精密測角測量ppt課件

1、第五章第五章 精細(xì)角度觀測精細(xì)角度觀測 精細(xì)測角的誤差來源及影響精細(xì)測角的誤差來源及影響 精細(xì)角度丈量方法精細(xì)角度丈量方法精細(xì)測角的普通原那么精細(xì)測角的普通原那么 上一講應(yīng)掌握的內(nèi)容上一講應(yīng)掌握的內(nèi)容一、精細(xì)光學(xué)經(jīng)緯儀的主要特點一、精細(xì)光學(xué)經(jīng)緯儀的主要特點有光學(xué)測微器有光學(xué)測微器 對徑重合讀數(shù)對徑重合讀數(shù) 可讀數(shù)至可讀數(shù)至0.1二、精細(xì)電子經(jīng)緯儀的主要特點二、精細(xì)電子經(jīng)緯儀的主要特點光電度盤：編碼度盤、光柵度盤光電度盤：編碼度盤、光柵度盤微處置機：控制丈量程序、自動矯正豎軸傾斜矯正、氣候矯微處置機：控制丈量程序、自動矯正豎軸傾斜矯正、氣候矯正、地球曲率矯正等、自動記錄與計算正、地球曲率矯正等、

2、自動記錄與計算有些有自動觀測功能有些有自動觀測功能三、測角儀器的主要誤差三、測角儀器的主要誤差 視準(zhǔn)軸誤差、程度軸傾斜誤差視準(zhǔn)軸誤差、程度軸傾斜誤差 、垂直軸傾斜誤差、垂直軸傾斜誤差 、光學(xué)測微、光學(xué)測微器行差器行差一、精細(xì)測角的誤差來源及影響一、精細(xì)測角的誤差來源及影響 一外界條件的影響一外界條件的影響1 1、大氣層密度的變化和大氣透明度、大氣層密度的變化和大氣透明度 對目的成像質(zhì)量的影響對目的成像質(zhì)量的影響(1)(1)大氣層密度的變化對目的成像穩(wěn)定性的影響大氣層密度的變化對目的成像穩(wěn)定性的影響早晨太陽升起時，目的成像也僅有細(xì)微的動搖；早晨太陽升起時，目的成像也僅有細(xì)微的動搖； 日出以后，有

3、一段時間，大約日出以后，有一段時間，大約1 13h3h，成像較穩(wěn)定；，成像較穩(wěn)定；121215 h15 h，成像動搖較大；，成像動搖較大；日落前有一段成像穩(wěn)定而有利于觀測的時間；日落前有一段成像穩(wěn)定而有利于觀測的時間；夜間大氣層普通是平衡的。夜間大氣層普通是平衡的。 (2)(2)大氣透明度對目的成像明晰的影響大氣透明度對目的成像明晰的影響( (霧、煙、塵霧、煙、塵) ) 2 2、程度折光的影響、程度折光的影響 旁折光旁折光光線經(jīng)過密度不均勻的空氣介質(zhì)時，經(jīng)過延續(xù)折光線經(jīng)過密度不均勻的空氣介質(zhì)時，經(jīng)過延續(xù)折射后構(gòu)成一條曲線，并向密度大的一方彎曲，當(dāng)射后構(gòu)成一條曲線，并向密度大的一方彎曲，當(dāng)來自目

4、的來自目的B B的光線進入望遠(yuǎn)鏡時，望遠(yuǎn)鏡所照準(zhǔn)的光線進入望遠(yuǎn)鏡時，望遠(yuǎn)鏡所照準(zhǔn)的方向為這條曲線在望遠(yuǎn)鏡的方向為這條曲線在望遠(yuǎn)鏡A A處的切線方向，弦處的切線方向，弦線與切線交角線與切線交角，稱為微分折光。微分折光可以，稱為微分折光。微分折光可以分解為縱向和程度兩個分量，由于大氣溫度的梯分解為縱向和程度兩個分量，由于大氣溫度的梯度主要發(fā)生在垂直面內(nèi)，所以微分折光的縱向分度主要發(fā)生在垂直面內(nèi)，所以微分折光的縱向分量是微分折光的主要部分。微分折光的程度分量量是微分折光的主要部分。微分折光的程度分量影響著視野的程度方向。影響著視野的程度方向。 旁折光旁折光(續(xù)續(xù)) 3 3、照準(zhǔn)目的的相位差、照準(zhǔn)目的

5、的相位差4 4、溫度變化對視準(zhǔn)軸的影響、溫度變化對視準(zhǔn)軸的影響 假定在一個測回的短時間觀測過程中，空氣溫度的變化與時間成比例，那么可以采用按時間對稱陳列的觀測程序來減弱這種誤差對觀測結(jié)果的影響。5、外界條件對覘標(biāo)內(nèi)架穩(wěn)定性的影響 假定在一測回的觀測過程中，覘標(biāo)內(nèi)架或三腳架的改動是勻速發(fā)生的，因此采用按時間對稱陳列的觀測程序也可以減弱這種誤差對程度角的影響。 二儀器誤差的影響二儀器誤差的影響程度度盤位移的影響 在半測回中向一個方向傳動； 上半測回順轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，下半測回逆轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部。照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)不正確的影響 偏心差和行差，需對經(jīng)重合讀數(shù)，合理測行差。照準(zhǔn)部程度微動螺旋作用不正確的影響 最后照準(zhǔn)時旋進微動

6、螺旋垂直微動螺旋作用不正確的影響 在程度角觀測時不運用垂直微動螺旋照準(zhǔn)三軸誤差的影響三照準(zhǔn)和讀數(shù)誤差的影響三照準(zhǔn)和讀數(shù)誤差的影響 照準(zhǔn)誤差受外界要素的影響較大。例如目的影像的跳動會使照準(zhǔn)誤差受外界要素的影響較大。例如目的影像的跳動會使照準(zhǔn)誤差增大好幾倍；又如目的的背景不好，有時也會增大照準(zhǔn)誤差增大好幾倍；又如目的的背景不好，有時也會增大照準(zhǔn)誤差甚至照準(zhǔn)錯誤。因此除了選擇有利的觀測時間外，照準(zhǔn)誤差甚至照準(zhǔn)錯誤。因此除了選擇有利的觀測時間外，作業(yè)員仔細(xì)擔(dān)任地進展觀測，是提高精度的有效措施。作業(yè)員仔細(xì)擔(dān)任地進展觀測，是提高精度的有效措施。 光學(xué)經(jīng)緯儀按接合法讀數(shù)時，讀數(shù)誤差主要表現(xiàn)為接合誤差，光學(xué)經(jīng)

7、緯儀按接合法讀數(shù)時，讀數(shù)誤差主要表現(xiàn)為接合誤差，讀數(shù)精度主要取決于光學(xué)測微器的質(zhì)量；采光的位置不適當(dāng)，讀數(shù)精度主要取決于光學(xué)測微器的質(zhì)量；采光的位置不適當(dāng)，會影響讀數(shù)顯微鏡正倒像的照明，使接合誤差增大；假設(shè)測會影響讀數(shù)顯微鏡正倒像的照明，使接合誤差增大；假設(shè)測微器的目鏡調(diào)理不佳也會增大接合誤差。微器的目鏡調(diào)理不佳也會增大接合誤差。 此外，對于具有偶爾性質(zhì)的讀數(shù)誤差和照準(zhǔn)誤差，還可以用此外，對于具有偶爾性質(zhì)的讀數(shù)誤差和照準(zhǔn)誤差，還可以用多余觀測的方法來減弱其影響。如多于一個測回的觀測和接多余觀測的方法來減弱其影響。如多于一個測回的觀測和接合讀數(shù)兩次、延續(xù)照準(zhǔn)兩次，取讀數(shù)的平均數(shù)。合讀數(shù)兩次、延續(xù)

8、照準(zhǔn)兩次，取讀數(shù)的平均數(shù)。二、精細(xì)角度丈量方法二、精細(xì)角度丈量方法方向觀測法方向觀測法留意：零方向：在方法觀測法中，觀測者根據(jù)邊長適中、留意：零方向：在方法觀測法中，觀測者根據(jù)邊長適中、通視良好、成像明晰的原那么確定的起始方向。通視良好、成像明晰的原那么確定的起始方向。 歸零：半測回閉合到起始方向。歸零：半測回閉合到起始方向。儀器儀器二等二等三等三等四等四等測回數(shù)測回數(shù)J1J1J2J215159121269 9限限 差差 項項 目目J J1 1型型J J2 2型型兩次重合讀數(shù)差兩次重合讀數(shù)差半測回歸零差半測回歸零差一測回一測回2c2c互差互差測回互差測回互差169638139方向觀測法方向觀測

9、法還有：三方向法、全組合測角法還有：三方向法、全組合測角法測站測回數(shù)目標(biāo) 讀 數(shù)2cL+（R180）/2歸零后的方向值各測回平均方向值 水平 角值盤左（L)盤右（R) O 1 A 0 00 00 80 19 12B 80 19 12120 1056C 200 30 08 80 10 02D280 40 10A O 2(90 05 24)A 90 05 18270 05 24 06 90 05 21 0 00 00B170 24 42350 24 36 06170 24 39 80 19 15C290 35 30110 35 18 12290 35 24200 30 00D 10 45 4219

10、0 45 36 06 10 45 39280 40 15A 90 05 36270 05 18 18 90 05 27 18 060 05 1280 24 36 12200 35 36280 45 24 0 05 24 18180 05 2420 35 30100 45 18180 05 06260 24 12 0024060606 80 24 24 0 05 24280 45 21200 35 33 0 05 090 05 16 0 00 0080 19 08200 30 17280 40 05三、精細(xì)測角的普通原那三、精細(xì)測角的普通原那么么 觀測應(yīng)在目的成像明晰、穩(wěn)定的有利于觀測的時間進展

11、，觀測應(yīng)在目的成像明晰、穩(wěn)定的有利于觀測的時間進展，以提高照準(zhǔn)精度和減小旁折光的影響。以提高照準(zhǔn)精度和減小旁折光的影響。 觀測前應(yīng)仔細(xì)調(diào)好焦距，消除視差。在一測回的觀測過觀測前應(yīng)仔細(xì)調(diào)好焦距，消除視差。在一測回的觀測過程中不得重新調(diào)焦，以免引起視準(zhǔn)軸的變動。程中不得重新調(diào)焦，以免引起視準(zhǔn)軸的變動。 各測回的起始方向應(yīng)均勻地分配在程度度盤和測微分劃各測回的起始方向應(yīng)均勻地分配在程度度盤和測微分劃尺的不同位置上，以消除或減弱度盤分劃線和測微分劃尺的不同位置上，以消除或減弱度盤分劃線和測微分劃尺的分劃誤差的影響。尺的分劃誤差的影響。 在上、下半測回之間倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，以消除和減弱視準(zhǔn)軸在上、下半測回之間

12、倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，以消除和減弱視準(zhǔn)軸誤差、程度軸傾斜誤差等影響，同時可以由盤左、盤右誤差、程度軸傾斜誤差等影響，同時可以由盤左、盤右讀數(shù)之差求得兩倍視準(zhǔn)誤差讀數(shù)之差求得兩倍視準(zhǔn)誤差2 c 2 c ，借以檢核觀測質(zhì)量。，借以檢核觀測質(zhì)量。 上、下半測回照準(zhǔn)目的的次序應(yīng)相反，并使觀測每一目上、下半測回照準(zhǔn)目的的次序應(yīng)相反，并使觀測每一目的的操作時間大致一樣，即在一測回的觀測過程中，應(yīng)的的操作時間大致一樣，即在一測回的觀測過程中，應(yīng)按與時間對稱陳列的觀測程序，其目的在于消除或減弱按與時間對稱陳列的觀測程序，其目的在于消除或減弱與時間成比例均勻變化的誤差影響，如覘標(biāo)內(nèi)架或三腳與時間成比例均勻變化的誤差影響，

13、如覘標(biāo)內(nèi)架或三腳架的改動等。架的改動等。 為了抑制或減弱在操作儀器的過程中帶動程度度盤位移為了抑制或減弱在操作儀器的過程中帶動程度度盤位移的誤差，要求每半測回開場觀測前，照準(zhǔn)部按規(guī)定的轉(zhuǎn)的誤差，要求每半測回開場觀測前，照準(zhǔn)部按規(guī)定的轉(zhuǎn)動方向先預(yù)轉(zhuǎn)動方向先預(yù)轉(zhuǎn)1 12 2周。周。 運用照準(zhǔn)部微動螺旋和測微螺旋時，其最后旋轉(zhuǎn)方向均運用照準(zhǔn)部微動螺旋和測微螺旋時，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進。應(yīng)為旋進。 為了減弱垂直軸傾斜誤差的影響，觀測過程中應(yīng)堅持照為了減弱垂直軸傾斜誤差的影響，觀測過程中應(yīng)堅持照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器氣泡居中。準(zhǔn)部水準(zhǔn)器氣泡居中。 三、精細(xì)測角的普通原那么三、精細(xì)測角的普通原那么 續(xù)續(xù)重測普通應(yīng)

14、在根本測回即規(guī)定的全部測回完成以后，對全部成果進展綜合分析，作出正確的取舍，并盡能夠分析出影響質(zhì)量的緣由，切忌不加分析，片面、盲目地追求觀測成果的外表合格，以致最后得不到良好的結(jié)果。因?qū)﹀e度盤、測錯方向、讀錯記錯、碰動儀器、氣泡偏離過大、上半測回歸零差超限以及其他緣由未測完的測回都可以立刻重測，并不計重測數(shù)。一測回中2C互差超限或化歸同一同始方向后，同一方向值各測回互差超限時，應(yīng)重測超限方向并聯(lián)測零方向起始方向的度盤位置與原測回一樣。因測回互差超限重測時，除明顯值外，原那么上應(yīng)重測觀測結(jié)果中最大值和最小值的測回。四、重測和取舍觀測成果應(yīng)遵照的原那么四、重測和取舍觀測成果應(yīng)遵照的原那么一測回中超

15、限的方向數(shù)大于測站上方向總數(shù)的1/3時包括觀測3個方向時，有一個方向重測，應(yīng)重測整個測回。假設(shè)零方向的2c互差超限或下半測回的歸零差超限，應(yīng)重測整個測回。在一個測站上重測的方向測回數(shù)超越測站上方向測回總數(shù)的1/3時，需求重測全部測回。 測站上方向測回總數(shù)=(n-1)m，式中m為根本測回數(shù)， n為測站上的觀測方向總數(shù)。 重測方向測回數(shù)的計算方法是：在根本測回觀測結(jié)果中，重測一方向，算作一個重測方向測回；一個測回中有2個方向重測，算作2個重測方向測回；因零方向超限而全測回重測，算作n-1個重測方向測回。 設(shè)n=6，m=9，方向測回總數(shù)=n-1m=45，該測站重測方向測回數(shù)應(yīng)小于15。 四、重測和取

16、舍觀測成果應(yīng)遵照的原那么四、重測和取舍觀測成果應(yīng)遵照的原那么五、偏心觀測與歸心矯正五、偏心觀測與歸心矯正偏心觀測與歸心矯正的概念偏心觀測與歸心矯正的概念在進展角度觀測時，要求儀器中心、設(shè)站點目的中在進展角度觀測時，要求儀器中心、設(shè)站點目的中心與標(biāo)石中心位于同一垂線上，即所謂心與標(biāo)石中心位于同一垂線上，即所謂“三心一致。三心一致。假設(shè)儀器偏離標(biāo)石中心進展觀測，這種偏離稱為測站假設(shè)儀器偏離標(biāo)石中心進展觀測，這種偏離稱為測站偏心。假設(shè)照準(zhǔn)的目的偏離標(biāo)石中心，這種偏離稱為偏心。假設(shè)照準(zhǔn)的目的偏離標(biāo)石中心，這種偏離稱為照準(zhǔn)偏心。為了將偏心觀測的成果歸算到測站的標(biāo)石照準(zhǔn)偏心。為了將偏心觀測的成果歸算到測站

17、的標(biāo)石中心，必需加歸心矯正數(shù)。中心，必需加歸心矯正數(shù)。歸心元素的測定方法歸心元素的測定方法測站偏心距、測站偏心角、測站偏心距、測站偏心角、照準(zhǔn)點偏心距、照準(zhǔn)點偏心角照準(zhǔn)點偏心距、照準(zhǔn)點偏心角有圖解法、直接法和解析法，其中以圖解法運用得有圖解法、直接法和解析法，其中以圖解法運用得最為廣泛。最為廣泛。歸心矯正數(shù)計算歸心矯正數(shù)計算 自自 學(xué)學(xué) 另外另外, 記簿、測站限差、測站平差、分組方向觀測記簿、測站限差、測站平差、分組方向觀測法等內(nèi)容自學(xué)。法等內(nèi)容自學(xué)。 終了下次課實習(xí)，每班分成4組，上課前在實驗大樓集合。另外一種情況另外一種情況數(shù)字化讀數(shù)方法雙平行玻璃板光學(xué)測微器測微原理雙平行玻璃板光學(xué)測微器測微原理 雙平行玻璃板光學(xué)測微器中由兩塊平行雙平行玻璃板光學(xué)測微器中由兩塊平行玻璃板作相反方向等量傾斜時，對徑分玻璃板作相反方向等量傾斜時，對徑分劃線劃線a和和a+180的像分別經(jīng)過這的像分別經(jīng)過這兩塊平行玻璃板，使對徑分劃線兩塊平行玻璃板，使對徑分劃線a和和a+180的像產(chǎn)生相對挪動，使對的像產(chǎn)生相對挪動，使對徑