测量误差产生的原因
引起测量误差的原因很多,概括起来有仪器误差、观测者和外界条件的影响三个方面。
1.仪器误差
测量工作是通过仪器进行的,而任何一种仪器都具有制造工艺上的局限性,尽管仪器通过检验和校正,但都会有一些剩余误差,使观测结果的精度受到一定的限制。例如水准仪的视准轴难以绝对平行于水准管轴,水准尺有分划误差等。当然,不同类型的仪器具有不同精度,使用不同精度的仪器引起的误差大小也不相同。
2.观测者的影响
观测者是通过自身的感觉器官来进行工作的,由于人的感觉器官鉴别能力有一定的局限性,使得在安置仪器、瞄准、读数等方面都会产生误差。此外,观测者的技术水平、熟练程度和工作态度也会直接影响观测成果的质量。
3.外界条件的影响
由于观测时所处的外界自然环境与仪器所要求的标准状态不一致,引起测量仪器和被测物体本身的变化,这些环境因素与温度、湿度、风力、日照、气压、振动、电磁场、空气的透明度、空气的含尘量、大气折光等有关,必然使观测结果带有误差。
通常把观测误差来源的三个方面称为观测条件,观测条件的好坏与观测成果的质量有着密切的联系。一般情况下,观测误差的大小受观测条件的制约。观测条件好时,误差就小,所获得的观测结果的质量就高;反之,误差就大,观测结果的质量就低。因此,评定观测结果的质量高低,应根据观测条件的好坏和观测误差的大小进行综合考虑。
在测量中,除了误差之外,有时还可能发生错误。例如测错、读错、算错等,这是由于观测者的疏忽大意造成的。例如,一个三角形三个内角和的理论值等于180°,为了确定该三角形的形状,只要测量其中的任意两个内角,第三个内角就可以用180°减去已测得的两个内角和求得。因此确定一个三角形形状的必要观测个数为2,但是如果测某个内角时经纬仪对中对错了点,则测得的内角就存在粗差,因没有检核条件,则该粗差不可能被发现,也不可能被消除。如果测量了第三个内角,则第三个内角就是多余观测,这时三个内角之和就构成了一个检核条件,若存在粗差,测量成果必然超过限差要求,因此,粗差可以通过多余观测来发现,并通过重新观测含有粗差的观测量来消除。只要观测者仔细认真地作业并采取必要的检核措施,错误就可以避免。
测量仪器在使用前都应进行检验和校正,操作时必须严格按照规范的要求进行。一般认为,当严格按照规范的要求进行测量工作时,系统误差和粗差是可以消除的,即使不能完全消除,也可以将其影响减到最小。
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