《控制測量》測距成果的改正計(jì)算和質(zhì)量檢驗(yàn)

昆明冶金高等專科學(xué)校測繪學(xué)院第一部分測距儀的檢驗(yàn)第二部分測距誤差來源及其影響第三部分觀測結(jié)果的化算第九講測距成果的改正計(jì)算和質(zhì)量檢驗(yàn)

[習(xí)題]（1）測距儀的檢視；（2）發(fā)射、接收、照準(zhǔn)三軸關(guān)系正確性的檢校；（3）發(fā)光管光相位不均勻性的檢驗(yàn)；（4）幅相誤差的檢驗(yàn)；（5）周期誤差的檢驗(yàn)；（6）加常數(shù)和乘常數(shù)的檢驗(yàn)；（7）棱鏡常數(shù)的檢驗(yàn)；（8）測程的檢驗(yàn)；（9）內(nèi)部符合精度的檢驗(yàn)；（10）測程的檢驗(yàn)；（11）檢定綜合精度的評定；（12）精測頻率的檢驗(yàn)。第一部分測距儀的檢驗(yàn)電磁波測距的外業(yè)實(shí)施平面控制網(wǎng)等級儀器精度等級測回?cái)?shù)一測回讀數(shù)較差（mm）單程各測回較差（mm）往返較差（mm）往返三等5mm級儀器33≤5≤710mm級儀器44≤10≤15四等5mm級儀器22≤5≤710mm級儀器33≤10≤15一級10mm級儀器2─≤10≤15─二、三級10mm級儀器1─≤10≤15第二部分測距誤差來源及其影響

測距誤差的大小與儀器本身的質(zhì)量，觀測時的外界條件以及操作方法有著密切的關(guān)系。為了提高測距精度，必須正確地分析測距的誤差來源，性質(zhì)及大小，從而找到消除或削弱其影響的辦法，使測距獲得最優(yōu)精度。一、比例誤差的影響1．光速值的誤差影響

1975年國際大地測量及地球物理聯(lián)合會同意采用的光速暫定值

=299792458±1.2m/s。其相對誤差，這樣的精度是極高的，所以，光速值對測距誤差的影響甚微，可以忽略不計(jì)。2．調(diào)制頻率的誤差影響

調(diào)制頻率的誤差，包括兩個方面，即頻率校正的誤差（反映了頻率的精確度）和頻率的漂移誤差（反映了頻率穩(wěn)定度）。前者由于可用10-7～10-8的高精度數(shù)字頻率計(jì)進(jìn)行頻率的校正，因此這項(xiàng)誤差是很小的。后者則是頻率誤差的主要來源，它與精測尺主控振蕩器所用的石英晶體的質(zhì)量，老化過程以及是否采用恒溫措施密切相關(guān)。當(dāng)主控振蕩器的石英晶體不加恒溫措施的情況下，其頻率穩(wěn)定度為±1×10-5。頻率誤差影響在精密中遠(yuǎn)程測距中是不容忽視的，作業(yè)前后應(yīng)及時進(jìn)行頻率檢校，必要時還得確定晶體的溫度偏頻曲線，以便給以頻率改正。

3．大氣折射率n的誤差影響

正確地測定測站和鏡站上的氣象元素，并使算得的大氣折射系數(shù)與傳播絡(luò)徑上的實(shí)際數(shù)值十分接近，從而大大地減少大氣折射的誤差影響，這對精密中、遠(yuǎn)程測距乃是十分重要的。因此，在實(shí)際作業(yè)中必須注意以下幾點(diǎn)：（1）氣象儀表必須經(jīng)過檢驗(yàn)，以保證儀表本身的正確性。讀定氣象元素前，應(yīng)使氣象儀表反映的氣象狀態(tài)與實(shí)地大氣的氣象狀態(tài)充分一致。溫度讀至0.2oC，其誤差應(yīng)小于0.5?C，氣壓讀至0.0667kPa，其誤差應(yīng)小于0.1333kPa，這樣，由于氣象元素的讀數(shù)誤差引起的測距誤差可望小于1×10-6。（2）氣象代表性的誤差影響較為復(fù)雜，它受到測線周圍的地形、地物和地表情況以及氣象條件諸因素的影響。為了削弱這方面的影響，選點(diǎn)時應(yīng)注意地形條件，盡量避免測線兩端高差過大的情況，避免視線擦過水域。觀測時，應(yīng)選擇在空氣能充分調(diào)和的有微鳳的天氣或溫度比較穩(wěn)定的陰天。必要時，可加測測線中間點(diǎn)的溫度。（3）氣象代表性的誤差影響，在不同的時間（如白天與黑夜），不同的天氣（如陰天和晴天），具有一定的偶然性，有相互抵消的作用。因此，采取不同氣象條件下的多次觀測取平均值，也能進(jìn)一步地削弱氣象代表性的誤差影響。二、固定誤差的影響

如前所述，測相誤差、儀器加常數(shù)誤差、和對中誤差都屬于固定誤差。它們都具有一定的數(shù)值，與距離的長短無關(guān)，所以在精密的短程測距時，這類誤差將處于突出的地位。

1．對中誤差

對于對中或歸心誤差的限制，在控制測量中，一般要求對中誤差在3mm以下，要求歸心誤差在5mm左右。但在精密短程測距時，由于精度要求高，必須采用強(qiáng)制歸心方法，最大限度地削弱此項(xiàng)誤差影響。2．儀器加常數(shù)誤差

儀器加常數(shù)誤差包括在已知線上檢定時的測定誤差和由于機(jī)內(nèi)光電器件的老化變質(zhì)和變位而產(chǎn)生加常數(shù)變更的影響。對于儀器加常數(shù)變更的影響，則應(yīng)經(jīng)常對加常數(shù)進(jìn)行及時檢測，予以發(fā)現(xiàn)并改用新的加常數(shù)來避免這種影響。同時，要注意儀器的保養(yǎng)和安全運(yùn)輸，以減少儀器光電器件的變質(zhì)和變位，從而減少儀器加常數(shù)可能出現(xiàn)的變更。

3．測相誤差

測相誤差是由多種誤差綜合而成。這些誤差有測相設(shè)備本身的誤差，內(nèi)外光路光強(qiáng)相差懸殊而產(chǎn)生的幅相誤差，發(fā)射光照準(zhǔn)部位改變所致的照準(zhǔn)誤差以及儀器信噪比引起的誤差。此外，由儀器內(nèi)部的固定干擾信號而引起的周期誤差也在測相結(jié)果中反映出來。

第三部分觀測結(jié)果的化算

距離觀測值的化算，即將實(shí)測的距離初步值，加上各項(xiàng)改正之后，化算為兩標(biāo)石中心投影在橢球面上的正確距離。這些改正大致可分三類：第一類是由儀器本身所造成的改正；第二類是因大氣折射而引起的改正，有氣象改正和波道彎曲改正；第三類是屬于歸算方面的改正，即歸心改正，傾斜改正和投影到橢球面上的改正，儀器加常數(shù)改正，周期誤差改正。1．頻率誤差改正

設(shè)精尺頻率的漂移值為，由此引起的距離改正為

通常，精測尺頻率可通過檢測，用補(bǔ)償?shù)霓k法調(diào)整到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值，這時頻率改正就不必加了。但是，考慮到搬運(yùn)振動，晶體老化等原因會導(dǎo)致頻率變化，因此作業(yè)前后常常要進(jìn)行頻率對比，發(fā)現(xiàn)頻率變化過大時，>lOHz，就要考慮對測得的距離加上頻率改正2．氣象改正

常取標(biāo)準(zhǔn)或平均大氣條件下的折射系數(shù)。而實(shí)際的大氣折射率為。二者相差。由此引起距離改正：

不難看出，氣象改正數(shù)隨溫度和氣壓的變化而變化，因此氣象元素（溫度和氣壓）最好是取測線上的平均值來計(jì)算。氣象改正數(shù)的計(jì)算方法有四種：（1）直接按公式計(jì)算；（2）按公式編制諾漠圖（如DI1000）；（3）按公式編制計(jì)算用表（如JCY-2)；（4）按公式制成改正系數(shù)盤（如DCJ-32）。—大氣壓，mmHg—

空氣膨脹系數(shù)，=1/273.16—

光波在大氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（溫度=0Co

，氣壓=760mmHg,濕度=0，CO2含量0.03%）下的群折射率：2．氣象改正（公式）

3．波道彎曲改正

波道彎曲改正數(shù)包括兩個內(nèi)容：其一是由于波道彎曲引起的弧長化為弦長的波道幾何改正。其二是由于實(shí)際大氣折射系數(shù)僅用測線兩端的中值，而沒有采用嚴(yán)格沿波道上的積分平均值，因此產(chǎn)生了所謂折射系數(shù)的代表性改正。4．歸心改正

在某些情況下，如覘標(biāo)櫓柱遮擋了測距儀的視線，視線的中間有障礙物等，就要采用偏心觀測。

式中：下標(biāo)“1”表示測站偏心，“2”表示鏡站偏心。5．傾斜改正和投影改正

經(jīng)過以上各項(xiàng)改正之后，得到了兩點(diǎn)間的傾斜距離。最后，還要將這一斜距投影到參考橢球面上。

對于高差不太大的非高原地區(qū)，可得：6．橢球面上水平距離的計(jì)算設(shè)參考橢球面上的水平距離以S表示，則:式中,C為儀器常數(shù)，為儀器周期誤差改正。

應(yīng)當(dāng)指出，以上各項(xiàng)改正并非每項(xiàng)都要計(jì)算，根據(jù)儀器情況，邊的長短和測邊精度要求，有些項(xiàng)實(shí)際上不存在或本身過小而無需計(jì)算。屬于各測回不同的改正計(jì)算，必須在各測回內(nèi)分別計(jì)算，而其余的改正項(xiàng)各測回都是一樣的。則可在最后一次計(jì)算。習(xí)題1．測距誤