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摘要：如何确定公路工程地面点高程，水准测量是主要方法之一，同时也是一种经常使用的高精确度的高程测量法。在人为或仪器的影响下，该法进行高程测量时很难把握误差允许范围精度，这会造成基础资料不够精准，无法正确表达水准点高程等问题，从而对路线纵断面的设计和施工产生巨大影响。
关键词：水准仪；公路测量
随着技术的进步，我国对于公路工程的施工项目越来越多，相理应对于公路工程的质量要求也越来越高而作为在公路工程施工中是十分基础的一项工作，测量控制在许多领域中都起着及其重要的作用。测量工作是整个公路施工过程当中必不可少的一个组成部分，并且扮演着十分重要的角色，它的好坏将会直接影响公路的质量如果测量工作没有能够达到标准，那么整个公路工程施工过程的质量也就不能得到保障，由此给整个施工工作带来极大困难。因此，切实提高施工测量工作的质量，对公路施工来说是十分必要的。
1勘察设计过程中水准测量的问题
在设计勘察的过程中，两点间高差的测定是利用水准仪测定，在水准尺和尺垫的配合使用下，采用水平视线和几何原理共同进行的。微倾式自动安平水准仪DS3在公路建设施工测量中被大量使用，其千米的精度可以达到3毫米，在每天作业开始前都必须检查i角。水准仪在某个检测点应用流程包括安放测量仪、简单整平、调整并聚焦水准尺、高精度整平、读数值、复核检查。在进行现场测量的时候必须按这个步骤实施。
同一条公路要使用相同的高程系统，每个水准点测量后都要进行数据检查、复核工作。如果不进行数据的复核检查工作，就有可能造成数据有错误，会导致结果不准确而被迫返工。所以，有必要针对水准测量产生的误差进行一下分析，并找出能够控制及纠正的方法避免出现错误，从而保证项目顺利进行。
2水准测量的概述
目前多使用中桩和水准点分别观测的方式，一般采用往返的方法来测量水准点，测量结果的整理，要求fh容(fh容=)高差闭合差满足平原微丘地形区的四等，水准测量的精确度不超过士20√L。在平原微丘地方影响水准测量精确度的重要原因是水准路线长度，长度越长其越不准确。在山区进行测量时，影响结果的则是测站数量，测站数量越多，越不准确。
3水准测量的误差分析及控制方法
3.1仪器的本身误差i角
首先，水准仪上的望远镜有个视准轴，水准管的轴不与视准轴平行会导致测量误差。水准仪虽然在使用之前已经校正了，但是依旧存在微量的误差。所以在调整的时候尽量使得水准管气泡居中，但是望远镜的视准轴部分却处于倾斜的状态，读取的数据自然就有误差。而且，视距越长误差会越大。这种误差可以在观测时采用距离上进行补偿的方法(前、后视距相同)以及(前视距离的总和要同后视距离的总和相等)来克服。在实际使用过程中发现，负责立尺人的立尺位置才是最重要的，使用皮尺先期测距离，然后设立标尺位置，这种方法简单、易行、有效。
其次，是水准尺本身产生的误差。包括标尺长度不准确导致的误差、尺子的刻度分布不均匀导致的误差和尺子的刻度0位置不准确导致的误差。较精密的水准测量仪，使用的刻度尺长度误差和刻度误差都很小。要消除尺子的零刻度误差，需要在同一个水准测量段里，交替使用两根水准尺的方法，既在一个测量点作后视尺的，下个测量点要用做前视尺。测量地段内的测量点的数目预设成偶数，在高差当中可以相互抵消。
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3.2见测者操作误差
第一、水准仪水准管中的气泡不居中导致的误差。因为水准仪的气泡没有调整到完全居中的状态，导致望远镜视准轴不正，读数时候就会有误差，误差的偏离程度与水准管的精确度相关，体现在水准管的分划值下的大小上。另外，视线越长读数的误差也就越大。一般DS3水准仪的水准管分划值T为20"，视线长度S为100m , p =206265 "，根据公式m居=T? S/p，那么，m居=9.7mm，即当水准管气泡偏移0.5刻度时，读数误差可达5mm。从这来看，观测的时候，如果调整水准管的气泡时候能够做到细致认真，使得气泡居中，再限定好视线长度，可以达到和中间法相同的消除误差的效果。第二、视差因素产生的影响，因存在视差，尺像就无法与十字丝平面重合在一起，观察人员眼睛的位置不相同，读取的数据就会不相同，出现读取数值的误差。因此读数之前必须做好物镜对光校验，以消除视觉误差。第三、水准尺的倾斜引起的误差。如果出现水准尺相对视线左右倾斜，观察时看十字丝就可以发现问题，从而可以进行调整纠正。但是，若视线方向和水准尺倾斜方向相同，则不易察觉。尺子发生倾斜读数值会偏大。读取的数值和尺子的倾斜角度将会影响读数。尺子越倾斜，读数的误差越大;在尺上读到的数值越大，读数的误差越大。读数误差可以表示为。当a为1.5米，为3°的时候，就是2毫米，这种影响必须重视。一般立镜的高度为1.7米，则 就是2.33毫米。因而，立尺在水准测量工作中显得尤为重要，必须保证尺子始终处于铅锤状态。如果是有圆水准的尺子，必须让气泡处于居中位置。如果有必要，可以使用摇尺方法，也就是读数时把尺底放在测量点上，沿着视线方向缓慢前后摆动尺子的顶端，从中读取最小的数。如果地面倾斜度比较大，更加要扶直测量尺，尤其是在转点的地方,否则将会明显影响读数精度。
3.3外部原因影响导致的误差
以水平面替代水准面时产生的误差，表示成公式为。已知地球半径R为6371千米，若D为75米时，就是0.044厘米;若D为100米时，就是0.08厘米;若D为500米时，就是2厘米;若D为1千米时就是8厘米;显而易见，用水平面替代水准面后高程测量中出现的误差更大一些。实际测量时可运用中间法来克服掉这种影响，受光线在大气中发生折射的影响，视线变成了一条曲线，其曲率大概是地球半径的7倍，使得测量读数变小，可以表示为 =，距地面越近了折射变大，所以视线到地面的距离要在0.3米以上，同样用中间法也可以减弱或者消除这种影响。每天10:00点到16:00点空气相对稳定，所以要在合适的时间观测，这样有利于避免空气折射产生的影响。要注意的是在中午观测会出现尺像抖动会产生误差。
仪器的下沉指在同一位置上，在读取后视数据后仪器位置突然下沉，之后读到的前视数据变小，计算得到的高差变大。为消除这种影响，可以使用两种方法:其一是使用双面尺法;其二是使用变更仪器高度法。这种办法使得两次高差得到的平均值中消除或减弱了下沉的影响。在更换仪器位置的时候，转点发生下沉就产生了水准尺下沉误差。这种误差后视读数变大，计算出的高差变大。可以使用往返测的方法，往测时受影响高差变大，返测受影响高差变小，因而如果选用往返高差平均值，就能减小水准尺下沉造成的误差。转点的位置放上尺垫是种好的方法，尺垫要踩实了可以有效的防止尺子下沉。
实际施工测量过程中常见的错误是立尺的方向不垂直，或转点的位置发生移动或下沉，或采用中间法时距离尺寸把握不准。可以采取的对策是:先要把水准测量的模式变换一下，把中平和基平分开来。然后对每个测量站点进行检查核实，可以在相同的测站用不相同的视线高度进行两次观测。
4结语
消除或缩小误差需要加长时间或增添测量步骤。要提高观测的速度就必须做到熟练。在实践中证明，把文中的控制方法使用到工作当中错误就不再出现，达到了“动作要快、节省时间、多干实事、效率更好的目标。
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论文作者:张飞龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年1月
论文发表时间:2017/4/17
标签：误差论文; 测量论文; 水准论文; 读数论文; 水准仪论文; 高差论文; 尺子论文; 《建筑学研究前沿》2017年1月论文;