任务3-2 影响精密水准测量的主要误差分析

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1、任务3-2 影响精密水准测量的主要误差分析任务3-2 影响精密水准测量的主要误差分析外界因素引起的误差主要有温度变化对i角的影响，大气垂直折光对水准测量的影响及电磁场对水准测量的影响等。1.温度变化对角的影响精密水准仪的水准管框架是同望远镜筒固连的，为了使水准轴与视准轴的联系比较稳固，这些部件都采用因瓦合金钢制造的，并把镜筒和框架整体装置在一个隔热性能良好的套筒中，以防止由于温度的变化，使仪器有关部件产生不同程度的膨胀或收缩，而引起i角的变化。一、外界因素引起的误差在进行精密水准测量时，会受到各种误差的影响。影响精密水准测量的误差来源主要有3个方面：一是外界因素引起的误差，二是仪器误差，三为观

2、测误差。具体如下：影响规律：温度的变化对i角的影响是极其复杂的，实验结果表明，当仪器周围的温度均匀地每变化时，角将平均变化约为0.5，有时甚至更大些，有时竟可达到12。减弱方法：由于角受温度变化的影响很复杂，因而对观测高差的影响是难以用改变观测程序的办法来完全消除；而且，这种误差影响在往返测不符值中也不能完全被发现，这就使高差中数受到系统性的误差影响，因此，减弱这种误差影响最有效的办法是减少仪器受辐射热的影响，如观测时要打伞，避免日光直接照射仪器，以减小角的复杂变化，同时，在观测开始前应将仪器预先从箱中取出，使仪器充分地与周围空气温度一致。2.大气垂直折光的影响基本概念：由于近地面大气层的密度

3、分布一般随离开地面的高度而变化，也就是说，近地面大气层的密度存在着梯度。因此，光线通过在不断按梯度变化的大气层时，会引起折射系数的不断变化，导致视线成为一条各点具有不同曲率的曲线，在垂直方向产生弯曲，并且弯向密度较大的一方，这种现象叫做大气垂直折光。影响规律：如果在地势较为平坦的地区进行水准测量时，前后视距相等，则折光影响相同，使视线弯曲的程度也相同，因此，在观测高差中就可以消除这种误差影响。但是，由于越接近地面的大气层，密度的梯度越大，前后视线离地面的高度不同，视线所通过大气层的密度也不同，折光影响也就不同，所以前后视线在垂直面内的弯曲程度也不同。减弱措施：如水准测量通过一个较长的坡度时，由

4、于前视视线离地面的高度总是大于（或小于）后视视线离地面的高度，当上坡时前视所受的折光影响比后视要大，视线弯曲凸向下方，这时，垂直折光对高差将产生系统性质误差影响。为了减弱垂直折光对观测高差的影响，应使前后视距尽量相等，并使视线离地面有足够的高度，在坡度较大的水准路线上进行作业时应适当缩短视距。3.仪器和水准标尺（尺台或尺桩）垂直位移的影响仪器和水准标尺在垂直方向位移所产生的误差，是精密水准测量系统误差的重要来源。图3-18 仪器垂直位移的影响示意图按图3-18中的观测程序，当仪器的脚架随时间而逐渐下沉时，在读完后视基本分划读数转向前视基本分划读数的时间内，由于仪器的下沉，视线将有所下降，而使前

5、视基本分划读数偏小。同理，由于仪器的下沉，后视辅助分划读数偏小，如果前视基本分划和后视辅助分划的读数偏小的量相同，则采用“后前前后”的观测程序所测得的基辅高差的平均值中，可以较好地消除这项误差影响。而水准标尺（尺台或尺桩）的垂直位移，主要是发生在迁站的过程中，由原来的前视尺转为后视尺而产生下沉，于是总使后视读数偏大，使各测站的观测高差都偏大，成为系统性的误差影响。这种误差影响在往返测高差的平均值中可以得到有效的抵偿，所以水准测量一般都要求进行往返测。在实际作业中，作业人员要尽量设法减少水准标尺的垂直位移，如立尺点要选在中等坚实的土壤上；水准标尺立于尺台后至少要半分钟后才进行观测，这样可以减少其