消除水利工程中測量誤差的方法

孫炳臣

重慶水利電力建筑勘測設計研究院，重慶 400020

工程測距頻率誤差包含兩個方面：頻率校準誤差和頻率漂移誤差。前者稱為頻率的準確度，后者稱為頻率的穩定度。因全站儀測距頻率采用專門的頻率計校準，而頻率計的不確定度可優于1×10-7，在全站儀的長期作業過程中，工程測距頻率漂移誤差是頻率誤差的主要因素。頻率漂移誤差是由振蕩器元器件老化、溫度變化、電源電壓變化等因素引起的，此項誤差的大小取決于儀器的質量，一般要求年漂移量不超過五百萬分之一。

1 測量誤差產生的原因

導致水利工程中的測量誤差的主要原因有：其一，測量儀器的本問題，我們所用的測量儀器的制作都是依據幾何光學的原理進行生產的，組成材料在具體的制造過程中并不是都非常精確，再加上因為受到儀器的制作流程的局限，出廠之前廠家對部分儀器的校正也不是太完善，從而影響了真個測量結果的準確性；其二，由于人為操作的不當等原因所產生的誤差。觀測人員的感覺器官由于受到具體鑒別能力的限制以及對相關測量儀器的操作不夠準確和熟練，從而造成了在儀器的瞄準、安置方向與讀取數據上出現一些人為誤差；其三，外界一些自然因素所造成的一些誤差。因為受到自然因素的不斷變更，其測量的觀測值也在隨著外界因素的變化而變化，這樣也會引起測量數值上的誤差。

2 衡量測量成果精度的標準

中誤差的計算方式就是取所有的觀測值的真實誤差平方的平均值，對這個平均值進行開方就是中誤差。中誤差是一個衡量每組觀測值的精度標準，也屬于允許誤差確定的理論基礎，在所有的測量規范之中經常把中誤差當做一個衡量施工測量關鍵精度的技術指標。允許誤差是實際測量的過程中，規定一個具體范圍的中誤差當做偶然誤差的允許誤差。在所有的測量規范之中，經常會把兩倍的中誤差看做衡量具體偶然誤差的唯一標準。相對誤差是中誤差的觀測值與絕對值的比值也就是通常所說的相對誤差。如果誤差的數值和觀測值有著直接的關聯時，就應該采用相對誤差去衡量具體觀測值的精度，這樣其值相對比較準確一些。下圖為測量主要精度指標表。

表1 測量主要精度指標表（mm）

3 測量工作中消除誤差的方法

3.1 進行水準測量時消除誤差的方法

首先，讀數的時候，要注意鏡子里的成像是正像還是倒像，對于倒像的，應注意數字“9”和“6”的區別，還應注意數字上面表示整米數的圓點的個數，注意用十字絲的中絲讀取數字，不要把上、中、下三個絲看錯了。其次，應注意立尺員所立的水準點是否是所要立的點，塔尺的接頭位置的尺寸是否正確，塔尺必須立直立正，不應前后傾斜。精密的水準測量應采用帶水準器的塔尺。再次，應注意保持前后視距相等，消除視準軸與儀器豎軸不垂直引起的誤差。視線要離地面高1m以上，以減少大氣垂直折光的影響；應選在成像穩定的時間進行讀數，以減少讀數誤差。最后，在某一測段中的水準路線上，測站數宜安排成偶數，以消除標尺的零點差，嚴格按照相應等級的水準測量規范中規定的限差進行測量，并對其測量結果進行平差計算。

3.2 進行角度測量時消除誤差的方法

首先，精確地對中和整平儀器，瞄準目標時，十字絲中絲的中心要準確地對準目標點，消除瞄準目標偏差。讀數要細心，盡量減少讀數誤差。其次，使用盤左和盤右各觀測一次取其平均值，消除儀器視準軸誤差和橫軸傾斜誤差。再次，采用測回法測角時，每一個測回要設置不同的起始讀數，以消除度盤刻劃不均勻的誤差，操作順序要正確。在短邊上測角時，由于對中誤差引起的角度誤差將變大，因此這時必須精確的對中。最后，利用經緯儀正倒鏡法定線時，直線延長的長度不應大于后視邊的長度，這樣能夠減少對中誤差和照準誤差對邊長的影響。物鏡、目鏡要仔細對光，以消除視差，觀測過程中要隨時檢查水準管氣泡是否居中。

3.3 用鋼尺丈量距離時消除誤差的方法

首先，丈量時，前、后尺手要互相配合，同時拉緊鋼尺，尺身要平，拉力要均勻，將尺的刻度對準點位，同時進行讀數。其次，讀數要準確，要注意尺的刻畫方向，不要只注意毫米、厘米而忽視分米和米，以免造成讀數誤差。再次，要對丈量后的結果進行尺長改正、溫度改正和傾斜改正，化算成為水平距離，注意各項改正的正負號不要搞錯。

4 結論

測量之前，要先將道路和主要建筑物確定下來，然后在添加其余次要方面，這樣不但條理清楚，有利于作圖的準確和隨時進行實物和圖形的對比從而檢驗測量數據的準確與否。標尺要立直，盡量避免晃動，有晃動時，應該選擇數據最小的時候進行讀取。在讀數前一定將水準儀視野的水準氣泡調平（兩側的線重合），否則造成的誤差會很大。立標尺時，標尺除立直外，還要選在重要的地方。因此，選點就非常重要，點一定要選在有代表性的地方，同時要注意并非點越多越好，相反選取的無用點過多不但會增加測量，計算和繪圖的勞動量和多費時間，而且會因點多而雜亂產生較大的誤差。當用經緯儀測量角度時，如果目標較小，最好使單線與目標重合，如果目標有一定寬度，可以用雙絲夾住目標。在測量時候一定要小心，因為稍微碰了一下儀器，就要重新調整對中水平，否則就會導致數據錯誤，也可能導致儀器的損壞。在讀取數據時，每位成員都要細心，既要看得準，還要果斷，不能猶豫不決，任何一個錯誤都有可能導致最終的成果的報廢。

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