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[摘 要]在测量工作中，大量实践证明，当对某个量进行多次重复观测时，不论测量仪器有多么精密，观测多么仔细，但在同一量的各观测值之间，或在各观测值与其理论值之间仍存在差异。研究观测误差的来源及其规律，采取各种措施消除或减小其误差影响，是测量工作者的一项主要任务。
[关键词]测量误差；来源；分类；特性；削减
中图分类号：TV523 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0088-01
1 测量误差的来源
测量是观测者使用某种仪器、工具，在一定的外界条件下进行的。观测误差来源于以下三个方面：观测者的视觉鉴别能力和技术水平；仪器、工具的精密程度；观测时外界条件的好坏。通常把这三个方面综合起来称为观测条件，观测条件将影响观测成果的精度。观测误差主要分为仪器误差、观测者的误差以及外界环境误差。
观测的误差产生的原因是多方面的。概括起来主要有以下三个方面：
（1）仪器原因：测量工作所使用的仪器，由于仪器本身在设计、制造、安装、校正等方面存在一定的误差，如钢尺的刻划误差、全站仪的度盘偏心等，因此会给测量值带来不可避免的误差。
（2）观测者的原因：由于观测者感觉器官鉴别能力有一定的局限性，在仪器安置、照准、读数等方面都产生误差。同时，观测者的技术水平、工作态度及状态都对测量成果的质量有直接影响。每个人都有自己的鉴别能力，一定的分辨率和技术条件，在仪器安置、照准、读数等方面都会产生误差。
（3）外界条件原因：测量时外界自然条件如温度、湿度、风力、大气折光等因素都会对观测结果产生一定的影响。外界条件发生变化，观测成果将随之变化。
通常把仪器的精度、观测者的技术水平和外界自然条件三方面综合起来，称为观测条件。例如，仪器的精度高些，观测者操作认真、熟练，选择最佳的气象条件，观测时所产生的误差就相应小一些，观测值的质量就会相应提高。反之，观测条件差，观测值的质量就相应降低。所以，观测条件的好坏决定了观测值质量的高低。当观测条件相同时所进行的各种观测称为等精度观测。观测条件不相同的各次观测称为不等精度观测。
由于任何观测值都会含有误差，因此对误差要做进一步的研究，以便对不同的误差采取不同的措施，达到消除或减弱误差对测量成果造成影响的目的。
在施工测量过程中，测量规范以中误差作为衡量精度的标准，以两倍中误差为极限误差。
2 测量误差的分类和特性
测量误差按其对测量结果的影响的性质，可分为粗差、系统误差、偶然误差三种。
（1）粗差
粗差是一种大级量的观测误差，即测量中出现的错误。
粗差产生的原因较多。可能由作业人员疏忽大意、失职而引起，如大数读错、读数被记录员记错、瞄错了目标等；也可能是仪器自身或受外界干扰发生故障引起的。
（2）系统误差
在相同的观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现的符合和大小均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。例如，用名义长度为20m的钢尺量距，而该钢尺的实际长度为20.002m，则每丈量一尺段就会产生-0.002m的系统误差。系统误差具有累积性，对测量结果的影响很大。系统误差表明了一个测量结果偏离真值或实际值的程度。系统误差越小，测量就越准确。
（3）偶然误差
在相同的观测条件下，对某量进行一系列观测，若误差出现的符号和大小均呈偶然性，即从表面现象看，误差的大小和符号没有规律性，这样的误差称为偶然误差。例如，测角时的照准误差、读数是的估读误差等。
3 测量误差的处理
（1）在观测中必须避免出现粗差，发现粗差的有效方法是进行必要的重复观测。通过多余观测条件，采用必要而又严密的检核、验算等发现并消除粗差。
测量之前，测量者应对整个测量过程及测量装置进行必要的分析与研究，找出可能产生系统误差的原因，在测量之前对产生误差的因素采取一些必要的措施使这些因素得以消除或削弱。
含有粗差的观测值不能使用。一旦发现粗差，该观测值必须舍弃并重测。疏失误差的消除。凡是由于偶然误差所造成的粗大误差，数据就明显的与实际值相差甚远，这种由于疏忽所测得的数据均为环值，在进行数据处理时应将其剔除。
（2）由于系统误差的符号和大小有一定的规律，可以用以下方法进行处理：
①用计算的方法加以改正。例如，钢尺经过检定求出尺长改正数等。
②用一定的观测方法和操作程序加以消除。观测时使系统误差在观测结果中得以抵消。例如，水准测量时使前后视距相等；在测角中，用盘左、盘右观测值取中数的方法可以消除视准轴误差、横轴误差和竖盘指标差等的影响。
③进行多余观测。在多次观测中，误差绝对值的波动有一定的界限、正负误差出现的机会相同。
④校验仪器，提高观测仪器的等级，将系统误差限制在允许范围内，使观测值的精度得到有效提高。有的系统误差即不便于计算改正，又不能采用一定的观测方法加以消除，例如，照准部水准管器轴不垂直于仪器竖轴的误差对水平角的影响。对于这类系统误差，只能按规定的要求对仪器进行精确校验，并在观测中仔细整平，将其影响减小到允许范围内。
（3）观测值的精度主要取决于偶然误差的影响，观测值的精度愈高，则表示偶然误差的分布密集，观测值之间的差异愈小。反之，则表示观测值之间的差异愈大，观测值的精度愈低。求平均值，偶然误差有效抵偿。根据统计学的知识分析知道，可用数理统计的方法，当测量次数足够多时，处理测量数据，偶然误差的算术平均值趋向于零。因此，可以用多次测量值的平均值的方法来消除偶然误差，从而减少偶然误差对测量结果的影响。
综上所述，三种误差同时存在的情况下，对于确认为疏失误差的测量值，应首先剔除；对于偶然误差，采用统计学求平均值的方法来削弱它的影响；对于系统误差，在进行测量之前，必须预先估计一切产生系统误差的根源，有针对性地采取相应措施来消除系统误差，如对仪表进行校正，配置适当的仪器仪表，选择合理的测量方法等。
[关键词]测量误差；来源；分类；特性；削减
中图分类号：TV523 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0088-01
1 测量误差的来源
测量是观测者使用某种仪器、工具，在一定的外界条件下进行的。观测误差来源于以下三个方面：观测者的视觉鉴别能力和技术水平；仪器、工具的精密程度；观测时外界条件的好坏。通常把这三个方面综合起来称为观测条件，观测条件将影响观测成果的精度。观测误差主要分为仪器误差、观测者的误差以及外界环境误差。
观测的误差产生的原因是多方面的。概括起来主要有以下三个方面：
（1）仪器原因：测量工作所使用的仪器，由于仪器本身在设计、制造、安装、校正等方面存在一定的误差，如钢尺的刻划误差、全站仪的度盘偏心等，因此会给测量值带来不可避免的误差。
（2）观测者的原因：由于观测者感觉器官鉴别能力有一定的局限性，在仪器安置、照准、读数等方面都产生误差。同时，观测者的技术水平、工作态度及状态都对测量成果的质量有直接影响。每个人都有自己的鉴别能力，一定的分辨率和技术条件，在仪器安置、照准、读数等方面都会产生误差。
（3）外界条件原因：测量时外界自然条件如温度、湿度、风力、大气折光等因素都会对观测结果产生一定的影响。外界条件发生变化，观测成果将随之变化。
通常把仪器的精度、观测者的技术水平和外界自然条件三方面综合起来，称为观测条件。例如，仪器的精度高些，观测者操作认真、熟练，选择最佳的气象条件，观测时所产生的误差就相应小一些，观测值的质量就会相应提高。反之，观测条件差，观测值的质量就相应降低。所以，观测条件的好坏决定了观测值质量的高低。当观测条件相同时所进行的各种观测称为等精度观测。观测条件不相同的各次观测称为不等精度观测。
由于任何观测值都会含有误差，因此对误差要做进一步的研究，以便对不同的误差采取不同的措施，达到消除或减弱误差对测量成果造成影响的目的。
在施工测量过程中，测量规范以中误差作为衡量精度的标准，以两倍中误差为极限误差。
2 测量误差的分类和特性
测量误差按其对测量结果的影响的性质，可分为粗差、系统误差、偶然误差三种。
（1）粗差
粗差是一种大级量的观测误差，即测量中出现的错误。
粗差产生的原因较多。可能由作业人员疏忽大意、失职而引起，如大数读错、读数被记录员记错、瞄错了目标等；也可能是仪器自身或受外界干扰发生故障引起的。
（2）系统误差
在相同的观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现的符合和大小均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。例如，用名义长度为20m的钢尺量距，而该钢尺的实际长度为20.002m，则每丈量一尺段就会产生-0.002m的系统误差。系统误差具有累积性，对测量结果的影响很大。系统误差表明了一个测量结果偏离真值或实际值的程度。系统误差越小，测量就越准确。
（3）偶然误差
在相同的观测条件下，对某量进行一系列观测，若误差出现的符号和大小均呈偶然性，即从表面现象看，误差的大小和符号没有规律性，这样的误差称为偶然误差。例如，测角时的照准误差、读数是的估读误差等。
3 测量误差的处理
（1）在观测中必须避免出现粗差，发现粗差的有效方法是进行必要的重复观测。通过多余观测条件，采用必要而又严密的检核、验算等发现并消除粗差。
测量之前，测量者应对整个测量过程及测量装置进行必要的分析与研究，找出可能产生系统误差的原因，在测量之前对产生误差的因素采取一些必要的措施使这些因素得以消除或削弱。
含有粗差的观测值不能使用。一旦发现粗差，该观测值必须舍弃并重测。疏失误差的消除。凡是由于偶然误差所造成的粗大误差，数据就明显的与实际值相差甚远，这种由于疏忽所测得的数据均为环值，在进行数据处理时应将其剔除。
（2）由于系统误差的符号和大小有一定的规律，可以用以下方法进行处理：
①用计算的方法加以改正。例如，钢尺经过检定求出尺长改正数等。
②用一定的观测方法和操作程序加以消除。观测时使系统误差在观测结果中得以抵消。例如，水准测量时使前后视距相等；在测角中，用盘左、盘右观测值取中数的方法可以消除视准轴误差、横轴误差和竖盘指标差等的影响。
③进行多余观测。在多次观测中，误差绝对值的波动有一定的界限、正负误差出现的机会相同。
④校验仪器，提高观测仪器的等级，将系统误差限制在允许范围内，使观测值的精度得到有效提高。有的系统误差即不便于计算改正，又不能采用一定的观测方法加以消除，例如，照准部水准管器轴不垂直于仪器竖轴的误差对水平角的影响。对于这类系统误差，只能按规定的要求对仪器进行精确校验，并在观测中仔细整平，将其影响减小到允许范围内。
（3）观测值的精度主要取决于偶然误差的影响，观测值的精度愈高，则表示偶然误差的分布密集，观测值之间的差异愈小。反之，则表示观测值之间的差异愈大，观测值的精度愈低。求平均值，偶然误差有效抵偿。根据统计学的知识分析知道，可用数理统计的方法，当测量次数足够多时，处理测量数据，偶然误差的算术平均值趋向于零。因此，可以用多次测量值的平均值的方法来消除偶然误差，从而减少偶然误差对测量结果的影响。
综上所述，三种误差同时存在的情况下，对于确认为疏失误差的测量值，应首先剔除；对于偶然误差，采用统计学求平均值的方法来削弱它的影响；对于系统误差，在进行测量之前，必须预先估计一切产生系统误差的根源，有针对性地采取相应措施来消除系统误差，如对仪表进行校正，配置适当的仪器仪表，选择合理的测量方法等。