浅谈高海拔地区大气压强与温度对全站仪测量误差的影响

朱 众 ，李宏亮 ，周晓玺

（1.贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州贵阳 550000；2.贵州高速公路集团有限公司，贵州贵阳 550000）

1 施工区域的气候概况

杭瑞高速公路毕节至都格段T17标位于贵州省六盘水市境内，属于中国西南部高原山地区域，平均海拔在1 300 m左右，地势起伏大，受大气环流及地形影响，气候呈多样性，“一山分四季，十里不同天”，气候极不稳定，灾害性天气种类多。该区域全年最冷月（12-1月）-5℃～0℃ ，最热月（7-8月）25℃～35℃，局部地区达到40℃，太阳紫外线辐射极强，全年日照时间较短。

2 温度对测量误差的影响

对该标段崔家坡大桥左幅5-1墩柱测设时，发现在相同气压、不同时间段的温度对同一距离段测定数据存在异常，以下就现场采集数据进行分析，如表1所列（设定气压860 mbar，实际温度12℃，距离标准值为457.845 m）。

表1 温度对测量误差的影响一览表

从表1可知，温度对测距的影响有着显著的规律，基本呈线性递增趋势，随着温度的增加，观测值随之增加，当温度降低时，观测值随之减小，试验表明温差越大，误差越大。

3 大气压强对测量误差的影响

通过对现场同一温度设定，不同时间段的气压，对同一距离进行测设，试验数据如表2所列（设定温度12℃，实际气压860 mbar，距离标准值457.845 m）。

表2 气压对测量误差的影响一览表

从表2可知，当实际气压值比设定气压值小时，所测得的距离比标准值大，当实际气压值比设定大时，测得值比实际值要小，当实际值接近1 000 mbar时，所测值偏差有所缩小，即在高海拔地区气压值对测量误差的影响较大，在低海拔平缓地区，气压值对误差的影响相对较小。

4 对温度、大气压强产生的误差进行数据分析

通过对不同时间段的大气压强、温度进行整体分析，如表3所列（取设定气压、温度分别为12℃及 1 013.25 mbar）。

从表3可知，随着距离的增加，差值也随之增加，与此同时相对误差缓慢地降低，且时间在14：30左右所测得要比其他时间段的高，说明在同一设定距离下温度对测距的影响较大，当距离增加到800 m时，相对误差有缓慢增高的趋势。

5 理论计算

5.1 气象改正

注：该项试验所测得数据均采用徕卡TPS1201+全站仪。

用于红外EDM的公式：

表3 气压与温度对测量误差的数据分析一览表

式中：ΔD1——大气改正，ppm；

P——气压，mbar；

t——大气温度，℃；

h——相对湿度，%；

a——空气膨胀系数，1/273.15；

x——(7.5×t/(237.3+t))+0.7857。

仪器参数标准设定值：

气压P为1 013.25 mbar；

气温t为12℃；

空气相对湿度为60%。

5.2 计算

（1）假定外界大气压为1 000 mbar，气温为12℃，距离为800 m，则气象改正为：

ΔD1=283.05-[291.96/1.044-0.002]=3.397故改正值为：ΔD1=3.397×0.8=2.717（mm）

（2）假定外界大气压为600 mbar，气温为12℃,距离为800 m，则气象改正为：

ΔD1=283.05-[233.568/1.044-0.002]=59.328

故改正值为：ΔD1=59.328×0.8=47.462（mm）

（3）假定外界大气压为1 000 mbar，气温为30℃，距离为800 m，则气象改正为：

ΔD1=283.05-[291.96/1.1098-0.002]=19.978

故改正值为：ΔD1=19.978×0.8=15.982（mm）

（4）假定外界大气压为600 mbar，气温为30℃，距离为800 m，则气象改正为：

ΔD1=283.05-[233.568/1.1098-0.002]=73.111

故改正值为：ΔD1=73.111×0.8=58.488（mm）

通过以上几组数据计算可以看出，在相对低海拔地区，气压与温度对测量误差的影响较小，而在高海拔地区气压与温度对测量误差的影响较大。

6 结语

在高海拔,气候复杂的地区进行作业，大气压强与温度对测量误差的影响较大。针对这一情况，在以后的测量过程中必须用气压计测定即时气压，用温度计测定即时温度，以尽量保持全站仪的设定参数与外界气压，温度一致，从而减小由于外在因素对测量产生的误差，进而保证工程施工的高精度，高品质。