测量误差分类方法-测量员：专业技能入门与精通

2023-08-20 理论教育版权反馈

【摘要】：在相同的观测条件下，对某量进行一系列观测，如果观测误差在大小和符号上呈现一致性，即按一定的规律变化或保持为常数，这种误差称为系统误差。由于系统误差可用计算改正或适当的观测方法消除，因此本节中所讨论的测量误差，仅指偶然误差。大量实验统计结果表明，偶然误差具有以下特征：在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的限值。

1.产生误差的原因

测量误差是不可避免的，误差产生的原因主要有以下三个方面：

（1）测量工作所使用的仪器，尽管经过了检验校正，但还会存在残余误差，因此不可避免地会给观测值带来影响。

（2）测量过程中，无论观测人员的操作如何认真仔细，但由于人的感觉器官鉴别能力的限制，在进行仪器的安置、瞄准、读数等工作时都会产生一定的误差，同时观测者的技术水平、工作态度也会对观测结果产生不同的影响。

（3）由于测量时外界自然条件，如温度、湿度、风力等的变化，给观测值带来误差。观测者、观测仪器和观测时的外界条件是产生观测误差的主要因素，通常称为观测条件。观测条件相同的各次观测，称为同精度观测；观测条件不同的各次观测，称为不同精度观测。

2.误差的分类

测量误差按其性质可分为系统误差和偶然误差。

（1）系统误差。在相同的观测条件下，对某量进行一系列观测，如果观测误差在大小和符号上呈现一致性，即按一定的规律变化或保持为常数，这种误差称为系统误差。例如，用30m的钢尺量距时，尺长改正数为Δl，那么用这把钢尺量出的距离D，就包含着ΔlD/30的误差，量的距离越长，误差积累就越大。系统误差具有积累性，对观测成果的质量有明显的影响，但它又具有一定的规律性，一般可用下列方法消除或减弱其影响：

1）进行计算改正。如用钢尺量距时，可通过对测量结果加上尺长改正数和温度改正数，来消除尺长误差和温度变化误差。

2）选择适当的观测方法，使误差在观测过程中自行抵消或减弱。例如，在水准测量中采用前、后视距相等的观测方法，可消除水准仪的水准管轴不平行于视准轴而引起的高差误差；在水平角测量中，用经纬仪盘左、盘右两个位置观测，取其平均值，就可以消除视准轴不垂直于横轴以及横轴不垂直于竖轴所引起的测角误差。

（2）偶然误差。在相同的观测条件下，对某量作一系列观测，如果观测误差的大小和符号都不一致，表面上看不出任何规律性，这种误差称为偶然误差。例如在水准测量中，在水准尺上估读毫米数，有时偏大，有时偏小；测水平角时瞄准目标，有时偏左，有时偏右。这类误差都属于偶然误差。

在测量工作中，由于观测者的粗心大意，还可能发生错误，如读错数、记错数等。错误是不允许的，必须采取适当措施避免错误的发生。

由于系统误差可用计算改正或适当的观测方法消除，因此本节中所讨论的测量误差，仅指偶然误差。

3.偶然误差的性质

偶然误差从表面上看似乎没有规律性，但是随着对同一量观测次数的增加，大量的偶然误差就表现出一定的统计规律性，观测次数越多，这种规律性越明显。例如，在相同条件下，观测了358个三角形的内角，由于观测值存在偶然误差，所以测得的每个三角形的内角和都不等于180°，其差值Δ称为真误差，即

Δ=l-180° （3-1）

由式（3-1）计算出358个三角形内角和的真误差，再按绝对值的大小，分区间统计所有误差个数，并列入表3-1中。

表3-1 分区间统计的误差个数