一、水準測量誤差及解決方法
今天我們就來說說水準測量時的誤差來源及修正方法，這一節所講述內容的實用性還是較強的，希望對大家日常作業有所幫助。
儀器誤差
儀器校正後的殘餘誤差
主要是水準管軸與視準軸不平行，雖經校正但仍然殘存少量的誤差，而且由於望遠鏡調焦或儀器溫度變化都可引起i角發生變化，使水準測量發生誤差。所以，在觀測時，要注意使前、後視距相等，打傘避免儀器受日光暴曬，便可消或減弱此項誤差的影像。
水準尺誤差
由於水準尺刻劃不準確，尺長變化、彎曲等因素，會影響水準測量的精度。因此，水準標尺須經過檢驗才能使用。至於標尺的零點不等差，可以在一個測段中採用使測站數為偶數的方案予以取消。
觀測誤差
水準管氣泡居中誤差
設水準管分劃值為ζ，居中誤差一般為±0.1ζ，採用符合水準器時，氣泡居中精度可以提高1倍，故居中誤差為
式子中，D為水準儀到水準尺的距離。
若D=75m，ζ =20″，則 mζ=±0.55mm，因此為消除此項誤差，每次讀數前，應嚴格使氣泡居中。
讀數誤差
在水準尺上估讀毫米數的誤差，與人眼的分辨能力、望遠鏡的放大倍率以及視線長度有關，通常按照下式計算：
Mv=±60″/v×D/ρ″
式子中，V是望遠鏡的放大倍率；
60″是人眼的極限分辨能力。
設望遠鏡的放大倍率V=30倍，視線長為100m，則Vm=±1mm。
水準尺傾斜影響
水準尺傾斜將使尺上讀數增大，這是因為正確的讀數為α=α′cosγ（γ為傾斜的角度），所以有
△α=α′-α=α′（1-cosγ）
可見，△α的大小與尺子的傾斜角度有關，也和尺子上的讀數α′有關。如水準尺傾斜讀數為1.5m，傾斜2°時，將會產生1mm誤差；傾斜4度時，將會產生4mm誤差。同時，無論水準標尺往前傾，還是往後傾，讀數都會增大。因此，在高精度水準測量中，水準尺上要安置圓水準器，讀數時一定要嚴格居中。
外界條件的影響
儀器下沉和尺墊下沉
由於儀器下沉和尺墊下沉，使視線降低，從而引起高差誤差。這類誤差隨著測站數的增加而積累，因此觀測時要選擇土質堅硬的地方安置儀器和設置轉點，且要注意踩緊腳架，踏實尺墊。若採用「後、前、前、後」的觀測程序或採用往返觀測的方法，取成果中數，可以減弱其影響。
地球曲率及大氣折射光的影響
如圖所示，用水平視線代替大地水準面在尺上讀數產生的誤差為△h，此處用c代替△h，則有
C=D/2R
式子中，D為儀器水準標尺的距離，R為地球的平均半徑，6371km。
實際上，由於大氣折光的作用，視線並非是水平的，而是一條曲線，曲線的曲率半徑為地球半徑的7倍，其折光量的大小對水準標尺讀數產生的影響為：
r= D/14R
二者影響之和為
f=c-r=0.43 D/R
大氣折光的原因主要是由於空氣密度的不均勻。太陽出來時，地面溫度比空氣低，因此空氣密度下大上小，視線往上彎曲；太陽下山時，情況正好相反。同事，視線離地面近，折射也愈大，所以一般規定視線必須高處地面一定高度（如0.3m），就是為了減小此項的影響。如果使前、後視距相等，那麼上述的影響將得消除或者大大減弱。
溫度的影響
溫度的變化不僅引起大氣折光的變化，而且當烈日照射水準管的時候，由於水準管本身和管內液體溫度的升高，氣泡向著溫度高的方向移動，而影響儀器水平，產生氣泡居中誤差，觀測時應注意撐傘遮陽。
此外，大氣的透視度、地形條件及觀測者的視覺能力等，都會影響測量精度，由於這些因素而產生的誤差與視線長度有關，因此通常規定高精度水準測量的視線長度為40-50m，三四等水準測量的視線長度為70-120m。
以上所述各項誤差來源，都是採用單獨影響的原則進行分析的，而實際情況則是綜合性的影響。只要作業中注意上述措施，特別是操作熟練後觀測速度提高的情況下，各項外界影響的誤差都將大為減小，完全能達到實測精度要求。
二、水準儀的檢查校正
圓水準器的水準軸應平行於儀器的垂直軸
下圖中的VV為儀器的旋轉軸，LL為圓水準器的水準軸。
設VV和ＬＬ平行，存在一個夾角α，那麼當圓水準氣泡居中時，水準軸ＬＬ是豎直的，而旋轉軸ＶＶ是傾斜的，看圖就可以明白了。當儀器旋轉１８０°的時候，圓水準器也圍繞旋轉軸轉了１８０°。很顯然，水準軸與旋轉軸之間存在一個夾角α。加之旋轉軸本身與垂直軸之間的夾角為α。此時，水準軸與垂直軸之間的夾角為多少？是的，２α。
檢驗校正的方法（對於普通水準儀可以藉助管氣泡校正）：
先將管水準器平行於任意兩個腳螺旋，將圓氣泡整平，用微傾螺旋將符合氣泡符合。然後旋轉１８０°，若符合氣泡不符合，旋轉微傾螺旋，使符合氣泡移動偏差的一半，再相對旋轉與管氣泡平行的兩個腳螺旋，使符合氣泡移動偏差的另一半，即符合氣泡符合。
上述調整，由於操作中不可能十分準確地估計氣泡偏差的一半，所以需要反覆操作，即將儀器旋轉１８０°，用微傾螺旋和與管氣泡平行的兩個腳螺旋各讓氣泡移動一半，使得氣泡符合。直至儀器旋轉１８０°前後氣泡仍嚴格符合。最後將管氣泡旋轉９０°，旋轉第三個腳螺旋，使符合氣泡符合，此時表明儀器的螺旋軸處於鉛垂狀態。
完成以上操作之後，再看圓氣泡的偏差情況。若不居中，則需要校正圓氣泡底部的三個校正螺絲。
以上是對水準儀擁有管水準器而言的，若是自動安平水準儀應該怎麼做？
它的校正方法更為直接，先整平圓氣泡，將儀器旋轉１８０°，若圓氣泡不居中，用三個腳螺旋讓氣泡移動一半，另一半則通過圓氣泡旁邊的校正螺絲來完成，以上工作也要反覆進行。
十字絲的橫絲應水平
水準測量是用橫絲讀數的，因此橫絲應嚴格水平，否則當用橫絲的不同位置讀數的時候，會有不同的結果，從而影響觀測的精度。
檢核的方法：由於橫絲與豎絲垂直。所以，先整平儀器，在１０－２０ｍ處懸掛一個吊錘。然後觀測豎絲是否與吊錘完全重合。若不重合，則應校正。
校正的方法如下：旋下十字絲校正螺絲的護蓋。旋轉十字絲環上的校正螺絲。轉動十字絲，使豎絲與吊錘完全重合。擰緊螺絲，蓋上護蓋。這個就簡單一些了。
望遠鏡的視準軸應與管水準器的水準軸平行（ｉ角的檢核）
根據水準測量的原理可知，水準測量是用水準儀所提供的水平視線來測定兩點間的高差。而水平視線的獲得是靠水準儀的管水準器（對於自動安平水準儀而言是補償器），也就是說，儀器的視準軸和管水準器的水準軸二者必須平行。當管水準氣泡居中的時候，水準軸和視準軸都是水平的。當二者不平行的時候，存在一個很小的夾角ｉ角時，顯然，管水準器整平時，視準軸並沒有水平，而與水平線有一個很小的夾角ｉ角。
看下圖，當視準軸和水準軸間存在一個夾角ｉ角時，按水準儀的操作方式，將管氣泡居中時，正確的讀數應為α。但是，實際上，由於視準軸的不平，此時的讀數應該為α'，二者之間的差值為△＝α－α'。
很顯然，△不僅與ｉ角有關，而且與儀器到標尺間的距離Ｓ有關。當ｉ角一定的時候，Ｓ越大，△越大。這是因為：
△＝Ｓ×ｔａｎｉ
由於ｉ角很小，所以ｔａｎｉ≈ｉ，那麼有
那麼，ｉ角對測定兩點高差的影響是怎麼樣的呢？
再看下圖，設儀器到前後標尺的水平距離為Ｓ１，Ｓ２，由以下式子可以知道：
當Ｓ１＝Ｓ２
則有△１＝△２
也就是說，當Ｓ１＝Ｓ２ 時，無論ｉ角多大，對測定兩點間的高差ｈＡＢ的理論值ｈ影響可以相互抵消，這是因為：