摘要：伴随现代测绘技术的不断发展，对于高程测量的采集产生许多新型测绘方法，比如无人机航测、激光雷达观测、GPS高程测量等，此类技术虽然具备各自优势，但是在高程测量中还是无法全部替代传统水准仪测量，特别针对地形变水准测量，水准观测具有简便、直观、高效的优势，因此以圆水准器来检验水准尺竖直程度对高程测量的精度影响，具有一定的现实实践意义，以此获得准确可靠的地壳形变信息，更好的运用于地震分析预报。
关键词：水准尺倾斜；圆水准器；测量精度
引言
在测绘技术日益成熟的今天，测量高程已经有了GPS高程、三角高程测量、摄影测量与遥感等诸多方法，但目前还不能够完全取代水准测量，水准测量仍是获取未知点高程的主要方法。在水准测量过程中，水准尺的竖直是水准测量精度的保证。然而在水准尺的存放、运输和使用过程中，由于不可避免的磕碰、震动等因素，指示水准尺竖直的圆水准器的稳定状态必然会发生变化。久而久之，圆水准器将无法正确指示水准尺的竖直，导致水准尺倾斜，为水准测量引入系统误差。此外，由于客观因素，特别是当水准尺为较为沉重的铟钢尺或玻璃钢尺时，扶尺人员也不能将水准尺完全立直，其间必然存在一定的倾斜。水准尺的倾斜表现为2个方向的倾斜：沿尺面方向的倾斜(在这里称为“横向倾斜”)和垂直于尺面方向的倾斜(在这里称为“纵向倾斜”)。
1检验圆水准器的方法
选择距离在50米的地方，分别确定两个点，这两个点上架设水准仪，水准仪完成架设以后是对水准尺的安装，并且在安装过程中要保证水准尺中线或者是边缘要和目镜中的竖丝完全重合，若安装完成以后，出现水准气泡向着OA方向偏离。采用解决方法是改正针调整圆水准气泡，调整到完全居中为宜；若安装完成以后，水准气泡仅单一方向偏离，此时AO方向偏离无需调节，但若水准尺旋转90度，旋转以后要求水准尺侧面朝向水准仪，如出现水准尺气泡偏离情况，则需继续调节。如此重复使用上面的方法进行调整，直到水平尺的气泡是居中的状态才能停止调整。当然可使用别的方法代替，比如可使用全站仪来替代水准仪的调整，同时使用全站仪验证，还可把两个点的距离缩短，验证的过程中可先把全站仪平直放，拨动全站仪的水平制动螺旋，对其水平度盘的固定，固定以后只能使照着部竖直和在平面内转动，此时需使用目镜中的竖丝，把竖丝作为标准来指示水平尺的竖直情况。若在目镜中不能全部显示水准尺时，需使用上下旋动来调整，直到全部显示为调整结束。
2水准尺倾斜方向对测量精度的影响
水准尺在发生倾斜中有两种情况，一种是平行于刻度面的横向倾斜；另一个是垂直于刻度面的纵向倾斜。在平行于刻度面的横向斜中，水准仪照的位置是水准尺的A点上，这个时候的读数是OA的距离，代表的是视线的高。但是在实际的距离中视线高应该是OB的距离，这个时候产生的差，形成的原因是水准尺的倾斜造成。把造成这种误差记录为Δ。垂直于刻度面的纵向倾斜中，水准仪的读数为OA，但是这个视线高也不是正确的，实际的视线高应该是OB之间距离。当水准尺长度固定时，由于水准尺的倾斜造成的测量视线产生的误差，仅与水平尺偏离竖直方向的读数和距离有关系，得出的结论是和水准尺的倾斜方向没有关系，即在倾斜的角度和读数一定时，水准尺无论朝向如何，其因倾斜造成的测量视线高差都是相等的。
3引起水准测量高程误差的因素分析
3.1仪器下沉因素影响
当开展水准测量的基础为土质松软时，水准测量仪器会缓慢造成下沉，观察的时候视线相对降低，此类情况下会造成高差不准确的误差，为检核该类误差，高等级水准观测中通常采用的解决方法是对观测的顺序进行调整，可采用后、前、前、后的顺序观测，以有效降低、减弱和检核水准仪下沉影响，同时在测量的过程中，尽量把仪器放置在地面坚实的地方，并夯实三脚架。
3.2水准尺下沉(或上升)引起的误差
指仪器在迁站过程中，转点发生下沉(或上升)，使迁站后的后视读数增大(或减小)，算得的高差也增大(或减小)，往测和返测时水准尺下沉(或上升)量是相同的，由于误差符号相同，而往测和返测高差符号相反，因此取往测和返测高差的平均值可消除其影响。
3.3系统误差因素
系统误差是指水准仪，在经过检验后所存在的固有误差，主要表现的形式有为水准仪视准轴与水准管轴的不平衡，即产生i角影响。尽管仪器使用前，对上述i角进行计算调整，但水准仪内部仍存在少量的固定系统误差，其i角误差的影响主要是和距离是成正比，观测的时候若保证前后视距是大致相等，即可有效减少此类误差的影响，因此使用水准测量时要保证前后视距，即降低大气与地球曲率影响，亦可降低i角因素引起的误差影响。
3.4地球曲率及大气折光引起的误差
由于愈靠近地面空气密度愈大，视线通过不同密度的介质而产生折射，所以实际上视线并不水平而是呈弯曲状，这就是大气折光的影响，用表示。在平坦地区测量，如果前、后视距离相等，距离地面的高度也大致相同，则折光影响相同，视线弯曲程度也相同，在高差计算中就可以消除这种误差影响。当水准测量通过一个较长的坡度时，由于前视视线离地面的高度总是大于(或小于)后视视线离地面的高度，这时，垂直折光对高差就会产生系统性质误差影响。为了减弱垂直折光对观测高差的影响，应使前后视距尽量相等，并使视线离地面有足够的高度，在坡度较大的水准路线上进行作业时也应适当缩短视距。
3.5温度对水准测量的影响主要表现在两方面
一是对大气折光的影响。白天近地面空气温度高，密度低，弯曲的光线凹面向上，晚上近地面空气温度低，密度高，弯曲的光线凹面向下。二是温差使空气处于频繁的运动中，形成不规4的湍流，使视线抖动，增大观测误差。要减弱温度对观测误差的影响，观测时间应选在上午日出后3O分开始，至中天前1.5小时止；下午自中天后3小时起到日落前3O分止。可按地区、季节及气象情况适当变通。
4精密水准测量中的系统误差控制措施
4.1减少外界条件的干扰与影响
在测量时，还应减少外界环境带来的不良影响。首先，应严格控制水准仪的沉降问题，事先确保选择好最佳的观测地点，比如在坚实的地面测量等。同时，可采用往返观测的方式来减小测量过程中的系统误差。其次，应降低温度变化带来的影响。在实际测量中，避免在温度差较大的情况下测量，而应在一个最佳的温度环境下展开工作，以减少热胀冷缩给水准标尺及相关仪器带来的不良影响，进而提高读数的准确性。最后，还应减少大气折射带来的影响。在山区测量时，由于受到光线折射的影响较大，因此，在测量时应确保水平视线高出地面一定的距离，比如50cm，以减小误差。在平原地区测量时，其影响程度较小，加之在阴天时受到大气折射的影响较小，因此可根据实际需要尽量选择在阴天及一些平原地区测量。此外，应注意避免在中午前后测量，以减少大气折射对测量结果的不良影响。
4.2减少人为操作不当产生的影响
①在开始工作前，应对测量人员的专业技能进行严格考核。②在测量过程中，可使用带有水准器的水准标尺，以降低其倾斜程度；同时，在测量时，应确保测量人员用脚将不平的地面踩实，增强三脚架的稳定性。③应将尺垫放置于坚固的土壤中，以便借助往返测量方式降低系统误差。④应在测量过程中尽量减小视觉误差，避免出现经常调节焦距的现象，并保证测量时前后视距相等。
5结语
总之，水准测量迄今仍是一种非常普遍的重要的高程测量方法，特别是在精度要求较高的高程测量中，水准尺的竖直关系着水准测量的精度。为了减小这种误差，应尽可能使水准尺趋于竖直并控制水准尺的读数范围，降低其读数值的上限。此外，当一般水准路线地形起伏较小时，采用偶数个测站观测可以有效减小这种误差；当地形起伏较大时，设置偶数个测站对减小这个误差的作用没有地形平坦时明显，但仍能够有效削弱水准尺倾斜对水准测量精度的影响。基于此，在水准仪测量中水准尺的倾斜带来的影响主要包含两方面，即为水准尺倾斜方向对测量精度的影响、水准尺倾斜对单个测量站测量视线高的影响。同时对影响水准测量精度原因分析中，针对仪器下沉、温度影响，仪器自身系统误差等因素提出了解决办法。根据水准测量的原理，有效规避上述误差影响因子，降低对水准观测高程的影响权重，有助于提升地形变沉降测量的数据质量，提高数据资料质量。
参考文献：
[1]肖腾飞,熊志强.水准尺倾斜对水准测量精度的影响[J].科技与创新,2017(11).
[2]赵晓东,孙文超.基于CORS系统RTK技术的地表沉降数据处理与应用[J].山东工业技术,2016(06).