第六节
水准测量误差来源及其影响

为了提高水准测量的精度，必须分析和研究误差的来源及其影响规律，找出消除或减弱这些误差影响的措施。水准测量误差的来源主要有仪器本身误差、观测误差及外界条件影响产生的误差三个方面。

一、仪器误差

仪器误差的主要来源是望远镜的视准轴与水准管轴不平行而产生的 i 角误差。规范规定，S3水准仪的 i 角大于20″才需要校正，水准仪虽经检验校正，但不可能彻底消除 i 角，要消除或减弱 i 角对高差的影响必须在观测时使仪器至前、后视水准尺的距离相等。在水准测量的每一站观测中，前、后视水准尺的距离相等不容易做到，故规范规定，对于四等水准测量，一站的前、后视距差应不大于5m，前、后视距累积差应不大于10m。

二、水准标尺的误差

由于标尺本身的原因和使用不当所引起的读数误差称为标尺误差。水准标尺本身的误差包括分划误差、尺面弯曲误差、尺长误差等，规范规定，对于区格式木制水准标尺，米间隔平均真长与名义长之差不应大于0.5mm，所以在使用前必须对水准标尺进行检验，符合要求方可使用。

1.水准标尺零点差

由于使用、磨损等原因，水准标尺的底面与其分划零点不完全一致，其差值称为标尺零点差。对于一个测段的测站数为偶数段的水准路线，标尺零点差的影响可自行抵消；若为奇数站，所测高差中将含有该误差的影响。

2.水准标尺倾斜误差

如图2-27所示，水准测量时，若水准标尺前、后倾斜，从水准仪的望远镜视场中不会察觉。在倾斜标尺上的读数总是比正确的标尺读数大，且视线高度越大，误差就越大。为减少水准标尺竖立不直产生的读数误差，可使用安装有圆水准器的水准标尺，并注意在测量工作中认真扶尺，使标尺竖直。

三、整平误差

水准测量是利用水平视线测定高差的，如果仪器没有精确整平，则倾斜的视线将使标尺读数产生误差。

（2-19）

由图2-28知，设水准管的分划值为20″，如果气泡偏离半格（即 i =10″），则当距离为50m时， Δ =2.4mm；当距离为100m时， Δ =4.8mm；误差随距离的增大而增大。因此，在读数前，必须使附合水准气泡精确吻合。

四、读数误差的影响

读数误差产生的原因有两个：一是十字丝视差；二是估读毫米数不准确（估读误差）。十字丝视差可通过重新调节目镜和物镜调焦螺旋加以消除；估读误差与望远镜的放大率和视距长度有关，因此各等级水准测量所用仪器的望远镜放大率和最大视距都有相应规定，视距越长，读数误差越大，普通水准测量中，要求望远镜放大率在20倍以上，视线长不超过150m。

五、仪器和标尺升沉误差

如图2-29所示，在水准测量时，仪器、水准尺的重量和土壤的弹性会使仪器及尺垫下沉或上升，导致读数减小或增大而引起观测误差。

1.仪器下沉（或上升）的速度与时间成正比

如图2-29（a）所示，从读取后视读数 a ₁ 到读取前视读数 b ₁ 时，仪器下沉了 Δ ，则有

为了减弱此项误差的影响，可在同一测站进行第二次观测，而且第二次观测应先读前视读数 b ₂ ，再读后视读数 a ₂ 。则

取两次高差的平均值，即

可消减仪器下沉对高差的影响。一般称上述操作为“后、前、前、后”的观测程序。

2.标尺下沉（或上升）引起的误差

如图2-29（b）所示，如果往测与返测标尺下沉量是相同的，则由于误差符号相同，而往测与返测高差符号相反，因此，取往测和返测高差的平均值可消除其影响。

六、大气折光的影响

如图2-30所示，因大气层密度不同，对光线产生折射，使视线产生弯曲，从而使水准测量产生误差。视线离地面越近，视线越长，大气折光影响越大。为减弱大气折光的影响，只能采取缩短视线，并使视线离地面有一定的高度及前、后视的距离相等的方法。规范规定，三、四等水准测量应保证上、中、下三丝都能读数，二等精密水准测量则要求下丝读数不小于0.3m。

总之，实际工作中往往遇到的是以上各项误差的综合性影响。只要在作业中按规范要求施测，注意撑伞遮阳，在操作熟练和提高观测速度的前提下，是完全能够达到施测精度的。 RGVjNxDOM2te+op4nByxfAXxbXrzG63NqHUJR9KxYlDpO17zuIkt2XoQYn6Kyro0