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高精度水准测量中,外界条件的影响及对策简述

2017-10-23 19:04:01 结构检测中心 阅读

 

高精度水准测量中,外界条件的影响及对策简述

工程检测及监测过程中,对于一二等级的高精度水准测量,必须考虑外界条件,如地形、天气、温度等对测量结果的影响。本文选取4个主要影响因素(不涉及人的因素),简述其对测量结果可能造成的影响,并给出相应解决措施。

1 地球曲率的影响

  工作时水准仪的视准轴是水平直线,而大地水准面是曲面。由此,在读数中就有误差,由R为地球半径,6371km)可得,S=100米时,曲率造成的误差为0.78mm

对策:如果前视水准尺和后视水准尺到测站的距离相等,则在前视读数和后视读数中含有相同的。这样在高差中就没有这误差的影响了。因此,放测站时要争取“前后视距相等”。

2 大气折光的影响 

接近地面的空气温度不均匀,所以空气的密度也不均匀。光线在密度不匀的介质中沿曲线传布。这称为“大气折光”。总体上说,白天近地面的空气温度高,密度低,弯曲的光线凹面向上;晚上近地面的空气温度低,密度高,弯曲的光线凹面向下。接近地面的温度梯度大,大气折光的曲率大。由于空气的温度不同时刻不同的地方一直处于变动之中。所以很难描述折光的规律。

对策:避免用接近地面的视线工作,尽量抬高视线,用前后视等距的方法进行水准测量。

3 大气抖动的影响

除了规律性的大气折光以外,还有不规律的部分:白天近地面的空气受热膨胀而上升,较冷的空气下降补充。因此,这里的空气处于频繁的运动之中,形成不规则的湍流。湍流会使视线抖动,从而增加读数误差。

对策:夏天中午一般不做水准测量;在沙地,水泥地、湍流强的地区,一般只在上午10点之前作水准测量。高精度的水准测量也只在上午10点之前进行。

4 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。例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。

对策:仪器制作时采取保护措施:如Zeiss004在望远镜筒外面还有一个保护筒。量筒之间静止的空气起隔热作用;精密水准测量时必须撑伞;精密水准仪从箱中拿出来后要静置半小时后再开始工作;避免日光直接照射水准管。

 

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