水准环中同符号闭合差的经常出现与大气垂直折光的影响

垂直折光对大地水准测量的影响,已作为水准测量中最重要的误差来源之一,并进行了广泛的研究。折光误差是系统累积的,它与测量路线的坡度、垂直温度梯度和视距的平方成比例。因此,如果沿路线的地形断面不对称,则垂直折光会使系统误差大大增加。由折光影响产生的系统闭合差可能超过随机观测误差,所以,在沿相同水准路线作重复观测的一切情况下,会出现同符号(或正或负)闭合差。在日本,自19世纪末以来,国土地理院曾数次进行一等重复水准测量。本文研究了本州岛东北地区的18个水准环,其中第6和第10两环总是出现负闭合差,在只有偶然误差存在的情况下,总是出现负闭合差的概率分别为0.007和0.047。本文研究了第6环和第10环自由空间重力异常和采用简单模型模拟的折光误差积累而产生的环闭合差。现将折光误差积累的模拟情况详述如下:(1)水准点间每段距离为2公里;(2)水准点间各测段的坡度相同;(3)所有测站观测的高差都不大于2米;(4)在水平面上方0.5米和2.5米之间的温差为1.0℃,它与倾斜面上单位面积的太阳幅射成正比。(5)太阳总是从南方照射过来;(6)各个模型中太阳的高度分别定为10°,30°和55°。两环有相似的地形不对称,即沿西线为山区,而东线相当平缓。因此在模拟计算前即预期到顺时针方向观测的闭合差为负。然而在模拟计算中,按照每对参数发现第6环的闭合差为正,第10环的为负。另一方面,考虑自由重力异常影响,在第6环会得到一个大的负闭合差。最后,我们可以把第6环观测的负闭合差解释为主要是由于重力异常的影响,而第10环观测的负闭合差被认为是由于折光引起的。