[摘 要]公路路線縱斷面測量又稱中線水準(zhǔn)測量，它的任務(wù)是在道路中線測定之后，測定中線各里程樁的地面高程，繪制路線縱斷面圖，供路線縱坡設(shè)計之用。本文分析了公路勘測中線水準(zhǔn)測量誤差產(chǎn)生的來源，并提出了相應(yīng)的解決辦法。 

　　[關(guān)鍵詞]中線 水準(zhǔn)測量 誤差 

　　中圖分類號：P224.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）24-0177-01 

　　一、前言 

　　水準(zhǔn)測量是公路工程地面點(diǎn)高程測量的方法之一，其精度較高且在我國應(yīng)用范圍較廣。實(shí)施過程中，誤差允許范圍內(nèi)的精度由于儀器、人為以及外界的影響而不容易控制，而且易出現(xiàn)隱蔽性錯誤，如果不及早發(fā)現(xiàn)，易造成基礎(chǔ)資料錯誤，從而使水準(zhǔn)點(diǎn)高程不正確，直接影響路線縱斷面設(shè)計和道路的施工。 

　　二、公路勘察設(shè)計過程中水準(zhǔn)測量的問題與現(xiàn)狀 

　　水準(zhǔn)測量的原理是利用水準(zhǔn)儀的水平視線，在已知高程點(diǎn)和未知高程點(diǎn)上豎立水準(zhǔn)尺并讀取讀數(shù)，測定兩點(diǎn)間的高差，從而可由已知點(diǎn)的高程推算出未知點(diǎn)的高程。測量儀器包括水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)尺和尺墊。公路工程測量一般使用DS3型微傾式自動安平水準(zhǔn)儀，每公里能達(dá)到的精度是3mm，水準(zhǔn)儀在一個測站使用的基本程序是安置儀器、粗平、瞄準(zhǔn)、精平和讀數(shù)。我們在實(shí)際勘測過程中按這個順序施行，在每一水準(zhǔn)點(diǎn)段測完后復(fù)核結(jié)果。 

　　三、水準(zhǔn)測量的誤差分析及控制方法 

　　經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，水準(zhǔn)測量的誤差主要包括儀器誤差、觀測誤差和外界條件的影響三個方面。 

　　（一）儀器誤差 

　　1.儀器校正后的殘余誤差 

　　水準(zhǔn)儀經(jīng)檢驗(yàn)和校正后，仍存有視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)管軸的殘余誤差。因此造成水準(zhǔn)管氣泡居中，水準(zhǔn)管軸居于水平位置而望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸卻發(fā)生傾斜，致使讀數(shù)誤差。這種誤差大多是系統(tǒng)性的，觀測時可通過保持前后視距相等的方法消除或減弱此項(xiàng)誤差的影響，在實(shí)際操作過程中，立尺人是關(guān)鍵，通過應(yīng)用普通皮尺測距離，之后立尺，簡單易行。如在某地區(qū)無法做到前后視距相等時，也可采用相鄰幾個測站的前視距離總和等于后視距離總和的方法，此方法較為繁瑣，并且不容易掌握。 

　　2.水準(zhǔn)尺誤差？主要包含尺長不準(zhǔn)確、刻劃不均勻和零點(diǎn)位置不準(zhǔn)確。對于較精密的水準(zhǔn)測量，水準(zhǔn)尺要經(jīng)過檢驗(yàn)才能使用，一般應(yīng)選用尺長誤差和刻劃誤差小的標(biāo)尺。當(dāng)零點(diǎn)位置不準(zhǔn)確時，可用在一個水準(zhǔn)測段內(nèi)，兩根水準(zhǔn)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(shè)成偶數(shù)的方法，使其在總高差中自行消除水準(zhǔn)尺零點(diǎn)誤差，同時可以減弱刻劃誤差和尺長誤差的影響。 

　�。ǘ�）觀測誤差 

　　1.水準(zhǔn)管氣泡的居中誤差 

　　由于符合水準(zhǔn)氣泡未能做到嚴(yán)格居中，造成望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸傾斜，產(chǎn)生讀數(shù)誤差。讀數(shù)誤差的大小與水準(zhǔn)管的靈敏度有關(guān)，主要是水準(zhǔn)管分劃值τ的大小。此外，讀數(shù)誤差與視線長度成正比。 

　　2.估讀水準(zhǔn)尺的誤差 

　　由于觀測者眼睛的鑒別能力有限，而十字絲又有一定的寬度，所以在估讀毫米數(shù)時，不可能十分準(zhǔn)確。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距長度有關(guān)。 

　　3.視差的影響 

　　當(dāng)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(chǎn)生讀數(shù)誤差。所以在每次讀數(shù)前，控制方法就是要仔細(xì)進(jìn)行物鏡對光，消除視差。 

　　4.水準(zhǔn)尺傾斜的影響 

　　水準(zhǔn)尺如果是向視線的左右傾斜，觀測時通過望遠(yuǎn)鏡十字絲很容易察覺而糾正。但是，如果水準(zhǔn)尺的傾斜方向與視線方向一致，即水準(zhǔn)尺前后傾斜，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�。�即視線距地面的高度）有關(guān)。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。 

　�。ㄈ�）外界條件的影響外界條件和下沉的影響 

　　1.儀器下沉 

　　是指在一測站上讀的后視讀數(shù)和前視讀數(shù)之間儀器發(fā)生下沉，使得前視讀數(shù)減小，算得的高差增大。為減弱其影響，當(dāng)采用雙面尺法或變更儀器高法時，第一次是讀后視讀數(shù)再讀前視讀數(shù)，而第二次則先讀前視讀數(shù)再讀后視讀數(shù)。即“后、前、前、后”的觀測程序。這樣的兩次高差的平均值即可消除或減弱儀器下沉的影響。 

　　2.水準(zhǔn)尺下沉 

　　也即水準(zhǔn)尺下沉，其誤差是指儀器在搬遷過程中，轉(zhuǎn)點(diǎn)發(fā)生下沉，使遷站后的后視讀數(shù)增大，算得的高差也增大。如果采取往返測，往測高差增大，返測高差減小，所以取往返高差的平均值，可以減弱水準(zhǔn)尺下沉的影響。最有效的方法是應(yīng)用尺墊，在轉(zhuǎn)點(diǎn)的地方必須放置尺墊，并將其踩實(shí)，以防止水準(zhǔn)尺在觀測過程中下沉。其次基平與中平分開，在每一個測站檢核，在同一測站上以不同的儀器高度（或稱視線高度）觀測兩次，兩次所測高差之差不超過規(guī)定的容許值2.0mm，取其算術(shù)平均值作為本測站的觀測結(jié)果。嚴(yán)格執(zhí)行上述控制誤差的方法。就能夠有效的把誤差控制在精度要求內(nèi)。 

　　3.地球曲率及大氣折光的影響 

　　視線離地面越近，折射越大，因此，視線距離地面的角度不應(yīng)小于0.3m，并且其影響也可用前后視距相等的方法消除或減弱。此外，應(yīng)選擇有利的時間，一日之中，上午10時至下午4時這段時間大氣比較穩(wěn)定，便于消除大氣折光的影響，但在中午前后觀測時，尺像會有跳動，影響讀數(shù)，應(yīng)避開這段時間，陰天、有微風(fēng)的天氣可全天觀測。 

　　4.溫度、太陽光及風(fēng)力的影響 

　　溫度的變化可引起大氣折光的變化，當(dāng)強(qiáng)烈的日光照射水準(zhǔn)儀時，儀器各部分受熱不均勻而引起變形，特別是水準(zhǔn)氣泡因烈日照射而縮短，使觀測產(chǎn)生誤差。另外，由于水準(zhǔn)管本身和管內(nèi)液體溫度的升高，氣泡向著溫度高的方向移動，從而影響儀器水平，產(chǎn)生氣泡居中誤差。所以當(dāng)日照較強(qiáng)時，應(yīng)隨時注意撐傘保護(hù)儀器。由于大風(fēng)可使水準(zhǔn)尺豎不直，使水準(zhǔn)儀的水準(zhǔn)氣泡不穩(wěn)定，故應(yīng)避免在大風(fēng)的天氣時進(jìn)行水準(zhǔn)測量。 

　　四、結(jié)語 

　　減小和消除誤差的方法都是以增加時間或采取更多的步驟為代價的。在測量過程中，操作熟練才能提高觀測的速度；采取規(guī)范的辦法，嚴(yán)格執(zhí)行正確步驟，司儀與立尺互相配合，才能得到正確結(jié)果。通過實(shí)踐證明，將控制方法應(yīng)用到實(shí)際工作中后，沒有或極少出現(xiàn)過錯誤，杜絕了勘測的返工，為公路設(shè)計保質(zhì)保量的完成奠定了基礎(chǔ)。 

　　參考文獻(xiàn) 

　　[1] 鐘孝順、聶讓.測量學(xué).[M].北京：人民交通出版社，1997. 

　　[2] JTG D20―2006，公路路線設(shè)計規(guī)范[S]. 

　　[3] JTJ 061―99，公路勘測規(guī)范[S].