摘要：隨著經濟發展速度的不斷加快，普通的三四等水準測量已經滿足不了高精度的施工放線、變形監測等項目的要求，越來越多的建設項目需要高等級的高程控制。水準測量實施過程中，需要幾個人合作才能完成，誤差允許范圍內的精度由于儀器和人為的影響而不容易控制，而且易出現隱蔽性錯誤，如果不能及早發現，基礎資料是錯誤的，從而水準點高程不正確，直接影響下道工序的進展。本文以二等水準為例，初步探討高等級水準的測量方法及其精度控制。
　　關鍵詞：高等級水準，測量方法，誤差，精度控制
　　1. 二等水準的測量方法
　　1.1測量方法
　　使用數碼或電子水準儀進行幾何水準測量,測量模式應采用多次（至少兩次）測量模式，計算值取用均值。水準網布設采用閉合環路線；水準線路要往返測量，其往返較差、閉合差不得大于4㎜（L以公里計，不足一公里按一公里計）。安置水準儀的測站至前、后視立尺點的距離，應該量距使其相等，其觀測次序如下：往測奇數站的觀測程序：后前前后；往測偶數站的觀測程序：前后后前；返測奇數站的觀測程序：前后后前；返測偶數站的觀測程序：后前前后；一組往返測宜安排在不同的時間段進行；由往測轉向返測時，應互換前后尺再進行觀測；晴天觀測時應給儀器打傘，避免陽光直射；扶尺時應借助尺撐，使標尺上的氣泡居中，標尺垂直。在每區段內，先連續進行所有測往測隨后再連續進行該區段的返測；同一測段的往測和返測應在上下午進行，在日間氣變化不大的陰天和觀測條件較好時，若干里程的往返測可同在上午或下午進行。水準儀i角校正要小于15″，每天出測前必須進行，連續7天至i角穩定，i角檢校要記錄在手簿中。
　　1.2水準觀測技術要求
　　㈠．水準觀測視距不得大于50m；視距差不得大于1m；累計視距差不得大于3m；視線高不小于0.3m。
　　㈡．水準觀測的條件，在日出后和日落前30分鐘內；太陽中天前后約2小時；風力影響儀器和標尺不穩的情況下不應觀測。
　　㈢.水準觀測方式：水準路線往返測量，要沿同一條道路進行；同一測段的往返測量。
　　1.3水準高差外業改正計算
　　㈠．水準標尺長度誤差改正。若出測前后水準標尺每名義米長的變化不大于30μｍ,則取平均值進行改正。
　　一測段高差改正數δ按下式計算：
　　δ＝f*h
　　式中f為標尺改正系數。
　　h為往測或返測高差值。
　　㈡．正常水準面不平行改正
　　一測段高差改正數ε按下式計算：
　　ε=-（γi+1-γi）*Hm/γm
　　式中γm為兩水準點正常重力平均值，mm/s2,按γm=（γi-γi+1）/2-0.1543Hm式計算。
　　γi、γi+1分別為i點、i+1點在橢球面上的正常重力值，mm/s2,按γ=978030（1+0.005302sin2ф-0.000007sin3ф）式計算。
　　Hm為兩水準點概略高程平均值。
　　ф為水準點緯度。
　　㈢．重力異常改正
　　一測段高差改正數λ按下式計算：
　　λ=（g-γ）m*h/γm
　　式中（g-γ）m為兩水準點空間重力異常平均值。
　　h為測段高差。
　　㈣每千米水準測量的高差偶然中誤差不得大于1㎜，其計算公式
　　M=
　　1.4內業計算內業計算包括水準測量的概算與平差計算。其概算包括水準尺每米長度誤差改正；正常水準面不平行改正；重力異常改正（一般不作要求）；水準路線閉合差計算與閉合差分配；計算各水準點的概略高程。最后平差計算。
　　2. 誤差來源
　　二等水準測量中的誤差主要來自：水準儀本身的儀器誤差、人為的觀測誤差以及外界條件的影響。
　　3. 精度控制
　　3.1 儀器誤差
　　儀器誤差是由于儀器使用時間過長或受到震動后，使各軸線之間的關系發生變化，若不及時檢驗校正，將會影響測量成果的質量。所以，水準測量作業前，應對水準儀進行檢驗，如不滿足要求，應及時對儀器加以校正。水準儀主要軸線有視準軸、水準管軸、儀器豎軸和圓水準器軸，以及十字絲橫絲。根據水準測量原理，水準儀必須提供一條水平視線，才能正確的測出兩點間的高差。為此，水準儀各軸線間應滿足圓水準器軸平行儀器豎軸，十字絲的橫絲垂直儀器豎軸和水準管軸平行視準軸。對于圓水準器軸平行儀器豎軸的檢驗校正，在安置儀器后，用腳螺旋調節圓水準器氣泡居中，然后將望遠鏡繞豎軸旋轉180°，如氣泡仍居中，表示此項條件滿足要求（圓水準器軸與豎軸平行）；若氣泡不居中，則應進行校正。
　　3.2 人為觀測誤差
　　3.2.1水準管氣泡居中誤差
　　設水準管分劃值為τ″，居中誤差一般為±0.15τ″，采用符合式水準器時，氣泡居中精度可提高一倍。
　　3.2.2讀數誤差
　　在水準尺上估讀毫米數的誤差，與人眼的分辨能力、望遠鏡的放大倍率以及視線長度有關。
　　3.2.3視差影響
　　當視差存在時，十字絲平面與水準尺影像不重合，若眼睛觀察的位置不同，便讀出不同的讀數，因而也會產生讀數誤差。
　　3.3水準尺傾斜誤差
　　水準尺如果是向視線的左右傾斜，觀測時通過望遠鏡十字絲很容易察覺而糾正。但是，如果水準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增大。它對讀數的影響與尺的傾斜角和尺上讀數的大小（即視線距地面的高度）有關。尺的傾斜角越大，對讀數的影響就越大；尺上讀數越大，對讀數的影響就越大。因此，在水準測量中，立尺是一項十分重要的工作，一定要認真立尺，使尺處于鉛垂位置。尺上有圓水準的應使氣泡居中。必要時可用搖尺法，即讀數時尺底置于點上，尺的上部在視線方向前后慢慢搖動，讀取最小的讀數。當地面坡度較大時，尤其應注意將尺子扶直，并應限制尺的最大讀數。
　　3.4地球曲率及大氣折光影響
　　由于大氣折光，視線并非是水平，而是一條曲線，曲線的曲率半徑為地球半徑的7倍。
　　如果前視水準尺和后視水準尺到測站的距離相等，則在前視讀數和后視讀數中含有相同的。這樣在高差中就沒有這誤差的影響了。因此，放測站時要爭取“前后視相等”

 1/2    1 2 下一頁 尾頁