水准测量误差来源及消除方法的研究(2)
1.1.2 研究现状
随着大地测量学的快速发展，测量工程领域引入了许多新兴科技。测量工程的数字化已被广泛应用。但是，在精确传递高程、建立高程控制网等方面，几何水准测量此类传统的测量方式，至今仍没有完全被现代的数字化技术所取代[1]。水准测量给施工放样、设备安装、变形监测等领域提供基础资料，为各项施工建设的顺利进行做好基础。对于水准测量系统中的水准仪，国内对其误差来源及其消除的方法研究已经比较充分。例如，利用同一测站前后视距相等的方法来削弱视准轴与水准管轴不平行的误差；利用同一测站前后尺交替和偶数测站的方法来削弱零点误差等。然而，大多数文献只是单方面从理论来介绍各种水准误差的削弱方法，而缺乏对其的实测数据验证。本次设计的创新点就在于将理论成果与实测数据相结合，实际验证理论方法的有效性。
1.1.3 本文研究内容
本文首先主要从仪器误差、测量误差、外界环境的影响三大部分来探究水准测量的误差来源。其中，仪器误差包括：视准轴与水准管轴不平行的误差、交叉误差、水准尺误差；观测误差包括：精平误差、调焦误差、估读误差、水准尺倾斜误差；外界环境影响包括：水准仪水准尺下沉误差、大气折光和地球曲率的影响。然后，根据各项误差的来源探究其解决方案。最后，通过各项实测实验证明误差确实存在并且采用实地对比实验证明解决方案的有效性。
1.1.4 水准测量的原理
水准测量是当今在各类施工建设中应用相当广泛的测量方法，它利用水准仪以及水准尺获取点的高程进而得到两点间的高差。在控制测量、联系测量、贯通测量等其他测量项目中都会涉及水准测量。以下为水准测量工作原理的介绍。
如下图1-1，假设HA以及HB分别为已知点A和未知点B的高程,hAB为点A和点B之间高差。由图中的几何关系可得关系式如下：
HB = HA + hAB ①
显然，要求出HB首先就要求出高差hAB。hAB高差的获取方法为：分别在点A和点B上放一水准尺，尺子保持竖直状态（我们称测量前进方向上的尺为前视尺，相反方向上的尺为后视尺）。然后，通过水准仪分别在后视尺和前视尺上进行读数（分别为读数a和读数b）。那么，hAB为：
hAB = a - b ②
将②式代入①式：
HB = HA +（ a - b） ③
1.1.5 水准测量的方法
当两点相隔较远距离，或者这两点高差相差比较大时，就需要加设几个用来传递高程的过渡点（转点）。如下水准测量方法的示意图，要求点A与点B之间的高差hAB，先设计一条测量路线，将水准仪依次架于两点之间，测出高差hA1、h12等，直至测出hnB。
那么，点A和点B之间的高差为：
hAB = hA1 + h12 + … + hnB
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