2.6　水准测量误差分析

2.6.1　误差来源

1.仪器工具误差

（1）仪器误差。误差主要是指水准管轴不平行于视准轴的误差。仪器虽经检验与校正，但不可能校正得十分完善，总会留下一定的残余误差。

（2）水准尺误差。由于水准尺的长度不准、尺底零点和尺面刻划有误差及尺子弯曲变形等原因，都会给水准测量读数带来误差。

2.操作误差

（1）整平误差。水准测量是利用水平视线来测定高差的，而影响视线水平的原因有二：一是水准管气泡居中误差，二是水准管气泡未居中误差。

（2）读数误差。读数误差与望远镜的放大倍率、观测者的视觉能力、仪器距尺子的距离等因素有关。

（3）视差误差。在水准测量中，视差的影响会给观测结果带来较大的误差。

3.外界条件的影响

（1）仪器和尺垫下沉。

1）仪器下沉。由于土壤的弹性及仪器的自重，在观测过程中可能引起仪器下沉。如果仪器随时间均匀下沉，所测高差的误差就可得到有效的削弱。

2）尺垫下沉。与仪器下沉情况相类似。如转站时尺垫下沉，使所测高差增大，如上升则使高差减小。

（2）水准尺倾斜。如果尺子没有竖直，无论向前倾或向后倾，总是使尺上读数增大。而且视线越高，误差越大。当尺子倾斜2°、在水准尺上2m处读数，将会产生1mm的读数误差。

（3）地球曲率和大气折光。

1）地球曲率。大地水准面是一个曲面，只有当水准仪的视线与之平行时，才能测出两点间的真正高差。

2）大气折光。地面上空气存在密度梯度，光纤通过不同密度的媒质时，将会发生折射，而且总是由疏媒质折向密媒质，因而水准仪的视线往往不是一条理想的水平线。

（4）风力的影响。在水准测量作业中，风力对气泡居中和立尺竖直都会产生较大影响。

（5）温度对仪器的影响。温度会引起仪器的部件涨缩，从而可能引起视准轴的构件（物镜，十字丝和调焦镜）相对位置的变化，或者引起视准轴相对与水准管轴位置的变化。由于光学测量仪器是精密仪器，不大的位移量可能使轴线产生几秒偏差，从而使测量结果的误差增大。

不均匀的温度对仪器的性能影响尤其大。如从前方或后方日光照射水准管，就能使气泡“趋向太阳”——水准管轴的零位置改变了。