測(cè)量的誤差分析及控制

1、railway institute論文題目：測(cè)量的誤差分析及控制姓名：周飛學(xué)院：陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院專業(yè)：工程測(cè)量班級(jí):測(cè)量3103摘要：水準(zhǔn)測(cè)量誤差來源，水準(zhǔn)測(cè)量是采用兒何原理，利用水平視線測(cè)定兩點(diǎn) 間高差。工程測(cè)量過程中會(huì)出現(xiàn)各種誤差、分析水準(zhǔn)測(cè)量的誤差及控制方法。【關(guān)鍵詞】水準(zhǔn)測(cè)量 誤差 技術(shù)要求 控制一、概述水準(zhǔn)測(cè)量是采用幾何原理，利用水平視線測(cè)定兩點(diǎn)間高差，儀器使用s3 水準(zhǔn)儀，工具是水準(zhǔn)尺和尺墊。工程測(cè)量一般都使用微傾式自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，每 公里往返測(cè)量高差中數(shù)的偶然中誤差小于3mm,水準(zhǔn)儀在一個(gè)測(cè)站的基本程序 是：安置儀器，粗略整平，瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺精平和讀數(shù)，在每一測(cè)段測(cè)定完后復(fù)核

2、結(jié) 果。電了水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀精度可以達(dá)到更高，而且采用門動(dòng)安平式，使用更 為方便、快速，提高工作效率。二、水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析在工程測(cè)量小避免不了會(huì)產(chǎn)牛各種謀差。水準(zhǔn)測(cè)量誤差產(chǎn)生有儀器誤差，觀測(cè)誤 差和外界條件的影響三個(gè)方而。為了保證觀測(cè)成果質(zhì)量，必須全而分析各種誤差 性質(zhì)，采取措施消除或減弱。1.水準(zhǔn)測(cè)量的儀器誤差和水準(zhǔn)尺刻劃誤差。1.1儀器誤差是水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)管軸所產(chǎn)生的誤差儀器雖在測(cè)量前經(jīng)過校正，仍會(huì)存在殘余誤差。因此造成水準(zhǔn)管氣泡居中， 水準(zhǔn)管軸居丁水平位置而望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸卻發(fā)生傾斜，致使讀數(shù)誤差。這種誤 羌與視距長度成止比。觀測(cè)時(shí)可通過中間法（前后視距相等）和距離補(bǔ)償

3、法（詢視距離和等于后視距離總和）消除。在普通水準(zhǔn)測(cè)量是水平視距的計(jì)算 公式如下：d = kl=100l注：1二（a-b） a水準(zhǔn)尺下絲在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)，b為水準(zhǔn)尺上絲在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。 比例系數(shù)k稱為視距乘常數(shù)，k=100.對(duì)于電子水準(zhǔn)儀不需要嚴(yán)格整平，通過加以改匸就對(duì)以精確測(cè)得高差和距離。12水準(zhǔn)尺刻劃誤差 主要包含尺長謀弟（尺了長度不準(zhǔn)確）、刻劃誤羌（尺上的分劃不均勻）和零點(diǎn) 差（尺的零刻劃位置不準(zhǔn)確），對(duì)于較精密的水準(zhǔn)測(cè)量，i般應(yīng)選用尺長誤差和 刻劃誤差小的標(biāo)尺。尺的零誤差的影響，控制方法可以通過在一個(gè)水準(zhǔn)測(cè)段內(nèi)， 兩根水準(zhǔn)尺交替輪換使用（在本測(cè)站用作后視尺，下測(cè)站則用為前視尺），并把

4、測(cè)段詁數(shù)目布設(shè)成偶數(shù)，即在高差屮相互抵消。同時(shí)可以減弱刻劃誤差和尺長誤 差的影響。2 觀測(cè)誤差2.1符合水準(zhǔn)管氣泡居屮的誤差由于符合水準(zhǔn)氣泡未能做到嚴(yán)格屈中，造成望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸傾斜，產(chǎn)生讀數(shù)誤 差。讀數(shù)誤差的大小與水準(zhǔn)管的靈敏度有關(guān)，主要是水準(zhǔn)管分劃值t的大小。此 外，讀數(shù)謀差與視線長度成止比。水準(zhǔn)管居中課弟一般認(rèn)為是0.1-t,根據(jù)公式 m居= olts/p, ds3級(jí)水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)管的分劃值一般為20，視線長度s為7 5m, p=206265，那么，m居=07mm。由此看來，只要觀測(cè)時(shí)符合水準(zhǔn)管 氣泡能夠認(rèn)真仔細(xì)進(jìn)行居中，且對(duì)視線長度加以限制，與中間法一致，此誤差可 以消除。2.2水準(zhǔn)尺的傾斜謀

5、茅如果水準(zhǔn)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(shù)增大。水準(zhǔn)尺如果是向視線的左右傾斜，觀測(cè)吋通過望遠(yuǎn)鏡t字絲很容易察 覺而糾i:。它對(duì)讀數(shù)的影響與尺的傾斜角和尺上讀數(shù)的大?。匆暰€距地面的高 度）冇關(guān)。尺的傾斜角越大，對(duì)讀數(shù)的影響就越大；尺上讀數(shù)越大，對(duì)讀數(shù)的影 響就越大。3.外界條件的影響。彩響水準(zhǔn)測(cè)量的外界因素冇儀器、尺子的穩(wěn)定性、氣彖條件及地球彎曲等方 面。31儀器和標(biāo)尺的升降誤差。土質(zhì)松軟及土壤的冋彈性，一個(gè)側(cè)站或轉(zhuǎn)點(diǎn)放置吋間太長，在土質(zhì)松軟沒有 把腳架踩實(shí)，道路旁震動(dòng)等原因，都會(huì)造成儀器或水準(zhǔn)標(biāo)尺的升沉。3.2在大氣透明度不高，陰天，下雨天，電磁場(chǎng)等都會(huì)對(duì)測(cè)量

6、成果產(chǎn)生一定的 影響。3.3地球彎曲和大氣折光差的影響。在水準(zhǔn)測(cè)量中即使距離再近也必需要考慮到地球彎曲的影響，但是在小范圍 內(nèi)我們通常是將水準(zhǔn)面視為水平面，不考慮其影響，但是超過一定的距離吋 就必需要考慮到大氣遮光及其地球彎曲的影響。通常采用的普通水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)所要求近可能前后視距相等，這樣可以消除地球 曲率羌對(duì)每站高差的影響。同時(shí)在觀測(cè)時(shí)視線盡量避免從物體的旁邊經(jīng)過 （應(yīng)大于05m以上）。大氣折光使視線成為一條曲率為地球半徑7倍的 曲線，使讀數(shù)減小，可用公式厶h = d/2（ 2x7r）表示，視線離地面越近， 折射越大，因此視線距離地面的角度不應(yīng)小于0.3m,并且其影響也可用中 間法消除或減弱，

7、應(yīng)避開光照強(qiáng)烈的屮午時(shí)間。在觀測(cè)過程屮，應(yīng)注意使水 平視線距離地面一定的高度，同時(shí)觀測(cè)應(yīng)選擇在大氣密度比較穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi) 進(jìn)行，這樣就可以減弱大氣折光的影響。三、水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求：3.1 一、二等水準(zhǔn)觀測(cè)，須根據(jù)路線土質(zhì)選用尺樁或尺犁（尺墊重量不輕于 5kg）作轉(zhuǎn)點(diǎn)尺承，所用尺樁或尺墊數(shù)，應(yīng)不少于4個(gè)。特殊地段可采用大帽釘。3.2測(cè)站觀測(cè)順序和方法3.3往測(cè)吋，奇數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的順序?yàn)椋篴. 后視標(biāo)尺的基木分劃；b. 前視標(biāo)尺的基本分劃；c. 前視標(biāo)尺的輔助分劃；d. 后視標(biāo)尺的輔助分劃。3.4往測(cè)吋，偶數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的順序?yàn)椋篴. 前視標(biāo)尺的基木分劃；b. 后視標(biāo)尺的基本分劃；c.

8、后視標(biāo)尺的輔助分劃；d而視標(biāo)尺的輔助分劃。3.5,例如二等水準(zhǔn)的技術(shù)要求如下：水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)3每千米水 準(zhǔn)測(cè)霾偶 然中誤差每千米水 誰測(cè)霾全 中誤差限差門檢測(cè)已測(cè) 段高差之差卩往返測(cè)a不符值2附合路線 或環(huán)線閉 合差卩左右路線a 高差不符值q平原心山區(qū)a二等201.202.26 卩40.8 a4 a/z q表4.21二等水準(zhǔn)測(cè)量主要技術(shù)要求2等級(jí)水誰儀 最低型號(hào)q水準(zhǔn)尺類型2視距3(m)卩前后視距 差(m)心測(cè)段的前后 視距累積差(m) a視線咼度(m) j數(shù)字水準(zhǔn) 儀重復(fù)測(cè) 壘次數(shù)心光學(xué)數(shù)字光學(xué),數(shù)字,光學(xué)數(shù)字a光學(xué)卩 (下絲讀數(shù))q數(shù)字卩二等.dszisdsxp因九心<50->3

9、 3.<50<1.0<<1.5.<3.0<6.0-p>0.3<2.8 k>0.55p2次心表4.22水準(zhǔn)測(cè)量的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)a等級(jí)亠路線長度*(km) a水準(zhǔn)儀7 最低型號(hào)2水準(zhǔn)尺空觀測(cè)次數(shù)心二等水準(zhǔn)<400pdszls ds2因丸q往返a3.6往返測(cè)高差不符值、環(huán)閉合差和檢測(cè)高差較差的限差應(yīng)不超過下表的規(guī) 定。等級(jí)測(cè)段、區(qū)段、 路線往返測(cè)高差不符值附合路線閉合 差環(huán)閉合差檢測(cè)已測(cè)測(cè)段 高羌z羌一等1.8vk2長3>/r二等4a/k4vl2vf3a/r四、結(jié)語減小和消除謀差的方法都是以增加時(shí)間或采取更多的步驟為代價(jià)。在測(cè)量屮操作熟練, 才能提