水準(zhǔn)儀的視線a′b′平行于大地水準(zhǔn)面，則A、B兩點(diǎn)的正確高差為：</p><p>　　hab = a′ － b′

40、 （3-7）</p><p>　　但是，水平視線在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)分別為a″、b″。a′、a″之差與b′、b″之差，就是地球曲率對(duì)讀數(shù)的影響，用c表示。即：</p><p>　　C = D2/2R （3-8）</p><p>　　式中 D——水準(zhǔn)儀到水準(zhǔn)尺的距離（km）；</p><p>　

41、　R——地球的平均半徑，R=6 371km。</p><p>　　由于大氣折光的影響，視線是一條曲線，在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)分別為a、b；a、a″之差與b、b″之差，就是大氣折光對(duì)讀數(shù)的影響，用r表示。在穩(wěn)定的氣象條件下，r約為c的1/7，即 </p><p>　　r = 1/7(C)=0.07(D2/2R) （3-9）</

42、p><p>　　地球曲率和大氣折光的共同影響為：</p><p>　　f =c- r =0.43(D2/2R) （3-10）</p><p>　　由于地球曲率的緣故，在同一水準(zhǔn)面上的兩個(gè)點(diǎn)其高差并不為零。由此產(chǎn)生用水平面代替水準(zhǔn)面對(duì)高程的影響，可以用公式C =D2/（2R）表示，地球半徑R =6 371Km，當(dāng)D =1Km時(shí)，C =8

43、cm；顯然，以水平面代替水準(zhǔn)面時(shí)高程所產(chǎn)生的誤差要遠(yuǎn)大于測量高程的誤差。所以，對(duì)于高程而言，即使距離很短，也不能將水準(zhǔn)面當(dāng)作水平面，一定要考慮地球曲率對(duì)高程的影響。實(shí)測中采用中間法可自動(dòng)消除曲率對(duì)前后視讀數(shù)的影響。大氣折光使視線成為一條曲率約為地球半徑7倍的曲線，使讀數(shù)減小，可以用公式Δh =D2/（2x7R）表示，視線離地面越近，折射越大，因此，視線距離地面的高度不應(yīng)小于0.3m，并且其影響也可用中間法消除或減弱。此外，應(yīng)選擇有利的時(shí)

44、間，一日之中，上午10時(shí)至下午4時(shí)這段時(shí)間大氣比較穩(wěn)定，便于消除大氣折光的影響，但在中午前后觀測時(shí)，尺像會(huì)有跳動(dòng)，影響讀數(shù)，應(yīng)避開這段時(shí)間，陰天、有微風(fēng)的天氣可全天觀測。日照及風(fēng)力引起的誤差影響是綜合的，比較復(fù)雜。如果光照會(huì)造成儀器各部分受熱不均使軸線關(guān)系發(fā)生改變、風(fēng)大時(shí)會(huì)使儀器抖動(dòng)、不易精平等會(huì)引起誤差。處選擇好的天氣測量外，給儀器打傘遮光等都是消除和減弱其影響的好</p><p>　　3.4.2 儀器升降和水

45、準(zhǔn)尺下沉的影響</p><p>　　在觀測中，由于儀器的自重、測站上土質(zhì)松軟等原因，使儀器隨時(shí)間逐漸下沉；或由于土壤的彈性會(huì)使儀器上升，它將使尺上讀數(shù)減小或增大。為減小下沉的影響，儀器應(yīng)安置在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)的地方，腳架要踏實(shí)。在測站采用往返觀測法，提高觀測速度，可消除其影響。</p><p>　　水準(zhǔn)尺下沉的誤差是指儀器在搬遷過程中，轉(zhuǎn)點(diǎn)發(fā)生下沉，使遷站后的后視讀數(shù)增大，算得的高差也增大。如果采

46、取往返測，往測高差增大，返測高差減小，所以取往返高差的平均值，可以減弱水準(zhǔn)尺下沉的影響。最有效的方法是應(yīng)用尺墊，在轉(zhuǎn)點(diǎn)的地方必須放置尺墊，并將其踩實(shí)，以防止水準(zhǔn)尺在觀測過程中下沉。</p><p><b>　　第4章 結(jié)論</b></p><p>　　根據(jù)誤差來源分析表3.2，應(yīng)用偶然中誤差MΔ=±（[Δ·Δ]/[4·n·R]

47、）（1/2）計(jì)算合格，附合路線閉合差公式計(jì)算同樣合格。那么，這個(gè)比較隱蔽的錯(cuò)誤主要來源是立尺方向出現(xiàn)傾斜和轉(zhuǎn)點(diǎn)位置下沉或移動(dòng)，中間法距離控制不好。解決的方法是首先改變水準(zhǔn)測量的模式，基平與中平分開。其次在每一個(gè)測站檢核，在同一測站上以不同的儀器高度（或稱視線高度）觀測兩次，兩次所測高差之差不超過規(guī)定的容許值2.0mm，取其算術(shù)平均值作為本測站的觀測結(jié)果。嚴(yán)格執(zhí)行上述控制誤差的方法。就能夠有效的把誤差控制在精度要求內(nèi)。</p>

48、<p>　　總之，水準(zhǔn)測量是測量中的一個(gè)需要頻繁操作的工作。水準(zhǔn)測量成果的精確與否，直接影響到工程的質(zhì)量。所以，我們要熟練掌握技術(shù)，把水準(zhǔn)測量的誤差限制最小，做到精益求精，以更好地為工程服務(wù)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1. 《工程測量規(guī)范》. GB50026-2007.</p><p>

49、　　2. 《城市測量規(guī)范》. CJJ8-99.</p><p>　　3. 《國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》. GB12897-91.</p><p>　　4. 趙文亮. 《地形測量》 黃河水利出版社， 2005.8.</p><p>　　5． 高井祥，張書畢，于勝文等.測量學(xué).徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　6.

50、 武漢大學(xué)測繪學(xué)院測量平差學(xué)科組.誤差理論與測量平差基礎(chǔ).武漢：武漢大學(xué)出版社，2006.</p><p>　　7. 楊俊志，劉宗全.數(shù)字水準(zhǔn)儀的測量原理及其鑒定.北京：測繪出版社，2005.</p><p>　　8. 寧津生等.測繪學(xué)概論.武漢：武漢大學(xué)出版社，2004.</p><p>　　9． 武漢測繪科技大學(xué)《測量學(xué)》編寫組.測量學(xué)（第三版）.北京：測

51、繪出版社，1991. </p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　時(shí)光荏苒，歲月如梭。記憶的雪花翩翩起舞，思緒定格在鳳凰花開的季節(jié)。揮灑過汗水，也滴落過淚花，這里有我熟悉的一切，有我熱愛的一切?；秀敝?，在美麗的甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，度過了人生中最為寶貴的年華。 鳳凰涅磐需要經(jīng)歷烈火的煎熬和痛苦的考驗(yàn)。邁進(jìn)象牙塔殿堂時(shí)的激動(dòng)，仍時(shí)刻在內(nèi)

52、心回蕩，不知不覺中完成了人生中最大的一次蛻變。蛻變需要經(jīng)歷過磨練，磨練可以讓我們更為堅(jiān)強(qiáng)，去勇敢面對(duì)生活中所遇到的困難與磨難。  </p><p>　　感謝**老師，是您悉心的指導(dǎo)、關(guān)心和鼓勵(lì)下，才使得我養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，也讓我學(xué)會(huì)了如何去解決所遇到的問題。感謝您讓我懂得了科學(xué)探索的奧秘在于永遠(yuǎn)保持一個(gè)樂觀積極向上的心態(tài)以及腳踏實(shí)地勤勉的務(wù)實(shí)作風(fēng)。</p><p>　　在三