消除水利工程中测量误差的方法

孙炳臣

重庆水利电力建筑勘测设计研究院，重庆 400020

工程测距频率误差包含两个方面：频率校准误差和频率漂移误差。前者称为频率的准确度，后者称为频率的稳定度。因全站仪测距频率采用专门的频率计校准，而频率计的不确定度可优于1×10-7，在全站仪的长期作业过程中，工程测距频率漂移误差是频率误差的主要因素。频率漂移误差是由振荡器元器件老化、温度变化、电源电压变化等因素引起的，此项误差的大小取决于仪器的质量，一般要求年漂移量不超过五百万分之一。

1 测量误差产生的原因

导致水利工程中的测量误差的主要原因有：其一，测量仪器的本问题，我们所用的测量仪器的制作都是依据几何光学的原理进行生产的，组成材料在具体的制造过程中并不是都非常精确，再加上因为受到仪器的制作流程的局限，出厂之前厂家对部分仪器的校正也不是太完善，从而影响了真个测量结果的准确性；其二，由于人为操作的不当等原因所产生的误差。观测人员的感觉器官由于受到具体鉴别能力的限制以及对相关测量仪器的操作不够准确和熟练，从而造成了在仪器的瞄准、安置方向与读取数据上出现一些人为误差；其三，外界一些自然因素所造成的一些误差。因为受到自然因素的不断变更，其测量的观测值也在随着外界因素的变化而变化，这样也会引起测量数值上的误差。

2 衡量测量成果精度的标准

中误差的计算方式就是取所有的观测值的真实误差平方的平均值，对这个平均值进行开方就是中误差。中误差是一个衡量每组观测值的精度标准，也属于允许误差确定的理论基础，在所有的测量规范之中经常把中误差当做一个衡量施工测量关键精度的技术指标。允许误差是实际测量的过程中，规定一个具体范围的中误差当做偶然误差的允许误差。在所有的测量规范之中，经常会把两倍的中误差看做衡量具体偶然误差的唯一标准。相对误差是中误差的观测值与绝对值的比值也就是通常所说的相对误差。如果误差的数值和观测值有着直接的关联时，就应该采用相对误差去衡量具体观测值的精度，这样其值相对比较准确一些。下图为测量主要精度指标表。

表1 测量主要精度指标表（mm）

3 测量工作中消除误差的方法

3.1 进行水准测量时消除误差的方法

首先，读数的时候，要注意镜子里的成像是正像还是倒像，对于倒像的，应注意数字“9”和“6”的区别，还应注意数字上面表示整米数的圆点的个数，注意用十字丝的中丝读取数字，不要把上、中、下三个丝看错了。其次，应注意立尺员所立的水准点是否是所要立的点，塔尺的接头位置的尺寸是否正确，塔尺必须立直立正，不应前后倾斜。精密的水准测量应采用带水准器的塔尺。再次，应注意保持前后视距相等，消除视准轴与仪器竖轴不垂直引起的误差。视线要离地面高1m以上，以减少大气垂直折光的影响；应选在成像稳定的时间进行读数，以减少读数误差。最后，在某一测段中的水准路线上，测站数宜安排成偶数，以消除标尺的零点差，严格按照相应等级的水准测量规范中规定的限差进行测量，并对其测量结果进行平差计算。

3.2 进行角度测量时消除误差的方法

首先，精确地对中和整平仪器，瞄准目标时，十字丝中丝的中心要准确地对准目标点，消除瞄准目标偏差。读数要细心，尽量减少读数误差。其次，使用盘左和盘右各观测一次取其平均值，消除仪器视准轴误差和横轴倾斜误差。再次，采用测回法测角时，每一个测回要设置不同的起始读数，以消除度盘刻划不均匀的误差，操作顺序要正确。在短边上测角时，由于对中误差引起的角度误差将变大，因此这时必须精确的对中。最后，利用经纬仪正倒镜法定线时，直线延长的长度不应大于后视边的长度，这样能够减少对中误差和照准误差对边长的影响。物镜、目镜要仔细对光，以消除视差，观测过程中要随时检查水准管气泡是否居中。

3.3 用钢尺丈量距离时消除误差的方法

首先，丈量时，前、后尺手要互相配合，同时拉紧钢尺，尺身要平，拉力要均匀，将尺的刻度对准点位，同时进行读数。其次，读数要准确，要注意尺的刻画方向，不要只注意毫米、厘米而忽视分米和米，以免造成读数误差。再次，要对丈量后的结果进行尺长改正、温度改正和倾斜改正，化算成为水平距离，注意各项改正的正负号不要搞错。

4 结论

测量之前，要先将道路和主要建筑物确定下来，然后在添加其余次要方面，这样不但条理清楚，有利于作图的准确和随时进行实物和图形的对比从而检验测量数据的准确与否。标尺要立直，尽量避免晃动，有晃动时，应该选择数据最小的时候进行读取。在读数前一定将水准仪视野的水准气泡调平（两侧的线重合），否则造成的误差会很大。立标尺时，标尺除立直外，还要选在重要的地方。因此，选点就非常重要，点一定要选在有代表性的地方，同时要注意并非点越多越好，相反选取的无用点过多不但会增加测量，计算和绘图的劳动量和多费时间，而且会因点多而杂乱产生较大的误差。当用经纬仪测量角度时，如果目标较小，最好使单线与目标重合，如果目标有一定宽度，可以用双丝夹住目标。在测量时候一定要小心，因为稍微碰了一下仪器，就要重新调整对中水平，否则就会导致数据错误，也可能导致仪器的损坏。在读取数据时，每位成员都要细心，既要看得准，还要果断，不能犹豫不决，任何一个错误都有可能导致最终的成果的报废。

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