距離觀測(cè)值的改正和光電測(cè)距儀的檢驗(yàn)

1、4.3距離觀測(cè)值的改正和光電測(cè)距儀的檢驗(yàn)第一類儀器本身所造成的改正：加常數(shù) 置平 乘常數(shù)（頻率）周期誤差第二類大氣折光而引起的改正：氣象波道彎曲第三類歸算方面的改正：歸心（下冊(cè)P95） 傾斜和投影到橢球面上（下冊(cè)P25）說明：由于現(xiàn)在測(cè)距儀的性能和自動(dòng)化程度不同，測(cè)距儀的精度要求也各異，故有些改正可不需進(jìn)行，有的在觀測(cè)時(shí)只需在儀器中直接輸入有關(guān)數(shù)值或改正值即可。光電測(cè)距儀的檢驗(yàn) 光電測(cè)距儀的檢定規(guī)范CH8001。這是電磁波測(cè)距最重要的改正，因?yàn)殡姶挪ㄔ诖髿庵袀鬏敃r(shí)受氣象條件的影響很大。實(shí)質(zhì)是大氣折射率對(duì)距離的改正，因大氣折射率與氣壓、氣溫、濕度有關(guān)，因此習(xí)慣叫氣象改正。1有關(guān)公式光在真空中傳播

2、速度c0=2997924581.2(m/s) (25)1975年國際大地測(cè)量與地球物理學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUGG）第十六屆年會(huì)。如果測(cè)定空氣的折射率n，則可求出空氣中的光速c=c0/n (26)光在空氣中的折射率與波長(zhǎng)關(guān)系式（色散公式）柯希（Cauchy）公式： (27)1963年IUGG決定使用巴雷爾-西爾(Barrell-Sears)給出的實(shí)用公式： (28)上式是在溫度00C，氣壓760mmHg毫米汞柱高（或1013.2mb毫帕），0濕度，含0.03CO2的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下的單一波長(zhǎng)(單位m)的光折射率與波長(zhǎng)關(guān)系式，也稱巴雷爾-西爾公式. (狹窄光譜) 群速的空氣中折射率與波長(zhǎng)關(guān)系式 (29)在

3、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下 (30)光(狹窄光譜)在空氣中的折射率隨著溫度、氣壓和濕度而變化,有如下近似關(guān)系，柯爾若希（Kohlrousch）公式 (31)式中：是溫度為t0C，氣壓為p和水蒸氣為e時(shí)空氣的折射率, p和e的單位為mmHg。由(30)式計(jì)算，為空氣膨脹系數(shù)，=1/273.16=0.0036612氣象改正將測(cè)距儀采用的波長(zhǎng)代入(30)式可求出,再由測(cè)邊時(shí)的氣象條件由(31)式可求出大氣折射率n,。其實(shí)在設(shè)計(jì)測(cè)距儀時(shí)，都采用假定大氣狀態(tài)，例如DCH2型測(cè)距儀，紅外光的波長(zhǎng)=0.83m,代入(30)式=1.00029473。假定大氣狀態(tài)是t=150C,P=1.013hPa(百帕)，在紅外測(cè)距儀

4、中(31)式中第三項(xiàng)（濕度）影響很小可忽略不計(jì)，將=1.00029473，t=150C,P=1.013hPa(百帕)代入(31)式得=1.000279。由(26)式，(1)式寫成 (32)上式對(duì)n取微分，并換成有限增量得 (33)設(shè)D/觀測(cè)得斜距，D/經(jīng)氣象改正后斜距，Dn氣象改正數(shù)， (34) (35)把有關(guān)數(shù)據(jù)代入得DCH2型測(cè)距儀氣象改正數(shù)計(jì)算公式， (36)D/以km為單位,P以hPa(百帕)。 由于各種型號(hào)的測(cè)距儀所采用的波長(zhǎng)和假定大氣狀態(tài)各不相同，所以氣象改正公式也不會(huì)一樣。又例如DI20測(cè)距儀，紅外波長(zhǎng)=0.835m,代入(30)得=1.000294612,假定(參考)大氣狀態(tài)t

5、=120C,P=760mmHg,e=0代入(31)得=1.000282214一般大氣條件下的折射率其中t以0C為單位,P、e以mmHg為單位，D/以m為單位。 周期誤差的測(cè)定及改正1什么是周期誤差e1測(cè)距信號(hào)，e2串?dāng)n信號(hào)， 相位差， (37) (38)由(38)式可畫出圖4-58。隨距離（與距離有關(guān)）的不同而按正弦曲線規(guī)律變化，其周期為2（即等于精尺長(zhǎng)度）。K值愈大也愈大。因此必須加大測(cè)距信號(hào)強(qiáng)度，才能有利于減小周期誤差。2要求及改正要求周期誤差的振幅小于儀器測(cè)距中誤差（固定誤差）的1/2。當(dāng)周期誤差的振幅大于或等于儀器測(cè)距中誤差（固定誤差）的1/2時(shí)，并且數(shù)值較穩(wěn)定時(shí)，則必須在測(cè)距中加入周

6、期誤差改正。 (39) 為待測(cè)距離的尾數(shù)（也就是精尺的尾數(shù)）相應(yīng)的相位角。D0距離觀測(cè)值。周期誤差的初始相位角，以度表示，與A由周期誤差檢驗(yàn)求得。3周期誤差的測(cè)定方法平臺(tái)法 DCH-2測(cè)距儀u=/2=20md=u/40(m)計(jì)算列誤差方程式確定未知數(shù)為測(cè)距儀至第1點(diǎn)的近似距離，為的改正數(shù)，為測(cè)距儀至第i點(diǎn)的距離觀測(cè)值，為的改正數(shù)， d為反光鏡每次的移動(dòng)量，K為儀器的加常數(shù)，A為周期誤差的振幅值，為初相角，為與測(cè)距儀至第i點(diǎn)距離相應(yīng)的相位角，測(cè)距儀至第1點(diǎn)的距離觀測(cè)值可寫為 (40)整理后得觀測(cè)值方程式同理 (41)令： (42)展開，設(shè)，用fi表示(41)式中的常數(shù)項(xiàng)，得誤差方程式的最終形式：

7、 (43)組成并解算法方程式 (44)反光鏡從測(cè)點(diǎn)1到40移動(dòng)一個(gè)精尺長(zhǎng)(u)正好一整周，正弦余弦是以2為周期的，根據(jù)三角函數(shù)特性有： 又 (45) (46)由(42)3、4兩式求A，精度評(píng)定一次測(cè)量中誤差 (47)周期誤差（振幅）的中誤差 (48)儀器常數(shù)的測(cè)定1什么是儀器常數(shù)加常數(shù)KD0=D/+Ki+Kr=D/+K (49)乘常數(shù)的意義令精尺頻率漂移（偏差）青 (50)令 (51)(50)改寫成 (52) 若由(9)式可知 (54)或 (55)2用六段解析法測(cè)定加常數(shù)基本作法，六段法的來歷 (56) (57) (58)要求，現(xiàn)取代入(58)式得n=6.5一般取n=6（段），這就是六段法的來

8、歷。全組合共有21個(gè)觀測(cè)量：D01D02D03D04D05D06D12D13D14D15D16D23D24D25D26D34D35D36D45D46D56加常數(shù)K的計(jì)算未知數(shù) 6個(gè)獨(dú)立分段的距離近似值（其余各段可組合求出） 改正數(shù)和KDij距離量測(cè)值（經(jīng)氣象、傾斜改正后的水平距離），Vij距離量測(cè)值的改正數(shù)，距離平差值 (59)ij距離觀測(cè)值誤差方程式 (60)表4-12組成法方程式 (61)常數(shù)項(xiàng) (i=2,3,4,5,6,7) (62)求Q=N-1，即可解出和K七個(gè)未知數(shù)，求求單位權(quán)中誤會(huì)（一次測(cè)距誤差） (63)加常數(shù)測(cè)定中誤差 (64)3用比較法測(cè)定加常數(shù)K、乘常數(shù)RD01D56為21段距離觀測(cè)值，V01V56為21段距離改正數(shù)，為經(jīng)加常數(shù)、乘常數(shù)改正后的距離值，為21段基線值。 (65) (66)法方程式并解之， (67) (68) (69)