控制測(cè)量學(xué)課件第4講

1、水平度盤水平度盤軸軸豎豎 垂直度盤垂直度盤軸軸架架支支視視架架腳腳三三基基座座準(zhǔn)準(zhǔn)部部照照架架支支橫橫 軸軸讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)顯微鏡1.1.照準(zhǔn)軸和橫軸正交；照準(zhǔn)軸和橫軸正交；2.2.水平軸與豎軸正交；水平軸與豎軸正交；3.3.豎軸與水平度盤正豎軸與水平度盤正交，且過(guò)其中心交，且過(guò)其中心; ;4.4.橫軸與垂直度盤正橫軸與垂直度盤正交，且過(guò)其中心交，且過(guò)其中心第三章第三章 精密測(cè)角儀器和水平角觀測(cè)精密測(cè)角儀器和水平角觀測(cè)儀器的視準(zhǔn)軸不與水平軸正交所產(chǎn)生的誤差稱為儀器的視準(zhǔn)軸不與水平軸正交所產(chǎn)生的誤差稱為視準(zhǔn)視準(zhǔn)軸誤差軸誤差。產(chǎn)生視準(zhǔn)軸誤差的產(chǎn)生視準(zhǔn)軸誤差的主要原因主要原因有：有：1.1.望遠(yuǎn)鏡的十

2、字絲分劃板安置不正確；望遠(yuǎn)鏡的十字絲分劃板安置不正確；2.2.望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦鏡運(yùn)行時(shí)晃動(dòng)；望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦鏡運(yùn)行時(shí)晃動(dòng)；3.3.氣溫變化引起儀器部件的脹縮，特別是儀器受熱不氣溫變化引起儀器部件的脹縮，特別是儀器受熱不均勻使視準(zhǔn)軸位置變化。均勻使視準(zhǔn)軸位置變化。3.2.13.2.1經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差 在圖中，視準(zhǔn)軸偏離了與水在圖中，視準(zhǔn)軸偏離了與水平軸平軸 HH正交的方向而產(chǎn)生視正交的方向而產(chǎn)生視準(zhǔn)軸誤差準(zhǔn)軸誤差c c，規(guī)定視準(zhǔn)軸偏向垂，規(guī)定視準(zhǔn)軸偏向垂直度盤一側(cè)時(shí)直度盤一側(cè)時(shí), ,c c為正值，反之，為正值，反之，c c為負(fù)值。視準(zhǔn)軸誤差為負(fù)值。視準(zhǔn)軸誤差c c 對(duì)水平對(duì)水平方向觀測(cè)值

3、的影響方向觀測(cè)值的影響 為為: : （3 31 1） ccos cc3.2.13.2.1經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差圖圖3.23.2 , ,得得: : 式中式中a為觀測(cè)時(shí)照準(zhǔn)目標(biāo)的垂直為觀測(cè)時(shí)照準(zhǔn)目標(biāo)的垂直角。由式可知，角。由式可知，c c的大小除與的大小除與c c值有關(guān)值有關(guān)外，還隨照準(zhǔn)目標(biāo)的垂直角外，還隨照準(zhǔn)目標(biāo)的垂直角a的增大而的增大而增大，當(dāng)增大，當(dāng)a= =0 0時(shí)，時(shí)，c c= =c c。注意注意: :教材教材8989頁(yè)提法是頁(yè)提法是: :當(dāng)當(dāng)a= =0 0，則則c c= =0 0。這是明顯的筆誤。這是明顯的筆誤。3.2.13.2.1經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差圖圖3

4、.33.3 OaaacOAAAc11,顧及顧及: :cos,11OAOaAAaacoscc OaaacOAAAc11,cos,11OAOaAAaacoscc 盤左時(shí)視準(zhǔn)軸偏向垂直度盤一側(cè)，正確的水平度盤讀盤左時(shí)視準(zhǔn)軸偏向垂直度盤一側(cè)，正確的水平度盤讀數(shù)數(shù) 較有視準(zhǔn)軸誤差影響較有視準(zhǔn)軸誤差影響 時(shí)的實(shí)際讀數(shù)時(shí)的實(shí)際讀數(shù)L L小小; ; （3 32 2）盤右觀測(cè)時(shí)，視準(zhǔn)軸則偏向度盤的另一側(cè)，這時(shí)正確的盤右觀測(cè)時(shí)，視準(zhǔn)軸則偏向度盤的另一側(cè)，這時(shí)正確的水平度盤讀數(shù)水平度盤讀數(shù) 顯然大于有視準(zhǔn)軸誤差影響顯然大于有視準(zhǔn)軸誤差影響 的實(shí)際讀數(shù)的實(shí)際讀數(shù)R R，故，故 取盤左、盤右讀數(shù)的中數(shù)，得取盤左、盤右讀

5、數(shù)的中數(shù)，得: : 0Lc0RccLL0cRR0)180(210RLA3.2.13.2.1經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差（3 34 4） （3 33 3） 視準(zhǔn)軸誤差視準(zhǔn)軸誤差c c 對(duì)盤左、盤右水平方向觀測(cè)值的影響大小對(duì)盤左、盤右水平方向觀測(cè)值的影響大小相等，正負(fù)號(hào)相反。相等，正負(fù)號(hào)相反。c c 是視儀器構(gòu)造不完善引起是視儀器構(gòu)造不完善引起, ,短時(shí)間不會(huì)短時(shí)間不會(huì)改變改變, ,所以取盤左、盤右實(shí)際讀數(shù)的中數(shù)，就可以消除視準(zhǔn)軸所以取盤左、盤右實(shí)際讀數(shù)的中數(shù)，就可以消除視準(zhǔn)軸誤差的影響。誤差的影響。由于望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦鏡運(yùn)行不正確，也就是運(yùn)行中有晃動(dòng)由于望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦鏡運(yùn)行不正確，也就是運(yùn)行中

6、有晃動(dòng)可以引起視準(zhǔn)軸位置的變化，所以大地測(cè)量規(guī)定在一測(cè)回內(nèi)可以引起視準(zhǔn)軸位置的變化，所以大地測(cè)量規(guī)定在一測(cè)回內(nèi)不得重新調(diào)焦不得重新調(diào)焦大地測(cè)量控制網(wǎng)邊長(zhǎng)較長(zhǎng)，取距離適中的點(diǎn)作為零方向大地測(cè)量控制網(wǎng)邊長(zhǎng)較長(zhǎng)，取距離適中的點(diǎn)作為零方向調(diào)焦，其余方向不調(diào)焦是可能的。工程控制測(cè)量邊長(zhǎng)較短，調(diào)焦，其余方向不調(diào)焦是可能的。工程控制測(cè)量邊長(zhǎng)較短，同一測(cè)站各方向距離差距較大，不調(diào)焦照準(zhǔn)誤差遠(yuǎn)大于視準(zhǔn)同一測(cè)站各方向距離差距較大，不調(diào)焦照準(zhǔn)誤差遠(yuǎn)大于視準(zhǔn)軸誤差軸誤差c c微小變化的影響，所以不執(zhí)行此項(xiàng)規(guī)定。微小變化的影響，所以不執(zhí)行此項(xiàng)規(guī)定。3.2.13.2.1經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差由于短時(shí)間內(nèi)由于

7、短時(shí)間內(nèi)C C值不會(huì)變化，所以值不會(huì)變化，所以C C值在觀測(cè)過(guò)程中應(yīng)是一常數(shù)。值在觀測(cè)過(guò)程中應(yīng)是一常數(shù)。由于：由于： （3 35 5）當(dāng)觀測(cè)目標(biāo)的垂直角當(dāng)觀測(cè)目標(biāo)的垂直角 a 較小，較小， ，故（故（3 35 5）又可寫成：）又可寫成： （3 36 6）一個(gè)測(cè)站觀測(cè)各方向一個(gè)測(cè)站觀測(cè)各方向C C角值應(yīng)該是穩(wěn)定的，若變化較大應(yīng)該是較角值應(yīng)該是穩(wěn)定的，若變化較大應(yīng)該是較大的觀測(cè)誤差的反映。所以測(cè)量上將大的觀測(cè)誤差的反映。所以測(cè)量上將2C2C互差，作為一項(xiàng)精度檢驗(yàn)指標(biāo)?；ゲ?，作為一項(xiàng)精度檢驗(yàn)指標(biāo)。測(cè)量規(guī)范規(guī)定測(cè)量規(guī)范規(guī)定: :一測(cè)回中各方向一測(cè)回中各方向2 2c c互差對(duì)于互差對(duì)于J J1 1型儀器

8、不得超過(guò)型儀器不得超過(guò)99；對(duì)于對(duì)于J2J2型儀器不得超過(guò)型儀器不得超過(guò)1313。1coscc cRL21800cRL218003.2.13.2.1經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差儀器的水平軸（橫軸）不與垂直軸正交，所產(chǎn)生的儀器的水平軸（橫軸）不與垂直軸正交，所產(chǎn)生的誤差稱為水平軸傾斜誤差。儀器左、右兩端的支架不誤差稱為水平軸傾斜誤差。儀器左、右兩端的支架不等高、水平軸兩端軸徑不相等都會(huì)產(chǎn)生水平軸傾斜誤等高、水平軸兩端軸徑不相等都會(huì)產(chǎn)生水平軸傾斜誤差。差。水平軸與豎軸垂直，豎軸不垂直時(shí)，水平軸也不水水平軸與豎軸垂直，豎軸不垂直時(shí)，水平軸也不水平，但這里討論的是平，但這里討論的是,假設(shè)豎軸豎

9、直情況下的水平軸傾假設(shè)豎軸豎直情況下的水平軸傾斜問(wèn)題。斜問(wèn)題。3.2.2 3.2.2 經(jīng)緯儀的水平軸傾斜誤差經(jīng)緯儀的水平軸傾斜誤差垂直軸垂直，水平軸不與其正交而傾斜垂直軸垂直，水平軸不與其正交而傾斜了一個(gè)了一個(gè)i i角，這個(gè)角就是水平軸傾斜誤差，角，這個(gè)角就是水平軸傾斜誤差，規(guī)定水平軸在垂直度盤一端下傾，規(guī)定水平軸在垂直度盤一端下傾，i i角為正角為正值，反之值，反之i i角為負(fù)值。在圖中，傾斜了角為負(fù)值。在圖中，傾斜了i i角的角的水平軸水平軸 不垂直于垂直軸。水平軸傾斜不垂直于垂直軸。水平軸傾斜了了i i角，對(duì)水平方向觀測(cè)值的影響角，對(duì)水平方向觀測(cè)值的影響 為：為： 事實(shí)上，水平軸傾斜是通

10、過(guò)造成視準(zhǔn)軸事實(shí)上，水平軸傾斜是通過(guò)造成視準(zhǔn)軸傾斜來(lái)影響水平角觀測(cè)的，由圖傾斜來(lái)影響水平角觀測(cè)的，由圖3.43.4可見可見, ,反反轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡后轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡后,i,i角對(duì)水平角的影響大小相等方角對(duì)水平角的影響大小相等方向相反。向相反。 11HHtanii i圖圖3.43.43.2.23.2.2 經(jīng)緯儀的水平軸傾斜誤差經(jīng)緯儀的水平軸傾斜誤差（3 37 7）3.2.2 3.2.2 經(jīng)緯儀的水平軸經(jīng)緯儀的水平軸傾斜誤差傾斜誤差 OmmmimMMMi11顧及到顧及到：tan/11mMOmMMmm得得：tanii 圖圖3.53.5平面平面OMOMm m傾斜為傾斜為OMOM1 1m m，兩個(gè)平面夾角就是，兩個(gè)平

11、面夾角就是i i. .在照準(zhǔn)面上，橫軸傾斜對(duì)測(cè)角的影響為在照準(zhǔn)面上，橫軸傾斜對(duì)測(cè)角的影響為MOMMOM1 1在水平面上投影為在水平面上投影為i i 不難看出，如果在盤左時(shí)，由于水平軸傾斜，正不難看出，如果在盤左時(shí)，由于水平軸傾斜，正確的水平度盤讀數(shù)確的水平度盤讀數(shù) 較有誤差影響較有誤差影響 時(shí)的實(shí)測(cè)讀數(shù)時(shí)的實(shí)測(cè)讀數(shù)L L小，即小，即則盤右觀測(cè)時(shí)，正確的水平度盤讀數(shù)則盤右觀測(cè)時(shí)，正確的水平度盤讀數(shù) 顯然大于顯然大于有誤差影響有誤差影響 的實(shí)測(cè)讀數(shù)的實(shí)測(cè)讀數(shù)R R，故取盤左、盤右讀數(shù)的平均值，得故取盤左、盤右讀數(shù)的平均值，得 (3-8) (3-8) 0Li0RiiLL0iRR03.2.2 3.2.

12、2 經(jīng)緯儀的水平軸傾斜誤差經(jīng)緯儀的水平軸傾斜誤差)180(210RLA實(shí)際上在觀測(cè)時(shí)，儀器的視準(zhǔn)軸誤差和水平軸傾斜誤差實(shí)際上在觀測(cè)時(shí)，儀器的視準(zhǔn)軸誤差和水平軸傾斜誤差是同時(shí)存在的，它們的影響將同時(shí)反映在盤左和盤右的讀數(shù)是同時(shí)存在的，它們的影響將同時(shí)反映在盤左和盤右的讀數(shù)差中，因此，可以寫成差中，因此，可以寫成: :即即: (3-9): (3-9)由上式可知：當(dāng)由上式可知：當(dāng)a=0=0時(shí)，時(shí)，L LR R2c 2c 。一般情況下，隨著。一般情況下，隨著a角的增大角的增大,(3-9),(3-9)式等號(hào)右端第一項(xiàng)變化較慢，而第二項(xiàng)則變式等號(hào)右端第一項(xiàng)變化較慢，而第二項(xiàng)則變化較為顯著。所以若各觀測(cè)方向

13、垂直角相差較大化較為顯著。所以若各觀測(cè)方向垂直角相差較大, ,不同方向比不同方向比較較2 2c c值值, ,以互差作為水平角觀測(cè)限差不太合理。以互差作為水平角觀測(cè)限差不太合理。icRL22tan2cos2icRL3.2.2 3.2.2 經(jīng)緯儀的水平軸傾斜誤差經(jīng)緯儀的水平軸傾斜誤差 對(duì)于大地測(cè)量而言對(duì)于大地測(cè)量而言,由于邊長(zhǎng)較長(zhǎng)由于邊長(zhǎng)較長(zhǎng),因而豎直角一因而豎直角一般不大般不大,但工程測(cè)量則經(jīng)常會(huì)有豎直角較大的情況但工程測(cè)量則經(jīng)常會(huì)有豎直角較大的情況, 所所以以規(guī)范規(guī)定規(guī)范規(guī)定: :當(dāng)照準(zhǔn)目標(biāo)的垂直角超過(guò)士當(dāng)照準(zhǔn)目標(biāo)的垂直角超過(guò)士3 3時(shí)，該方時(shí)，該方向的向的2 2c c值不與其它方向的值不與其

14、它方向的2 2c c值作比較，而是與該方向值作比較，而是與該方向在相鄰測(cè)回的在相鄰測(cè)回的2 2c c值進(jìn)行比較，通過(guò)同一方向相鄰測(cè)回值進(jìn)行比較，通過(guò)同一方向相鄰測(cè)回間間2 2c c值的穩(wěn)定程度來(lái)判斷觀測(cè)質(zhì)量的好壞。值的穩(wěn)定程度來(lái)判斷觀測(cè)質(zhì)量的好壞。3.2.2 3.2.2 經(jīng)緯儀的水平軸傾斜誤差經(jīng)緯儀的水平軸傾斜誤差3.2.2 3.2.2 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀 設(shè)視準(zhǔn)軸與水平軸正交，水平軸垂直于垂直軸，僅由設(shè)視準(zhǔn)軸與水平軸正交，水平軸垂直于垂直軸，僅由于儀器未嚴(yán)格整平，而使垂直軸偏離測(cè)站鉛垂線一微小于儀器未嚴(yán)格整平，而使垂直軸偏離測(cè)站鉛垂線一微小角度，這就是垂直軸傾斜誤差。照準(zhǔn)部上的長(zhǎng)水準(zhǔn)器校角度，這就

15、是垂直軸傾斜誤差。照準(zhǔn)部上的長(zhǎng)水準(zhǔn)器校正不正確，會(huì)導(dǎo)致垂直軸傾斜。正不正確，會(huì)導(dǎo)致垂直軸傾斜。 豎直軸傾斜會(huì)引起水平度盤傾斜豎直軸傾斜會(huì)引起水平度盤傾斜, ,但由于傾斜量不大，但由于傾斜量不大，因而對(duì)讀數(shù)影響很小因而對(duì)讀數(shù)影響很小, ,豎直軸傾斜對(duì)水平角測(cè)量的主要影豎直軸傾斜對(duì)水平角測(cè)量的主要影響還是要?dú)w結(jié)為造成橫軸傾斜。響還是要?dú)w結(jié)為造成橫軸傾斜。 但是橫軸的傾斜對(duì)于不同的方向是不同的，豎軸傾斜但是橫軸的傾斜對(duì)于不同的方向是不同的，豎軸傾斜和橫軸傾斜和橫軸傾斜i i的關(guān)系為：的關(guān)系為： , ,是橫軸與水平方向是橫軸與水平方向的夾角的夾角. .sini圖圖3.63.6tansinsinsins

16、insintansin1tan iizkzzizkzozozzi經(jīng)緯儀垂直軸傾斜會(huì)導(dǎo)致橫軸傾斜，但是豎軸傾向?qū)Σ煌较蚪?jīng)緯儀垂直軸傾斜會(huì)導(dǎo)致橫軸傾斜，但是豎軸傾向?qū)Σ煌较蛴^測(cè)值影響不同。當(dāng)垂直軸傾斜的方向和照準(zhǔn)方向垂直時(shí)，垂直角觀測(cè)值影響不同。當(dāng)垂直軸傾斜的方向和照準(zhǔn)方向垂直時(shí)，垂直角傾斜值完全轉(zhuǎn)化為橫軸傾斜值，對(duì)水平角影響最大。傾斜值完全轉(zhuǎn)化為橫軸傾斜值，對(duì)水平角影響最大。圖圖3.63.6中平面中平面 是豎軸垂直時(shí)，橫軸旋轉(zhuǎn)是豎軸垂直時(shí)，橫軸旋轉(zhuǎn)軌跡平面軌跡平面, , 是垂直軸傾斜是垂直軸傾斜時(shí)，橫軸旋時(shí)，橫軸旋轉(zhuǎn)軌跡平面，兩平面交線轉(zhuǎn)軌跡平面，兩平面交線 是水平線。當(dāng)橫是水平線。當(dāng)橫軸處

17、在軸處在 方向時(shí)，方向時(shí)，對(duì)水平方向觀測(cè)值無(wú)影響，對(duì)水平方向觀測(cè)值無(wú)影響，當(dāng)處在和當(dāng)處在和 垂直方向垂直方向 時(shí)，橫軸傾斜值就等時(shí)，橫軸傾斜值就等于豎軸傾斜量于豎軸傾斜量。由此可見，垂直軸傾斜對(duì)水平角測(cè)量的影響由此可見，垂直軸傾斜對(duì)水平角測(cè)量的影響 不僅與垂直軸傾斜角不僅與垂直軸傾斜角有關(guān)，還隨著照準(zhǔn)目標(biāo)的有關(guān)，還隨著照準(zhǔn)目標(biāo)的方位不同而不同。方位不同而不同。3.2.2 3.2.2 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀ZHZH11ZHHZ11ZZ1ZZ1ZZ11HH豎軸傾斜不會(huì)隨照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)而變化，因而豎軸傾豎軸傾斜不會(huì)隨照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)而變化，因而豎軸傾斜誤差對(duì)水平角的影響不能通過(guò)盤左盤右取中數(shù)消除。斜誤差對(duì)水平角的影響不

18、能通過(guò)盤左盤右取中數(shù)消除。在觀測(cè)時(shí)一般采取以下措施來(lái)削減這種誤差對(duì)水平方向在觀測(cè)時(shí)一般采取以下措施來(lái)削減這種誤差對(duì)水平方向觀測(cè)值的影響，從而提高測(cè)角的精度。觀測(cè)值的影響，從而提高測(cè)角的精度。. .校正儀器，精確整平校正儀器，精確整平; ;. .測(cè)回間重新整平儀器測(cè)回間重新整平儀器, ,改變傾斜方向。改變傾斜方向。. .對(duì)水平方向觀測(cè)值施加垂直軸傾斜改正數(shù)。對(duì)水平方向觀測(cè)值施加垂直軸傾斜改正數(shù)。其中其中只應(yīng)用于一二等國(guó)家大地控制網(wǎng)只應(yīng)用于一二等國(guó)家大地控制網(wǎng), ,由于目前由于目前大地網(wǎng)采用大地網(wǎng)采用GPSGPS技術(shù)實(shí)施技術(shù)實(shí)施, ,所以實(shí)際上已經(jīng)不再適用了所以實(shí)際上已經(jīng)不再適用了. . 3.2.

19、2 3.2.2 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀3.3.3.3.1 1. .外界條件的影響外界條件的影響1.1.大氣層密度變化和透明度對(duì)目標(biāo)成像質(zhì)量的影響大氣層密度變化和透明度對(duì)目標(biāo)成像質(zhì)量的影響(1).(1).大氣層密度的變化對(duì)目標(biāo)成像穩(wěn)定性的影響大氣層密度的變化對(duì)目標(biāo)成像穩(wěn)定性的影響目標(biāo)成像是否穩(wěn)定取決于視線所通過(guò)大氣層密度的目標(biāo)成像是否穩(wěn)定取決于視線所通過(guò)大氣層密度的變化情況，實(shí)際上大氣密度始終存在著不同程度的變化，變化情況，實(shí)際上大氣密度始終存在著不同程度的變化，它的變化程度主要取決于太陽(yáng)造成地面熱輻射的強(qiáng)烈程它的變化程度主要取決于太陽(yáng)造成地面熱輻射的強(qiáng)烈程度以及地貌、地物和植被、水域等的分布特征。度以及

20、地貌、地物和植被、水域等的分布特征。晴天的早晚比較適合觀測(cè)晴天的早晚比較適合觀測(cè), ,陰天全天都適合觀測(cè)陰天全天都適合觀測(cè), ,夜夜間大氣密度穩(wěn)定間大氣密度穩(wěn)定, ,也適合觀測(cè)也適合觀測(cè), ,所以過(guò)去高等級(jí)觀測(cè)要求所以過(guò)去高等級(jí)觀測(cè)要求部分測(cè)回在夜間進(jìn)行。部分測(cè)回在夜間進(jìn)行。( (2 2) ). .大氣透明度對(duì)目標(biāo)成像清晰的影響大氣透明度對(duì)目標(biāo)成像清晰的影響目標(biāo)成像是否清晰主要取決于大氣的透明程度，目標(biāo)成像是否清晰主要取決于大氣的透明程度，塵埃和水蒸氣對(duì)近地大氣的透明度起著決定性作用。一塵埃和水蒸氣對(duì)近地大氣的透明度起著決定性作用。一般來(lái)說(shuō)，和空氣密度影響相似般來(lái)說(shuō)，和空氣密度影響相似, ,也

21、是早晚大氣透明度較也是早晚大氣透明度較好好, ,接近中午時(shí)大氣透明度較差。接近中午時(shí)大氣透明度較差。2 2. .水平折光影響水平折光影響光線通過(guò)密度不均勻的空氣介質(zhì)時(shí)，經(jīng)過(guò)連續(xù)折光線通過(guò)密度不均勻的空氣介質(zhì)時(shí)，經(jīng)過(guò)連續(xù)折射后形成一條曲線，并射后形成一條曲線，并向密度大的一方向密度大的一方彎曲，如圖彎曲，如圖( (3-7)3-7)所示。注意：所示。注意：這里所謂向密度大的一方彎曲，是指凹向這里所謂向密度大的一方彎曲，是指凹向密度大的一側(cè)密度大的一側(cè), ,彎向的提法不準(zhǔn)確。彎向的提法不準(zhǔn)確。圖圖3.73.72.2.水平折光影響水平折光影響白天水面吸熱，溫度低白天水面吸熱，溫度低密度大，夜晚反之。實(shí)

22、體比空氣密度大，夜晚反之。實(shí)體比空氣傳熱放熱快，附近氣溫高密度小。傳熱放熱快，附近氣溫高密度小。當(dāng)來(lái)自目標(biāo)的光線進(jìn)人望遠(yuǎn)鏡時(shí)，望遠(yuǎn)鏡所照準(zhǔn)的方當(dāng)來(lái)自目標(biāo)的光線進(jìn)人望遠(yuǎn)鏡時(shí)，望遠(yuǎn)鏡所照準(zhǔn)的方向?yàn)檫@條曲線在望遠(yuǎn)鏡處的切線方向，如圖向?yàn)檫@條曲線在望遠(yuǎn)鏡處的切線方向，如圖(3-7)(3-7)中的方中的方向，這個(gè)方向顯然不與這條曲線的弦線相一致（一般稱為向，這個(gè)方向顯然不與這條曲線的弦線相一致（一般稱為理想的照準(zhǔn)方向），而有一微小的交角，稱為微分折光。理想的照準(zhǔn)方向），而有一微小的交角，稱為微分折光。微分折光可以分解為縱向和水平兩個(gè)分量，由于大氣微分折光可以分解為縱向和水平兩個(gè)分量，由于大氣溫度的梯度主

23、要發(fā)生在垂直面內(nèi)，所以微分折光的縱向分溫度的梯度主要發(fā)生在垂直面內(nèi)，所以微分折光的縱向分量是比較大的，是微分折光的主要部分。微分折光的水平量是比較大的，是微分折光的主要部分。微分折光的水平分量影響著視線的水平方向，對(duì)精密測(cè)角的觀測(cè)成果產(chǎn)生分量影響著視線的水平方向，對(duì)精密測(cè)角的觀測(cè)成果產(chǎn)生系統(tǒng)性質(zhì)的誤差影響。系統(tǒng)性質(zhì)的誤差影響。 2.2.水平折光影水平折光影響響 2 2. .水平折光的影響水平折光的影響視線在水平方向靠近某些實(shí)體會(huì)產(chǎn)生局部性視線在水平方向靠近某些實(shí)體會(huì)產(chǎn)生局部性水平折光影響，如視線靠近巖石或在建筑物附近水平折光影響，如視線靠近巖石或在建筑物附近通過(guò)，因巖石等實(shí)體比空氣吸熱快、傳熱

24、也快，通過(guò)，因巖石等實(shí)體比空氣吸熱快、傳熱也快，使使巖石等實(shí)體附近的氣溫高、密度小巖石等實(shí)體附近的氣溫高、密度小，所以也將，所以也將使視線彎曲。在觀測(cè)時(shí)，引起大氣密度分布不均使視線彎曲。在觀測(cè)時(shí)，引起大氣密度分布不均勻的地物愈靠近測(cè)站，水平折光就愈大，在圖勻的地物愈靠近測(cè)站，水平折光就愈大，在圖(3-7)(3-7)中，由于山體靠近中，由于山體靠近, ,所以方向的水平折光影所以方向的水平折光影響要比響要比ABAB方向大，即方向大，即 。21水平折光的影響是極為復(fù)雜的，為了在削減其對(duì)精密水平折光的影響是極為復(fù)雜的，為了在削減其對(duì)精密測(cè)角的影響，一般應(yīng)在選點(diǎn)時(shí)，避免使視線靠近山坡、或測(cè)角的影響，一般

25、應(yīng)在選點(diǎn)時(shí)，避免使視線靠近山坡、或與大河或與湖泊的岸線平行，并應(yīng)避免視線貼近通過(guò)高大與大河或與湖泊的岸線平行，并應(yīng)避免視線貼近通過(guò)高大建筑物、煙囪和電桿等實(shí)體。建筑物、煙囪和電桿等實(shí)體。精密工程測(cè)量中水平角觀測(cè)還受到工程場(chǎng)地的一些局精密工程測(cè)量中水平角觀測(cè)還受到工程場(chǎng)地的一些局部因素的影響。為了削弱微氣候條件構(gòu)成的水平折光影響，部因素的影響。為了削弱微氣候條件構(gòu)成的水平折光影響，應(yīng)根據(jù)測(cè)區(qū)微氣候條件的實(shí)際情況，選擇最有利于觀測(cè)的應(yīng)根據(jù)測(cè)區(qū)微氣候條件的實(shí)際情況，選擇最有利于觀測(cè)的時(shí)間，將整個(gè)觀測(cè)工作分配在幾個(gè)不同的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行。時(shí)間，將整個(gè)觀測(cè)工作分配在幾個(gè)不同的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行。另外因?yàn)榘滋斓乇硎?/p>

26、吸熱過(guò)程，夜間是放熱過(guò)程，因另外因?yàn)榘滋斓乇硎俏鼰徇^(guò)程，夜間是放熱過(guò)程，因此折光方向恰恰相反，所以高精度觀測(cè)在白天和夜間各完此折光方向恰恰相反，所以高精度觀測(cè)在白天和夜間各完成一半測(cè)回?cái)?shù)。成一半測(cè)回?cái)?shù)。2 2. .水平折光的影響水平折光的影響3 3. .照準(zhǔn)目標(biāo)的相位差照準(zhǔn)目標(biāo)的相位差過(guò)去長(zhǎng)距離觀測(cè)時(shí)過(guò)去長(zhǎng)距離觀測(cè)時(shí), ,照準(zhǔn)標(biāo)志是一個(gè)圓筒狀目標(biāo)照準(zhǔn)標(biāo)志是一個(gè)圓筒狀目標(biāo), ,陽(yáng)光側(cè)面照射陽(yáng)光側(cè)面照射圓筒時(shí)圓筒時(shí), ,往往不能正確照準(zhǔn)圓筒中心線往往不能正確照準(zhǔn)圓筒中心線, ,因此引起的誤差稱為相位差因此引起的誤差稱為相位差. .現(xiàn)現(xiàn)在高等級(jí)控制測(cè)量不再采用三角測(cè)量或者導(dǎo)線測(cè)量方法在高等級(jí)控制測(cè)量

27、不再采用三角測(cè)量或者導(dǎo)線測(cè)量方法, ,低等級(jí)近距離低等級(jí)近距離觀測(cè)可以看清楚標(biāo)志觀測(cè)可以看清楚標(biāo)志( (棱鏡、花桿等），所以不再涉及相位差問(wèn)題。棱鏡、花桿等），所以不再涉及相位差問(wèn)題。4.溫度變化對(duì)視準(zhǔn)軸的影響溫度變化對(duì)視準(zhǔn)軸的影響溫度變化時(shí)若儀器各部件受熱不均勻溫度變化時(shí)若儀器各部件受熱不均勻,則會(huì)導(dǎo)致儀器各軸向關(guān)系則會(huì)導(dǎo)致儀器各軸向關(guān)系不正確。削弱這種影響的方法是不正確。削弱這種影響的方法是:.觀測(cè)期間采取遮陽(yáng)措施，避免陽(yáng)光觀測(cè)期間采取遮陽(yáng)措施，避免陽(yáng)光直曬儀器，直曬儀器，.采用時(shí)間對(duì)成序列觀測(cè)程序。例如上半測(cè)回順時(shí)針依次采用時(shí)間對(duì)成序列觀測(cè)程序。例如上半測(cè)回順時(shí)針依次照準(zhǔn)目標(biāo)，下半測(cè)回逆

28、時(shí)針依次照準(zhǔn)目標(biāo)。這樣的觀測(cè)程序使得各方照準(zhǔn)目標(biāo)，下半測(cè)回逆時(shí)針依次照準(zhǔn)目標(biāo)。這樣的觀測(cè)程序使得各方向上下半測(cè)回照準(zhǔn)時(shí)間的平均值接近。假設(shè)溫度對(duì)儀器的作用是均勻向上下半測(cè)回照準(zhǔn)時(shí)間的平均值接近。假設(shè)溫度對(duì)儀器的作用是均勻變化的，則上下半測(cè)回取中數(shù)就可有效削弱溫度變化的影響。變化的，則上下半測(cè)回取中數(shù)就可有效削弱溫度變化的影響。5.外界條件對(duì)覘標(biāo)內(nèi)加穩(wěn)定性影響外界條件對(duì)覘標(biāo)內(nèi)加穩(wěn)定性影響內(nèi)容過(guò)時(shí)內(nèi)容過(guò)時(shí) 1. 水平度盤位移的影響水平度盤位移的影響 當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部時(shí)，由于軸面的摩擦力使儀器的當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部時(shí)，由于軸面的摩擦力使儀器的基座部分產(chǎn)生彈性的扭曲，與基座固連的水平度盤基座部分產(chǎn)生彈性的扭曲，與

29、基座固連的水平度盤也隨之發(fā)生微小的方位變動(dòng)，這種扭曲主要發(fā)生在也隨之發(fā)生微小的方位變動(dòng)，這種扭曲主要發(fā)生在照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)的開始瞬間，因?yàn)檫@時(shí)必須克服垂直軸照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)的開始瞬間，因?yàn)檫@時(shí)必須克服垂直軸與軸套表面之間互相密接的慣力。與軸套表面之間互相密接的慣力。因此，在觀測(cè)時(shí)當(dāng)照準(zhǔn)部順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因此，在觀測(cè)時(shí)當(dāng)照準(zhǔn)部順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，度盤也隨著基座順轉(zhuǎn)一個(gè)微小的角度，使在度盤上度盤也隨著基座順轉(zhuǎn)一個(gè)微小的角度，使在度盤上的讀數(shù)偏??；反之，逆轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部時(shí)，使度盤讀數(shù)偏的讀數(shù)偏??；反之，逆轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部時(shí)，使度盤讀數(shù)偏大，這將給測(cè)得的方向值帶來(lái)系統(tǒng)誤差。大，這將給測(cè)得的方向值帶來(lái)系統(tǒng)誤差。 3.3.2.2.

30、儀器誤差的影響儀器誤差的影響 1. 水平度盤位移的影響水平度盤位移的影響根據(jù)這種誤差的性質(zhì)，如果在一測(cè)回中，上半根據(jù)這種誤差的性質(zhì)，如果在一測(cè)回中，上半測(cè)回順轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，依次照準(zhǔn)各方向，下半測(cè)回逆轉(zhuǎn)測(cè)回順轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，依次照準(zhǔn)各方向，下半測(cè)回逆轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，依相反的次序照準(zhǔn)各方向，則在同一角度照準(zhǔn)部，依相反的次序照準(zhǔn)各方向，則在同一角度的上、下半測(cè)回的平均值中就可以很好地消除這種的上、下半測(cè)回的平均值中就可以很好地消除這種誤差影響。誤差影響。3.3.2.2.儀器誤差的影響儀器誤差的影響 當(dāng)照準(zhǔn)部垂直軸與軸套之間的間隙過(guò)小，當(dāng)照準(zhǔn)部垂直軸與軸套之間的間隙過(guò)小，則照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)過(guò)緊，如果間隙過(guò)大，則照則照準(zhǔn)

31、部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)過(guò)緊，如果間隙過(guò)大，則照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)垂直軸在軸套中會(huì)發(fā)生歪斜或平移，準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)垂直軸在軸套中會(huì)發(fā)生歪斜或平移，這種現(xiàn)象叫照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)不正確。照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)不這種現(xiàn)象叫照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)不正確。照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)不正確會(huì)引起照準(zhǔn)部的偏心和測(cè)微器行差的變化，正確會(huì)引起照準(zhǔn)部的偏心和測(cè)微器行差的變化，為了消除這些誤差的影響，采用對(duì)徑分劃重合為了消除這些誤差的影響，采用對(duì)徑分劃重合法讀數(shù)，可在讀數(shù)中消除照準(zhǔn)部偏心影響。法讀數(shù)，可在讀數(shù)中消除照準(zhǔn)部偏心影響。 旋進(jìn)照準(zhǔn)部水平微動(dòng)螺旋時(shí)，靠螺桿的壓力推動(dòng)旋進(jìn)照準(zhǔn)部水平微動(dòng)螺旋時(shí)，靠螺桿的壓力推動(dòng)照準(zhǔn)部；當(dāng)旋出照準(zhǔn)部微動(dòng)螺旋時(shí)，靠反作用彈簧的彈照準(zhǔn)部；當(dāng)旋出照準(zhǔn)部微動(dòng)螺旋

32、時(shí)，靠反作用彈簧的彈力推動(dòng)照準(zhǔn)部。若因油污阻礙或彈簧老化等原因使彈簧力推動(dòng)照準(zhǔn)部。若因油污阻礙或彈簧老化等原因使彈簧彈力減弱，則微動(dòng)螺旋旋出后，照準(zhǔn)部不能及時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，彈力減弱，則微動(dòng)螺旋旋出后，照準(zhǔn)部不能及時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，微動(dòng)螺桿頂端就出現(xiàn)微小的空隙，在讀數(shù)過(guò)程中，彈簧微動(dòng)螺桿頂端就出現(xiàn)微小的空隙，在讀數(shù)過(guò)程中，彈簧才逐漸伸張而消除空隙，這時(shí)讀數(shù)，視準(zhǔn)軸已偏離了照才逐漸伸張而消除空隙，這時(shí)讀數(shù)，視準(zhǔn)軸已偏離了照準(zhǔn)方向，從而引起觀測(cè)誤差。準(zhǔn)方向，從而引起觀測(cè)誤差。為了避免這種誤差的影響，規(guī)定觀測(cè)時(shí)應(yīng)旋進(jìn)微動(dòng)為了避免這種誤差的影響，規(guī)定觀測(cè)時(shí)應(yīng)旋進(jìn)微動(dòng)螺旋（與彈力作用相反的方向）去進(jìn)行每個(gè)觀測(cè)方向的螺旋（與

33、彈力作用相反的方向）去進(jìn)行每個(gè)觀測(cè)方向的最后照準(zhǔn)，同時(shí)要使用水平微動(dòng)螺旋的中間部分。最后照準(zhǔn)，同時(shí)要使用水平微動(dòng)螺旋的中間部分。 在儀器整平的情況下轉(zhuǎn)動(dòng)垂直微動(dòng)螺旋，望遠(yuǎn)鏡應(yīng)在垂在儀器整平的情況下轉(zhuǎn)動(dòng)垂直微動(dòng)螺旋，望遠(yuǎn)鏡應(yīng)在垂直面內(nèi)俯仰。但由于水平軸與其軸套之間有空隙，垂直微直面內(nèi)俯仰。但由于水平軸與其軸套之間有空隙，垂直微動(dòng)螺旋的運(yùn)動(dòng)方向與其反作用彈簧彈力的作用方向不在一動(dòng)螺旋的運(yùn)動(dòng)方向與其反作用彈簧彈力的作用方向不在一直線上，從而產(chǎn)生附加的力矩引起水平軸一端位移，致使直線上，從而產(chǎn)生附加的力矩引起水平軸一端位移，致使視準(zhǔn)軸變動(dòng)，給水平方向的方向觀測(cè)值帶來(lái)誤差，這就是視準(zhǔn)軸變動(dòng)，給水平方向的

34、方向觀測(cè)值帶來(lái)誤差，這就是垂直微動(dòng)螺旋作用不正確的影響。垂直微動(dòng)螺旋作用不正確的影響。若垂直微動(dòng)螺旋作用不正確，則在水平角觀測(cè)時(shí)，不得若垂直微動(dòng)螺旋作用不正確，則在水平角觀測(cè)時(shí)，不得使用垂直微動(dòng)螺旋，直接用手轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡到所需的位置。使用垂直微動(dòng)螺旋，直接用手轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡到所需的位置。這一項(xiàng)影響極其微小，大地測(cè)量規(guī)范中都未涉及有關(guān)削這一項(xiàng)影響極其微小，大地測(cè)量規(guī)范中都未涉及有關(guān)削弱其影響的措施。弱其影響的措施。 照準(zhǔn)誤差受外界因素的影響較大。例如目標(biāo)影像照準(zhǔn)誤差受外界因素的影響較大。例如目標(biāo)影像的跳動(dòng)會(huì)使照準(zhǔn)誤差增大好幾倍，又如目標(biāo)的背景不的跳動(dòng)會(huì)使照準(zhǔn)誤差增大好幾倍，又如目標(biāo)的背景不好，也會(huì)增大照準(zhǔn)誤差。照準(zhǔn)誤差是影響觀測(cè)精度的好，也會(huì)增大照準(zhǔn)誤差。照準(zhǔn)誤差是影響觀測(cè)精度的主要因素，提高照準(zhǔn)精度的方法在于選擇良好的氣象主要因素，提高照準(zhǔn)精度的方法在于選擇良好的氣象條件，提高觀測(cè)操作水平。條件，提高觀測(cè)操