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一、测量误差分析及仪器校正



留误差影响,在进行等级水准测量 时,一般要求前、后视距离基本相
差 概
m K
1
D Dm
述 当误差大小与观测量的大小无关时,就
不能用相对误差来衡量其精度。例如角度
观测
二、水准测量误差分析
仪器误差

仪器校正后的残余误差

i角校正残余误差,这种影响与距

离成正比,只要观测时注意前、

后视距离相等,可消除或减弱 此项的影响。

水准尺误差

由于水准尺刻划不准确,尺长变

仪器、人和客观环境是引起测量误差的主 要因素,对其影响必须尽可能地将其减少

到最低程度。
对于仪器误差,除了认真检校仪器,保养

保护仪器外,并可采取较恰当的观测方法

及在测量结果中加入改正数等,来消除或 减弱其对观测结果的影响;

对于观测者,则须加强责任感,提高操作 水平来减少误差;

对于外界环境条件,可以通过研究并测定

准A尺正确读数a′2时,视准轴已处 于水平位置,由于两轴不平行,便

使水准管气泡偏离零点,即气泡影

像不符合。这时首先用拨针松开水 准管左右校正螺丝(水准管校正螺

丝在水准管的一端),用校正针拨
的 检
动水准管上、下校正螺丝,拨动时
应先松后紧,以免损坏螺丝,直到 气泡影像符合为止。

为了避免和减少校正不完善的残
测量误差产生的原因:
一是测量仪器存在误差。

二是由于观测者感觉器官的局

限性导致误差。
误 差
三是观测时由于外界环境变化 的影响会产生误差。
仪器、人和客观环境三个因

素称为观测条件。根据观测条

件是否相同,将观测分为等精
度观测和非等精度观测。
综上所述:
由于诸方面原因,在整个测量工作中产生 误差是不可避免的。

(2)仪器脚架要踩牢,观测速度要快,

以减少仪器下沉。 (3)估数要准确,读数时要仔细对光,

消除视差,必须使水准管气泡居中, 读完以后,再检查气泡是否居中。

(4)检查塔尺相接处是否严密,消除

尺底泥土。扶尺者要身体站正,双 手扶尺,保证扶尺竖直。
(5)记录要原始,当场填写清楚,

fh=∑h 测

高差闭合差调整

若按测站数进行高差闭合差的调整, 则某一测段高差的改正数Vi为:
核 及 高
Vi=
fh n
ni
程 计 算
式中: ∑n—水准路线各测段的测站数总和; ni—某一测段的测站数。

若按测段长度进行高差闭合差的调整,

则某一测段高差的改正数Vi为:
测 量 的 校 核
Vi=式中:


水 测站校核

水准测量连续性很强,一个测站的误差

或错误对整个水准测量成果都有影响。

可采用改变仪高法和双面尺法进行校核。 成果校核(路线校核)

测量与应有值不相符,

其差值称为高差闭合差,若高差闭合差 在允许误差范围之内时,认为外业观测

量 误
绝对值的数学期望,称为平均 误差。


t n

( n 时, t 0 )

依定义,平均误差的大小反
映了误差分布的离散程度。
中误差
在相同的观测条件下,对某

量进行了n次观测,得一组观测

值为 L1, L2 , L3 , , Ln 。若某量的 真值X已知,每个观测值的真
其变化规律,加入相应的改正数或改正公
式,选择有利时间观测来减少误差。
测量误差的分类
在测量过程中,由于观测者的

疏忽大意,致使测量结果中出 现错误,这种错误通常称为粗

差。

在观测结果中,是绝对不允许

粗差存在的。这里我们讨论误 差的分类,是设想在测量结果

中没有粗差的情况下进行的。

根据观测误差对观测结果影响

不重合,若眼睛观察的位置不同,便读出 不同的读数,因而也会产生读数误差

水准尺倾斜影响 水准尺倾斜将使尺上读数增大。
外界条件的影响

仪器下沉 由于仪器下沉,使视线降低,从而引

起高差误差。采用“后、前、前、 后”的观测程序,可减弱其影响。

尺垫下沉

如果在转点发生尺垫下沉,将使下一 站后视读数增大。采用往返观测,

应使仪器各轴线满足上述关系。






水准仪主要轴线及其关系











圆水准器的检验与校正

目的:使圆水准器轴平行于仪器竖 轴,也就是当圆水准器的气泡居中

时,仪器的竖轴应处于铅垂状态。

检验方法:首先转动脚螺旋使圆水

准气泡居中,然后将仪器旋转180°。 如果气泡仍居中,说明两轴平行;

长误差。丈量的距离越长,误差越 大。

系统误差在测量成果中具有累积性, 对测量成果的影响也就特别明显。
但因其又有一定的规律性,只要采
取适当的措施,就可消除或减少对
观测成果的影响。
偶然误差
在相同的观测条件下,对某量进行一系列
的观测,若误差出现的符号和数值大小均

不一致,从表面上看单个误差无任何规律 性,这种误差称为偶然误差。但从一系列

如果气泡偏移了零点,说明两轴不

平行,需校正。

校正方法:拨动圆水准器的校正螺 丝使气泡中点退回距零点偏离量的

一半,然后转动脚螺旋使气泡居中。

检验和校正应反复进行,直至仪器 转到任何位置,圆水准气泡始终居

中,即位于刻划圈内为止。

十字丝横丝的检验与校正

目的:使十字丝横丝垂直于仪器的 竖轴。也就是竖轴铅垂时,横丝应
在之前的水准测量和角度测量
中,同学们测量的结果误差有
大有小,误差如果太大,说明
测量过程存在问题,需要进行

误差分析和仪器校正。

我们这节课就是主要了解:

测量误差的一些基本概念;

水准测量的误差分析,水准仪
的检验与校正方法;
角度测量的误差分析,经纬仪 的检验与校正方法。
一、测量误差概述

的偶然误差中可得出: (1)限制性

(2)集中性
差 概
lim (3)对称性
(4)抵消性
[] 0 n n

偶然误差不能用计算改正的方法或用改 进观测方法加以消除,只能根据偶然误差
的特性来改进观测方法,并合理地处理观
测数据,以减少观测误差的影响。
评定观测值精度的标准
平均误差

一定观测条件下的偶然真误差
校 正
则两点间的高差hAB为: hAB=a1-b1(正确高差)





再将水准仪安置在距B尺2m左右

之处,安置好仪器后,先读取

近尺B的读数值b2,因仪器离B

点很近,两轴不平行的误差可

忽略不计。然后根据b2正确高

差hAB计算视线水平时在远尺A

的正确读数值a′2=b2+hAB

校正方法:转动微倾螺旋使横丝对
三、水准测量的校核及高程计算

准 测
在水准测量中,测得的高差总 是不可避免地含有误差,要使 测量达到预期的精度,必须采

取有效措施进行校核。

水准测量的校核方法
校 计算校核
核 及
B点对A点的高差等于各转点之 间高差的代数和,也等于后视

读数之和减去前视读数之和的

差值,即:hAB=∑h=∑a-∑b

化、弯曲等影响,水准尺必须

经过检验才能使用。
观测误差

水准管气泡居中误差 设水准管分划值为τ″,居中误差一般为

±0.15τ″,采用符合式水准器时,气泡居 中精度可提高一倍

读数误差

在水准尺上估读毫米数的误差,与人眼的分 辨能力、望远镜的放大倍率以及视线长度

有关 视差影响

当视差存在时,十字丝平面与水准尺影像
观测误差来源
在测量过程中,用仪器或工

具对某一未知量进行2次以上的
量 误
观测,所测得的数值,也称观 测值,通常是不一致的。这种 差异实质上表现为各次测量所

得的数值与未知量的真实值

(简称真值)之间的差值。这 个差值称为测量误差(也称真

误差)。即:
测量误差=观测值-真值
未知量没有真实值的情况下,误 差称为或是误差。

误差为1, 2 , 3 , , n。则中误

差的定义公式为各观测值真误

差平方和的平均值的平方根。

中误差又称标准差,以m表示,
即:
m []
n
[] 12 22 32 n2
允许误差
又称极限误差。由偶然误差的特
性可知,在一定的观测条件下,偶
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