摘要：二等水准测量是一项看似简单却最容易超限不闭合的日常测量项目，应仔细分析影响二等水准测量误差的误差源，在测量过程中采取相应的技术对策，从测量各个环节严格控制误差积累，才能确保测量精度满足要求。文章重点就二等水准测量误差分析及消除方法进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键词：二等水准测量；误差分析；消除方法
引言
精密的几何水准测量是创建二等水准网的重要方式，二等水准是对国家一等水准网进行加密的测量，可以对国家的高程网进行全面的补充，与重力测量相互融合，完善我国的大地水准网，在三、四等水准网的布设上提供相应的数据。二等水准测量主要有工作量大、精度标准高、现场干扰因素多的特征，在测量中如果处理不当就容易超出国家规范限差的要求导致返工，所以在测量的过程中要有具体对策、减少测量误差的出现，这样不仅降低返工机率，还可提高测量精度。
1二等水准测量概述
二等水准测量属精密水准测量，使用精密水准仪和因瓦精密水准尺，水准仪应采用S1以上精度的仪器，测站观测顺序为往测奇数站后前前后，偶数站前后后前，返测奇数站前后后前，偶数站后前前后，前后视距差不得超过1m，累积差不得超过3m，高差闭合差不得超过正负4倍根下L，基辅差不得超过0.4mm，基辅高差之差不得超过0.6mm。
2二等水准测量误差分析及消除方法
2.1大气垂直折光影响
2.1.1大气垂直折光对高差误差的影响分析
地面上空气的密度随离开地面的高度发生变化，形成一定的密度梯度，光线通过不同密度的介质时会发生折射现象，光线总是由光疏媒质折向光密媒质，使视线在垂直方向形成弯曲，因而使水准仪的视线往往不是一条理想的水平线。一般大气层的空气密度上疏下密，视线通过大气层时成一条向下弯折的曲线，使尺上读数减小，它与水平线的差值即为折光差。在晴天时，靠近地面的温度较高，致使下面的空气密度比上面稀，这时视线成为一条向上弯折的曲线，使尺上读数增大。视线离地面越近，折射也越大，因此二等水准测量规定视线必须高出地面一定高度，如光学水准仪下丝读数应高出地面0.3m，数字水准仪读数应大于0.55m，就是为了减少大气垂直折光影响。
2.1.2消除大气折光影响的方法
在平坦地面，地面覆盖物基本相同，而且前后视距相等，这时前后视读数的折光差方向相同，大小基本相等，折光差的影响即可大部分得到抵消或削弱。当在山地连续上坡或下坡时，前后视线离地面高度相差较大，折光差的影响将增大，而且带有一定的系统性，这时应尽量缩短视线长度，提高视线高度，以减小大气折光的影响。在测量作业过程中，不得因标尺视线高超限而挖坑安置水准标尺。
2.2二等水准测量中的仪器误差与消除方法
2.2.1仪器误差与消除
开展二等水准测量工作之前，若没有校准水准仪的i角，很容易在测量的过程中出现误差。所谓的i角，一般情况下是在测量仪器视准与水准不处于相同水平面的情况下所形成的夹角，即便在测量之前纠正了i角，但同样也存在细微的误差，而且i角误差数值和测量视距数值之间是正比例的关系。可以利用S前代表测量点前视距，而利用S后代表测量点的后视距，其中 是常数，那么i角相对于单个测量点的水准误差就可以通过 公式进行表示。对于仪器误差的消除，最主要的方法就是在测量之前反复核对仪器i角。在纠正i角的基础上，需要保持前后视距，要使得两者之间的数值相互接近，只有这样才能够尽量控制i角误差，并使其与0接近。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际测量的过程中，若测量的点数是偶数，具体的顺序就应当纠正成，对i角的误差进行严格控制。
2.2.2水准尺误差与消除
水准尺的主要功能就是对测量仪器是否处于水平面进行检测，属于辅助设备的一种。其中生产加工工艺会影响水准尺的精准程度，使得水准尺的读数无法归零，通常被称作零点差。进行测量的过程中，前后视距水准尺的零点差一般存在差异，当前后视距读数相减以后所得到的测量点高程数值中就存在零点差的情况。若将首个测量点的前视距水准尺设计成B，而后视距的水准尺设计成A，那么第二个测量点的后视距水准尺就是B，并以此类推。在这种情况下，假设A水准尺零点差是 ，而B水准尺是 ，将水准尺A中的读数假设成a1与a2，水准尺B中的读数假设成b1与b2，即可通过相应公式表示出测量点A与测量点B高程差值，两者高程的差值就是两侧两点总和。对水准尺误差的消除方法相对简单，在测量点的数量是偶数的情况下，即可抵消误差，所以应尽量在测量的过程中保证以偶数测量点结束，而且反测的时候，前后水准尺应当相互调换位置。
2.2.3调焦误差与消除
生产测量仪器的时候很容易出现加工误差的情况，特别是光螺旋调焦，会使得光透镜无法按照直线进行运动，而视准轴也随之改变，导致水准尺读数受到调焦不合理的因素影响而引发误差。在实践当中，完成后视距测量的基础上，无需对焦距调整就能够完成前视距的测量工作，尽量降低调焦不合理所带来的负面影响，确保前后视距的焦距统一。
2.3二等水准测量中的外界环境影响误差与消除方法
在实际的环境中，大气密度在海拔高度提高的过程中会不断下降，呈现出空气密度梯度。需要注意的是，梯度不同的光线折射率也存在一定的差异，以内光始终通过光密度较疏空间逐渐向着较密空间折射，所以在垂直方向处就会形成弯曲的状态，对测量工作的精准程度产生不利的影响。由此可见，在二等水准测量的过程中一定要保证视线超出地面。若选择使用光学水准设备，尽量超过地面30cm，若选择使用电子水准设备，尽量超出地面55cm。实践过程中，地面被假设成理想平面，而覆盖物大致相同，测量前后的视距也基本相同。在这种情况下，仪器所获取的前后视距读数折光率的误差也相同，所以折光率对于测量产生的影响也会减少。如果在山体亦或是连续坡道环境中，那么前后视距与地面的距离高度差值就更加明显，增加了折光的误差，所以必须尽可能减少前后视距长度，始终保持视距高度，尽量不受水准尺视距较高影响在坑洞内部测量，以免出现水平方向误差。
2.4二等水准测量中的观测误差与消除方法
第一，在使用水准尺的过程中，应保证气泡处于中央位置。若并没有完全居中，很容易影响实际的读数。在实践操作方面，要求全面观察气泡所处位置，同样可以安装自动水平仪，但一定要保证水准尺放置倾斜角度高于自动水平仪补偿的范围；第二，在测量的时候如果立尺未进行铅直处理，那么实际的读数会超过水准尺纵向读数，而且会根据视距高度的提升，误差数值不断增加。如果选择在斜坡进行上行测量，后视距的误差就会不断扩大，如果是下行测量，前视距的误差也会不断扩大，这种误差无法借助反复测量方式来抵消，会直接影响整体测量数值。在这种情况下，应在测量的过程中合理地运用专业扶尺或者是铅竹竿适当地调整立尺垂直角度，全面观察水准尺内部的两个气泡位置，若未同时居中就证明有误差，应及时采取纠正措施。
结束语
综上所述，二等水准测量是一项简单却又不简单的测量工作，在实际测量中要准确探析具体影响二等水准测量出现误差的根本原因所在，在测量的过程中找到对应的解决方案和对策，在测量的每个步骤中都要进行严格的质量把控与监督管理，确保二等水准测量的精度。
参考文献：
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[2]仲伟思，李茂俊，田开龙.松花江航电枢纽二等水准测量中的误差分析及解决方法[J].黑龙江科技信息，2010(22):223.
论文作者:曹育祥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/17
标签：测量论文; 水准论文; 误差论文; 视距论文; 读数论文; 折光论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第28期论文;