河北省水利水电勘测设计研究院 河北石家庄 050081
摘要：近几年，伴随着水文业务数量的增多，水准测量工作逐渐成为社会各界关注的焦点，相关测量人员要结合实际情况进行集中分析和统筹整合，保证测量数据的完整性和有效性，从根本上维护水准测量误差控制水平。本文对水准测量中应注意的问题进行了集中分析，并有效探讨了水准测量误差的控制机制，旨在为研究人员分析评估提供数据。
关键词：水准测量；误差；控制
引言
水准测量即几何水准测量，是借助于仪器水平实现，自竖立于两地面店的标尺上截取读数值，并对两地面点高程差异进行测定，从而推算地面点高程的工程测量工作。结合既往经验来看，在建立高程控制测量体系的过程中，水准测量是非常重要的一项方法，在高程测量中对精度要求较高。为了确保水准测量的精度与可靠性，就必须多人共同协作与配合。同时，在测量期间还应当尽可能消除仪器、人为等诸多因素给水准测量带来的误差与不良影响，以免整个高程控制网的测量精度受到以影响，甚至导致平差超限问题的产生。为此，以下即针对水准测量中需要特别注意的问题，以及在水准测量过程中针对测量误差的控制问题进行分析，望能够引起相关人员的关注与重视。
1水准测量中应注意的问题
1.1水准测量中应注意人员管理问题
在水准测量工作中，人员管理和协调分工十分关键，因此，要对实际管理工作予以重视，积极建构完整且有效的处理措施和管控机制。第一，要保证人工分工协作的完整性。在常规化水准测量工作开始后，一般小组为4人，其中，1人进行观测、1人进行数据记录、2人进行司尺操作，确保小组成员之间能对基本工作目标和操作流程有明确的认知，在较好的配合下，能满足测量过程的实际需求，将数据划定在一定的限差范围内。对于水准测量而言，测量人员的精细化程度以及技术运行熟练度非常重要，因此，要保证其能在掌握单站精度的同时，对整个闭合环以及符合导向的运行机理进行系统化分析。第二，在实际工作开展进程中，司尺人员要对前后视距有清晰的认知，通常都会借助步幅进行测定和计算，尤其是三等水准测量和四等水准测量，将其规定在90步为最佳，此时，将步幅设定为80厘米，能有效对视距结构和参数体系进行集中分析和划定。
1.2水准测量仪器整平
水准仪在测量前的整平工作开展情况将直接对水准测量的进度与效率产生影响。整平水准仪应当遵循“左手大拇指”原则，即确保圆水准气泡与整平人员左手大拇指移动方向保持一致。在此基础之上进行精确调整，根据水准气泡与调整螺旋方向是否一致进行合理优化，以确保后续各站操作的可行性。同时，在水准测量仪整平过程中，还应当尤其重视以下几个方面的问题：第一，将水准测量仪脚架高度固定在合理范围内。脚架高度是否合理，直接与水准仪的观测效果密切相关。现场测量人员需要在水准测量仪三脚架腿尚未分开时打开脚螺旋，保持架头与观测人员肩部高度水平，双手分别抓住一只脚架，第三只脚架则放置于正前方80.0cm位置左右，后拉并分开三脚架，架头保持平整状态，然后踩实并固定各脚，确保水准仪可在平稳状态下进行观测；第二，将水准测量仪固定于三脚架架头上后，应安排专人负责检查水准脚螺旋所处位置是否合理，切勿过于靠近任意一侧，尽可能保持所处位置正中。若圆水准气泡压扁较为严重，则不得过于依赖通过脚螺旋进行调节，而应当通过重置水准测量仪方式解决该问题，确保其所处水平位置，并保证其处于脚螺旋允许调整范围内。
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1.3水准测量中应注意观测管理问题
在水准测量工作体系建立后，也要对观测过程进行集中管理和综合性分析，维护数据的完整性，为后续工作体系的建立和落实奠定坚实基础。首先，要秉持三点一线的基本操作原则，在基础性工作结束后就能进行集中检测，对目标尺进行观察分析，主要就是将目标尺、物镜上端凸起物以及目镜上端的凹槽三者列为一个水平线。着重要注意的是，水准测量和一般设计瞄准最大的区别就在于，要保证双眼睁开而不是闭合一只眼。其次，要对激励机制进行整合。记录项目中，对约定的读书规则进行处理，目前较为常规化的数据分析主要分为以下几种：1）事先约定读数规则。2）上中下读数。3）中上下读数。多数水准测量单位都会借助中上下读数规则进行分析，一般是不利用计算机进行记录，要在读取黑面数据后，结合工作经验去估计红面数据，从而保证测定结构能在一定的范围内。通常而言，黑面数据是1025，则一对尺子的黑红面差距约为4787或者是4687。因此，在实际工作中，要对具体内业工作结构进行分析和系统化处理，确保分析结构的实效性和完整性。
2水准测量误差原因及其控制
2.1仪器误差
a）水准仪的望远镜视准轴不平行于水准管轴所产生的误差，仪器虽在测量前经过校正，仍会存在残余误差。因此造成水准管气泡居中，水准管轴居于水平位置而望远镜视准轴却发生倾斜，致使读数误差。这种误差与视距长度成正比。观测时可通过中间法（前后视距相等）和距离补偿法（前视距离和等于后视距离总和）消除。针对中间法在实际过程中的控制，立尺人是关键，通过应用普通皮尺测距离，之后立尺，简单易行，而距离补偿法不仅繁琐，且不容易掌握；b）是水准尺误差，主要包含尺长误差（尺子长度不准确）、刻划误差（尺上的分划不均匀）和零点差（尺的零刻划位置不准确），对于较精密的水准测量，一般应选用尺长误差和刻划误差小的标尺。为消除尺的零误差的影响，控制方法可以通过在一个水准测段内，两根水准尺交替轮换使用（在本测站用作后视尺，下测站则用为前视尺），并把测段站数目布设成偶数，即在高差中相互抵消。同时可以减弱刻划误差和尺长误差的影响。
2.2水准尺误差
水准尺误差同样是水准测量仪进行测量过程中仪器自身所产生误差项之一。水准尺误差主要包括水准尺尺长误差（主要原因是测量过程中所使用水准尺长度不准确所致）、零点误差（主要原因是测量过程中所使用水准尺零线刻画位置不准确所致）、以及刻划误差（主要原因是测量过程中对水准尺分划不均匀所致）这三个方面。对于精密度要求较高的水准测量而言，建议选用刻划误差以及尺长误差较小的标尺。为了消除尺零误差对测量结果所产生的影响，可以采取的误差控制方式是：选用两根水准尺在一个水准段测量范围内交替轮换使用，即在本测站中作为后视尺使用，在下测站中交替作为前测尺使用。同时，将整个测量段内测站数目设置为双数，以相互抵消水准尺误差对高程测量结果的影响。
结语
在工程实践中，水准测量是构建高程控制测量的重要方法之一，在高程测量领域中是精度最高同时应用最为频繁的技术方法之一，要求多人配合共同完成整个测量作业。但，受到人为、仪器等诸多因素的影响，水准测量中容易产生一系列的误差，给后续工作的开展带来不良影响。在这一背景下，本文围绕水准测量展开重点论述，首先从水准测量人员分工、水准测量仪器整平、以及水准测量数据观测这三个方面入手，就水准测量中应注意的问题进行分析，然后从仪器因素、以及人文观测因素这两个方面入手，针对水准测量误差产生原因及其控制措施展开了分析与探讨，望能够引起业内人士的关注与重视，以促进水准测量使用效率与质量水平的进一步提升。
参考文献：
[1]赵海龙.浅析公路工程水准测量的误差及控制[J].建筑工程技术与设计，2017（36）：1343.
[2]任建福.基于数学模型的水准测量误差计算[J].测绘与空间地理信息，2012（6）：193-195.
论文作者:李宁
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第6期
论文发表时间:2019/10/15
标签：水准论文; 测量论文; 误差论文; 测量仪论文; 高程论文; 视距论文; 脚架论文; 《建筑细部》2019年第6期论文;