淺析公路施工控制水準測量的誤差來源及控制方法

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1、淺析公路施工控制水準測量的誤差來源及控制方法撰寫人：劉勇軍摘要：水準測量是確定公路工程地面點高程的方法之一，是高程測量中精度較高且常用的方法。實施過程中，需要幾個人合作才能完成，誤差允許范圍內的精度由于儀器和人為的影響而不容易控制，而且易出現(xiàn)隱蔽性錯誤，如果不能及早發(fā)現(xiàn)，基礎資料是錯誤的，從而水準點高程不正確，直接影響路線縱斷面設計和施工。關鍵詞：水準測量水準儀高程誤差1.公路測量過程中水準測量的問題水準測量是采用幾何原理，利用水平視線測定兩點間高差。儀器使用水準儀，工具是水準尺和尺墊。公路工程測量一般

2、使用DS3型微傾式自動安平水準儀，每公里能達到的精度是3mm，水準儀在一個測站使用的基本程序是安置儀器、粗略整平、瞄準水準尺、精確整平和讀數(shù)。我們在實際勘測過程中按這個順序施行，在每一水準點段測完后復核結果。6同一條公路采用同一個高程系統(tǒng)，測量方法是基平與中平同時測量，兩臺水準儀同時觀測一個水準尺，間視和轉點由兩個人立水準尺，但兩臺水準儀總是同時觀測一個水準尺進行讀數(shù)，一個水準點段測完后檢核，在每一測站，沒有檢查、復核，為誤差的積累創(chuàng)造了條件，容易返工，耽誤時間、浪費人力。通過工程實踐證明，這一方法經常

3、出現(xiàn)錯誤，因此，有必要分析水準測量的誤差，找出控制糾正的方法，避免錯誤的出現(xiàn)，保證項目的順利施工。2.水準測量的現(xiàn)狀現(xiàn)在應用水準點與中樁分開觀測的方法，水準點觀測采取往返測量，成果整理要求高差閉合差fh容（fh容=Σh往+Σh返）達到四等水準測量的精度不大于±20·√L。平原微丘地區(qū)影響水準測量精度的主要因素是水準路線的長度，長度越長，精度越低。山區(qū)，則是測站，測站越多，精度越低。3.水準測量的誤差分析及控制方法水準測量誤差有儀器誤差、觀測誤差和外界條件的影響。3.1儀器誤差之一是水準儀的望遠鏡視準軸不

4、平行于水準管軸所產生的誤差儀器雖在測量前經過校正，仍會存在殘余誤差。因此造成水準管氣泡居中，水準管軸居于水平位置而望遠鏡視準軸卻發(fā)生傾斜，致使讀數(shù)誤差。這種誤差與視距長度成正比。觀測時可通過中間法（前后視距相等）和距離補償法（前視距離和等于后視距離總和）消除。針對中間法在實際過程中的控制，立尺人是關鍵，通過應用普通皮尺測距離，之后立尺，簡單易行。而距離補償法不僅繁瑣，并且不容易掌握。3.2儀器誤差之二是水準尺誤差6主要包含尺長誤差（尺子長度不準確）、刻劃誤差（尺上的分劃不均勻）和零點差（尺的零刻劃位置不

5、準確），對于較精密的水準測量，一般應選用尺長誤差和刻劃誤差小的標尺。尺的零誤差的影響，控制方法可以通過在一個水準測段內，兩根水準尺交替輪換使用（在本測站用作后視尺，下測站則用為前視尺），并把測段站數(shù)目布設成偶數(shù)，即在高差中相互抵消。同時可以減弱刻劃誤差和尺長誤差的影響。3.3觀測誤差之一是符合水準管氣泡居中的誤差由于符合水準氣泡未能做到嚴格居中，造成望遠鏡視準軸傾斜，產生讀數(shù)誤差。讀數(shù)誤差的大小與水準管的靈敏度有關，主要是水準管分劃值τ的大小。此外，讀數(shù)誤差與視線長度成正比。水準管居中誤差一般認為是0.

6、1·τ，根據公式m居=0.1·τ·S/ρ，DS3級水準儀水準管的分劃值一般為20″，視線長度S為75m，ρ=206265″，那么，m居=0.4mm。由此看來，只要觀測時符合水準管氣泡能夠認真仔細進行居中，且對視線長度加以限制，與中間法一致，此誤差可以消除。3.4觀測誤差之二是視差的影響當存在視差時，尺像不與十字絲平面重合，觀測時眼睛所在的位置不同，讀出的數(shù)也不同，因此，產生讀數(shù)誤差。所以在每次讀數(shù)前，控制方法就是要仔細進行物鏡對光，消除視差。3.5觀測誤差之三是水準尺的傾斜誤差6水準尺如果是向視線的左右

7、傾斜，觀測時通過望遠鏡十字絲很容易察覺而糾正。但是，如果水準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。它對讀數(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）有關。尺的傾斜角越大，對讀數(shù)的影響就越大；尺上讀數(shù)越大，對讀數(shù)的影響就越大。所產生的讀數(shù)誤差為Δa=a（1-cosγ）。當γ=3o，a=1.5m時，Δa=2mm，由此可以看出，此項影響是不可忽視的，通常我們立鏡高度是1.7m,則Δa=2.33mm，。因此，在水準測量中，立尺是一項十分重要的工作，一定要認真立尺，使尺

8、處于鉛垂位置。尺上有圓水準的應使氣泡居中。必要時可用搖尺法，即讀數(shù)時尺底置于點上，尺的上部在視線方向前后慢慢搖動，讀取最小的讀數(shù)。當?shù)孛嫫露容^大時，尤其應注意將尺子扶直，并應限制尺的最大讀數(shù)。最重要的是在轉點位置。3.6外界條件和下沉的影響用水平面代替水準面對高程的影響，可以用公式Δh=D2/（2R）表示，地球半徑R=6371Km，當D=75m時，Δh=0.44cm；當D=100m時，Δh=0.08cm；當D=500m時，Δh=2cm；當D