第3章全站儀觀測誤差

第3章全站儀觀測誤差測角誤差——視準軸誤差、橫軸誤差、豎軸誤差測距誤差——固定誤差、比例誤差由于震動、溫度變化等因素，儀器的狀態(tài)會發(fā)生變化，導致觀測誤差變大。在儀器第一次使用之前、進行精密測量之前、長途運輸之后、長期使用前后、溫度變化超過10°C時都應該進行檢驗。§3—1測角誤差及其消減方法全站儀觀測水平角的誤差來源：一）儀器誤差1、視準軸誤差2、橫軸誤差3、豎軸誤差二）觀測誤差1、對中誤差2、對點誤差3、照準誤差三）外界條件的影響1、大氣情況的影響2、溫度變化的影響一、視準軸誤差視準軸CC不垂直于橫軸HH的誤差c稱為視準軸誤差

隨豎直角的變化，視準誤差對水平方向觀測值的影響也隨之變化，其關系為

HHCCc視準軸誤差的檢驗四分之一法（見《土木工程測量學教程（上冊）》P.54）讀數(shù)法讀數(shù)法檢驗的步驟：盤左瞄準目標A(A為平點，豎直角近似為0°)，讀數(shù)為L；盤右瞄準目標A，讀數(shù)為R，則

c＝R-L-180°全站儀視準軸誤差的自動檢測檢驗時，全站儀采用程序化處理，自動計算出視準誤差。不同型號的儀器，或采用菜單，或采用指令進行檢驗操作。雖菜單、指令不盡相同，但基本方法是一致的。下面以索佳SET610為例予以說明。

SET610SOKKIANo.

Ver.×××-×××-×××××-×××-××

文件JOB1

測量內(nèi)存配置在“配置”模式下進入“設置”菜單，選擇“儀器常數(shù)”

設置

觀測條件

儀器設置

儀器常數(shù)

通訊參數(shù)單位設置

儀器常數(shù)

傾斜X400Y400

視準差測定再選“視準差測定”進入視準差測定屏幕視準差測定ZA:30°00’45”HAR：60°48’00”

盤左讀數(shù)：OK盤左精確照準一個固定點后，按“OK”盤右精確照準同一固定點后，按“OK”視準差測定EL:-0°00’15”VOFF：0°00’10”

NOYES選擇“YES”設置視準軸誤差改正數(shù)二、橫軸誤差和豎軸誤差橫軸不垂直于豎軸的誤差i稱為橫軸誤差。橫軸誤差對方向觀測值的影響為：由于儀器未嚴格整平而使豎軸不在豎直位置，豎軸偏離鉛垂線一微小角度，這就是豎軸傾斜誤差。豎軸傾斜誤差不是儀器方面的誤差，而是由于儀器安置不正確所致。消除這項誤差應仔細安置儀器。傾斜傳感器零點誤差檢校全站儀橫軸和豎軸有微小傾斜時，儀器內(nèi)部的傾斜傳感器可以進行自動校正。傾斜傳感器的零點必須正確。當儀器精確整平后，傾角的顯示值應該接近零，否則說明存在傳感器零點誤差，需要校正。檢驗步驟檢校照準部水準管。精確整平儀器。在測量菜單下，按2次“置零”，將水平方向值設置成0°00’00”。按2次設置成0°00’00”

SET610SOKKIANo.

Ver.×××-×××-×××××-×××-××

文件JOB1

測量內(nèi)存配置在“配置”模式下進入“設置”菜單，選擇“儀器常數(shù)”

設置

觀測條件

儀器設置

儀器常數(shù)通訊參數(shù)單位設置

儀器常數(shù)

傾斜X400Y400

視準差測定顯示X和Y方向上的當前改正值，選取“傾斜XY”后回車，并稍候等顯示穩(wěn)定后讀取自動補償傾角值X1,Y1。偏差值X-0°01’23”Y0°00’04”HAR184°14’50”

盤左讀數(shù)：OK等顯示穩(wěn)定后讀取自動補償傾角值X2,Y2。照準部平轉180°，稍候。計算零點偏差值：X偏差=（X1+X2）/2Y偏差=（Y1+Y2）/2X偏差和Y偏差均應在±20”內(nèi)，否則應校正偏差值當前

X400Y400新值X408Y396

NOYES校正步驟按“OK”存儲XY值并將水平讀盤置零，屏幕顯示“盤右讀數(shù)”根據(jù)顯示的平盤讀數(shù)轉動照準部180°顯示穩(wěn)定后，按“YES”，存儲X1,Y1偏差值X-0°01’23”Y0°00’04”HAR184°14’50”

盤左讀數(shù)：OK屏幕顯示X和Y方向上的原改正數(shù)和新改正數(shù)若XY均在400±20范圍內(nèi)，按“NO”對原改正值進行更新后返回“儀器常數(shù)”菜單繼續(xù)進行檢驗，直至XY均不超過±20”偏差值X-0°00’13”Y0°00’04”HAR182°02’10”

盤左讀數(shù)：OK按“ESC”鍵退回“儀器常數(shù)”屏幕三、觀測誤差的消減對中誤差對中偏差小于1mm對點誤差對點偏差小于1mm注意垂準桿立直照準誤差精確照準棱鏡中心四、環(huán)境影響的誤差消減大氣情況的影響——注意防止旁折光溫度變化的影響——使用遮陽傘，防止儀器不均勻變形§3—2測距誤差及其消減方法一、全站儀距離觀測的誤差來源：儀器誤差——加常數(shù)誤差、乘常數(shù)誤差、周期誤差觀測誤差——對中誤差、對點誤差外界條件的影響——大氣折光、空氣透光率、背景反射、電磁場干擾什么是儀器常數(shù)？

所謂儀器常數(shù)包括儀器加常數(shù)和乘常數(shù)。加常數(shù)是由于儀器電子中心與其機械中心不重合而形成的；而乘常數(shù)主要是由于測距頻率偏移其標準值而產(chǎn)生的。一、加常數(shù)誤差.發(fā)光管的發(fā)射面、接收面與儀器中心不重合反射棱鏡的等效發(fā)射面與棱鏡中心不重合內(nèi)光路相位延遲電子元件相位延遲加常數(shù)誤差產(chǎn)生原因加常數(shù)的檢測在平坦場地上選擇相距100米左右的A、B兩點AB在A、B上分別安置全站儀和棱鏡測定A、B兩點間的距離10次，并計算平均值AB該項檢測應在固定基線上進行，沒有條件時可以按以下步驟檢測：計算距離加常數(shù)：K=AB-(CA+CB)ABC精確測定CA、CB距離各10次儀器安置在A、B中間的C點重復以上步驟，測定2~3次加常數(shù)，如果均在標稱精度內(nèi)，無需校正；反之送修。二、乘常數(shù)誤差產(chǎn)生原因：石英晶體振蕩器頻率漂移檢測方法：專業(yè)檢定機構檢測頻率偏差過大時，對所測距離進行改正：f1——檢測確定的實際頻率f0——儀器的標稱頻率三、氣象參數(shù)儀器的測尺長度是在一定的標準氣象條件下確定的精密測距時，要根據(jù)野外實際的氣象條件進行氣象改正氣象改正數(shù)與氣溫、氣壓有關全站儀可以根據(jù)輸入的氣溫、氣壓，對測距結果進行自動改正SOKKIASET610氣象參數(shù)設置測量模式第2頁菜單中，選擇“改正”，進入EDM（電子測距）菜單。EDM溫度：℃氣壓：1013hPappm：00ppm編輯15對“溫度”、“氣壓”進行編輯，然后按“OK”鍵，儀器自動計算氣象改正數(shù)，并存儲起來。如果不顧及氣象改正，只需要選擇“0ppm”，儀器恢復為標準氣象條件（15℃，1013hPa）。EDM溫度：℃氣壓：1013hPappm：00ppm編輯15二、全站儀誤差自動修正技術

軸系改正： （1）視準軸誤差（C）的改正（2）垂直度盤指標差（I）的改正（3）水平軸傾斜誤差（i）的改正

2.1

測距誤差修正1、氣象改正（n0n）:2、頻率改正（f0f）:相位法測距基本公式：3、常數(shù)改正:4、斜平改正：垂直角斜距改平原理DDHABCCRO2D—斜距觀測值；—垂直角觀測值；—地球彎曲改正項，；—大氣垂直折光改正項，；k—大氣垂直折光系數(shù)，k=0.12或0.2；R—地球曲率半徑，R6371km。2.1

測距誤差修正1、雙軸自動補償系統(tǒng)：垂直軸傾斜及分量水平軸視準軸垂直軸鉛垂線vLvTvXYXY2.2

測角誤差修正2、水平方向觀測中的軸系誤差修正

2.2

測角誤差修正3、垂直角觀測中的軸系誤差修正

補償器零位O1O2垂直度盤參考零位鉛垂線垂直軸vLViLLI望遠鏡視準軸垂直角測量示意圖補償器全站儀垂直角顯示（V0）參考基準開（ON）V–I+vL鉛垂線關（OFF）V-I垂直軸2.2

測角誤差修正4、補償及改正開/關（ON/OFF）的不同選擇對全站儀測角的影響

開關組合方式補償器改正數(shù)水平角（Hz0）垂直角（V0）參考基準ONOFFONOFF1

Hz-C/cos-itg-vcostgV-I+vL鉛垂線2

HzV-I+vL鉛垂線3

Hz-C/cos-itgV-I