一、儀器誤差
在水準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)前雖然儀器經(jīng)過了嚴(yán)格的檢驗(yàn)校正,但仍然存在殘余的角殘差。理論上水準(zhǔn)管軸應(yīng)與視準(zhǔn)軸平行,若兩者不平等,雖經(jīng)校正但仍然殘存誤差。即兩軸線不平行形成角,這種誤差的影響與儀器至水準(zhǔn)尺的距離成正比,屬于系統(tǒng)誤差。可以在測量中采取一定的方法加以減弱或消除。若觀測時(shí)使前、后視距相等,可消除或減弱此項(xiàng)誤差的影響。
2.水準(zhǔn)尺誤差
由于水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確、尺長發(fā)生變化、尺身彎曲等原因,會對水準(zhǔn)測量造成影響,因此水準(zhǔn)尺在使用之前必須進(jìn)行檢驗(yàn)。此外,由于水準(zhǔn)尺長期使用導(dǎo)致尺底端零點(diǎn)磨損,或者是水準(zhǔn)尺的底端粘上泥土改變了水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)位置,則可以在一水準(zhǔn)測段中把兩支水準(zhǔn)尺交替作為前后視讀數(shù),或者測量偶數(shù)站來消除。 二、觀測誤差
1.水準(zhǔn)管氣泡居中誤差
設(shè)水準(zhǔn)管分劃值為τ″,居中誤差一般為±0.15τ″,采用符合式水準(zhǔn)器時(shí),氣泡居中精度可提高一倍。
2.讀數(shù)誤差
在水準(zhǔn)尺上估讀毫米數(shù)的誤差,與人眼的分辨能力、望遠(yuǎn)鏡的放大倍率以及視線長度有關(guān)。
3.視差影響
當(dāng)視差存在時(shí),十字絲平面與水準(zhǔn)尺影像不重合,若眼睛觀察的位置不同,便讀出不同的讀數(shù),因而也會產(chǎn)生讀數(shù)誤差。
4.水準(zhǔn)尺傾斜影響
水準(zhǔn)尺傾斜將使尺上讀數(shù)增大。
三、外界條件的影響
1.儀器下沉
由于儀器下沉,使視線降低,從而引起高差誤差。采用“后、前、前、后”的觀測程序,可減弱其影響。
2.尺墊下沉
如果在轉(zhuǎn)點(diǎn)發(fā)生尺墊下沉,將使下一站后視讀數(shù)增大。采用往返觀測,取平均值的方法可以減弱其影響。
3.地球曲率及大氣折光影響
由于大氣折光,視線并非是水平,而是一條曲線,標(biāo)準(zhǔn)折射曲線的曲率半徑為地球半徑的4倍。
如果前視水準(zhǔn)尺和后視水準(zhǔn)尺到測站的距離相等,則在前視讀數(shù)和后視讀數(shù)中含有相同的。這樣在高差中就沒有這誤差的影響了。因此,放測站時(shí)要爭取“前后視相等”
接近地面的空氣溫度不均勻,所以空氣的密度也不均勻。光線在密度不勻的介質(zhì)中沿曲線傳布。這稱為“大氣折光”??傮w上說,白天近地面的空氣溫度高,密度低,彎曲的光線凹面向上;晚上近地面的空氣溫度低,密度高,彎曲的光線凹面向下。接近地面的溫度梯度大大氣折光的曲率大,由于空氣的溫度不同時(shí)刻不同的地方一直處于變動之中。所以很難描述折光的規(guī)律。對策是避免用接近地面的視線工作,盡量抬高視線,用前后視等距的方法進(jìn)行水準(zhǔn)測量
除了規(guī)律性的大氣折光以外,還有不規(guī)律的部分:白天近地面的空氣受熱膨脹而上升,較冷的空氣下降補(bǔ)充。因此,這里的空氣處于頻繁的運(yùn)動之中,形成不規(guī)則的湍流。湍流會使視線抖動,從而增加讀數(shù)誤差。對策是夏天中午一般不做水準(zhǔn)測量。在沙地,水泥地……湍流強(qiáng)的地區(qū),一般只在上午10點(diǎn)之前作水準(zhǔn)測量。高精度的水準(zhǔn)測量也只在上午10點(diǎn)之前進(jìn)行。 4,溫度對儀器的影響
溫度會引起儀器的部件漲縮,從而可能引起視準(zhǔn)軸的構(gòu)件(物鏡,十字絲和調(diào)焦鏡)相對位置的變化,或者引起視準(zhǔn)軸相對與水準(zhǔn)管軸位置的變化。由于光學(xué)測量儀器是精密儀器,不大的位移量可能使軸線產(chǎn)生幾秒偏差,從而使測量結(jié)果的誤差增大。 不均勻的溫度對儀器的性能影響尤其大。例如從前方或后方日光照射水準(zhǔn)管,就能使氣泡“趨向太陽”——水準(zhǔn)管軸的零位置改變了。
溫度的變化不僅引起大氣折光的變化,而且當(dāng)烈日照射水準(zhǔn)管時(shí),由于水準(zhǔn)管本身和管內(nèi)液體溫度升高,氣泡向著溫度高的方向移動,影響儀器水平,產(chǎn)生氣泡居中誤差,觀測時(shí)應(yīng)注意撐傘遮陽。