控制測(cè)量學(xué)課件第十六講

1、第第十六講十六講 精密精密角度測(cè)量角度測(cè)量第第四四章章 精密精密角度測(cè)量角度測(cè)量4.1 精密經(jīng)緯儀精密經(jīng)緯儀-一般了解一般了解4.2 角度觀測(cè)誤差分析角度觀測(cè)誤差分析-一般了解一般了解4.3 水平角觀測(cè)水平角觀測(cè)-重點(diǎn)重點(diǎn)4.4 垂直角觀測(cè)垂直角觀測(cè)-一般了解一般了解n裝有電子掃描度盤，在微處理機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)字測(cè)角的經(jīng)緯儀稱為電子經(jīng)緯儀。n 全站儀的等級(jí)與電子經(jīng)緯儀和電子測(cè)距儀等級(jí)是一致的。n大家可以自學(xué)本節(jié)4.1 精密經(jīng)緯儀精密經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀日本DT-02l南方絕對(duì)編碼型電子經(jīng)緯儀DT-02 L90左270 R右90)(21LRRL iiiLiL2)R90(2)R-90(2

2、2)90(290-211右左）（90)(21LR等級(jí)規(guī)定等級(jí)規(guī)定 精密角度測(cè)量等級(jí)精密角度測(cè)量等級(jí)國(guó)家三角測(cè)量等級(jí)國(guó)家三角測(cè)量等級(jí)等級(jí)規(guī)定等級(jí)規(guī)定 測(cè)角中誤差如何計(jì)算？測(cè)角中誤差如何計(jì)算？測(cè)站平差法：測(cè)站平差法：先得到一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差觀測(cè)中誤差，再計(jì)算測(cè)角中誤差。三角形閉合差法：三角形閉合差法：由三角形閉合差根據(jù)中誤差的定義公示計(jì)算得到。 2,:) 1(253. 1,mmnVmmKnVK測(cè)角中誤差為：為測(cè)回?cái)?shù)為方向數(shù)與平差值之差為各測(cè)回方向的觀測(cè)值其中：一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差3:,:mmnnm測(cè)角中誤差數(shù)為參與計(jì)算的三角形個(gè)三角形閉合差中誤差等級(jí)規(guī)定等級(jí)規(guī)定 思考題思考題：請(qǐng)根據(jù)精密角度測(cè)量

3、中測(cè)角中誤差的規(guī)定，推算相應(yīng)等級(jí)外業(yè)三角測(cè)量角度閉合差的限差值？精密測(cè)角儀器精密測(cè)角儀器 精密角度測(cè)量可以使用的儀器有DJ05、DJ07、DJ1、DJ2型光學(xué)經(jīng)緯儀或電子經(jīng)緯儀。DJ05：Kern E2、Wild T2000系列(0.5)、TC(A)2003(0.5)DJ07：J07(0.7)、Opton廠的Elta2(0.65)DJ1：T3(1)、TCA1800(1,1mm+2ppm)，Trimble S8(1,1mm+1ppm)DJ2：T2、Topcon、Nikon 日漸普及，作為普通儀器 水平折光的影響還隨著大氣溫度的變化而不同水平折光的影響還隨著大氣溫度的變化而不同 白天在太陽照射下的

4、沙石地面氣溫上升決，密度小，水面上方氣溫上白天在太陽照射下的沙石地面氣溫上升決，密度小，水面上方氣溫上升慢，密度大，升慢，密度大， 白天和晚間的水平折光影響正好相反。白天和晚間的水平折光影響正好相反。 取白天和晚間觀測(cè)成果的平均值，可以有效地減弱水平折光的影響。取白天和晚間觀測(cè)成果的平均值，可以有效地減弱水平折光的影響。河流河流山地山地 選點(diǎn)時(shí)，應(yīng)避免使視線靠近山坡、大河或與湖泊的岸線平行，并應(yīng)盡量選點(diǎn)時(shí)，應(yīng)避免使視線靠近山坡、大河或與湖泊的岸線平行，并應(yīng)盡量避免視線通過高大建筑物、煙囪和電桿等實(shí)體的側(cè)方。避免視線通過高大建筑物、煙囪和電桿等實(shí)體的側(cè)方。 在造標(biāo)時(shí)應(yīng)在造標(biāo)時(shí)應(yīng)使櫓柱旁離視線至少

5、使櫓柱旁離視線至少10cm10cm，一般在有微風(fēng)的時(shí)候或在陰天進(jìn)，一般在有微風(fēng)的時(shí)候或在陰天進(jìn)行觀測(cè)，可以減弱部分水平折光的影響。行觀測(cè)，可以減弱部分水平折光的影響。精密測(cè)角的一般原則精密測(cè)角的一般原則補(bǔ)充：補(bǔ)充：精密角度測(cè)量特點(diǎn)精密角度測(cè)量特點(diǎn) 1 1影響水平角觀測(cè)成果的主要誤差來源是系統(tǒng)誤影響水平角觀測(cè)成果的主要誤差來源是系統(tǒng)誤差（環(huán)境因素、儀器條件等），其次才是偶然誤差。差（環(huán)境因素、儀器條件等），其次才是偶然誤差。采取措施：采取措施：克服水平折光的影響，選擇有利的觀測(cè)時(shí)間（如清晨是溫度變化最小的時(shí)間段），并把觀測(cè)工作分配在幾個(gè)不同的時(shí)段內(nèi)完成。 當(dāng)邊長(zhǎng)相差很大不得不調(diào)焦時(shí)，應(yīng)該對(duì)所使用

6、的經(jīng)緯儀調(diào)焦運(yùn)行系統(tǒng)誤差進(jìn)行專門的檢驗(yàn)與研究，對(duì)度盤及測(cè)微器的分劃誤差進(jìn)行全面檢驗(yàn)，以及光學(xué)對(duì)點(diǎn)誤差，研究震動(dòng)對(duì)測(cè)角的影響等。減弱偶然誤差的影響，在保證測(cè)回?cái)?shù)的前提下，選擇合適的測(cè)角儀器(研究和采用電子經(jīng)緯儀)，采用恰當(dāng)?shù)挠^測(cè)方法和小心謹(jǐn)慎的操作態(tài)度來提高觀測(cè)的質(zhì)量，而不是盲目地靠增加測(cè)回?cái)?shù)。補(bǔ)充：補(bǔ)充：精密角度測(cè)量特點(diǎn)精密角度測(cè)量特點(diǎn) 2 2在短邊情況下，特別要注意儀器和照準(zhǔn)目標(biāo)的在短邊情況下，特別要注意儀器和照準(zhǔn)目標(biāo)的對(duì)中，以及照準(zhǔn)標(biāo)志的選取。對(duì)中，以及照準(zhǔn)標(biāo)志的選取。 儀器對(duì)中誤差對(duì)測(cè)角的影響，與目標(biāo)點(diǎn)到儀器的距離有關(guān)，也與兩目標(biāo)點(diǎn)間的距離有關(guān)。目標(biāo)偏心誤差12eS1S2ABOeABmS

7、SSm21)(eA ABOeAmSm2)(精密角度測(cè)量特點(diǎn)精密角度測(cè)量特點(diǎn) 計(jì)算：計(jì)算：5 5米遠(yuǎn)處，米遠(yuǎn)處，1mm目標(biāo)對(duì)中誤差所引起的水平角誤差多大？精密角度測(cè)量特點(diǎn)精密角度測(cè)量特點(diǎn) 照準(zhǔn)標(biāo)志要有足夠的顏色對(duì)比，圖案簡(jiǎn)單并成對(duì)稱分布。照準(zhǔn)標(biāo)志要有足夠的顏色對(duì)比，圖案簡(jiǎn)單并成對(duì)稱分布。4.4.1 4.4.1 觀測(cè)方法觀測(cè)方法ABCDE方向觀測(cè)法零方向盤左盤右方向觀測(cè)法的測(cè)回方向觀測(cè)法的測(cè)回?cái)?shù)，是根據(jù)測(cè)角網(wǎng)數(shù)，是根據(jù)測(cè)角網(wǎng)的等級(jí)和所用儀器的等級(jí)和所用儀器的類型確定的。的類型確定的。4.4.2 4.4.2 測(cè)站限差的探討測(cè)站限差的探討（1 1）測(cè)站限差項(xiàng)目：兩次重合讀數(shù)差，半測(cè)回歸零）測(cè)站限差項(xiàng)目

8、：兩次重合讀數(shù)差，半測(cè)回歸零差，一測(cè)回差，一測(cè)回2c2c互差，測(cè)回互差?；ゲ?，測(cè)回互差。確定系統(tǒng)誤差部份確定系統(tǒng)誤差部份 。常常根據(jù)大量作業(yè)的觀測(cè)資。常常根據(jù)大量作業(yè)的觀測(cè)資料進(jìn)行分析研究，從中找出在正常情況下各檢驗(yàn)項(xiàng)可能包括料進(jìn)行分析研究，從中找出在正常情況下各檢驗(yàn)項(xiàng)可能包括的系統(tǒng)誤差的大小。的系統(tǒng)誤差的大小。m系計(jì)算差值的綜合影響計(jì)算差值的綜合影響22mm偶系最后根據(jù)最后根據(jù)“極限誤差等于兩倍中誤差極限誤差等于兩倍中誤差”求出差值的限差。求出差值的限差。（2 2）制定限差的基本步驟）制定限差的基本步驟 觀測(cè)結(jié)果的差值是表示在一定的外界條件下觀測(cè)誤差的觀測(cè)結(jié)果的差值是表示在一定的外界條件下觀

9、測(cè)誤差的大小，其中包括偶然誤差和系統(tǒng)誤差兩部份。制定限差允許大小，其中包括偶然誤差和系統(tǒng)誤差兩部份。制定限差允許值的步驟為：值的步驟為：確定偶然誤差部份確定偶然誤差部份 。觀測(cè)結(jié)果的差值是每一個(gè)方向觀。觀測(cè)結(jié)果的差值是每一個(gè)方向觀測(cè)值的函數(shù)，因此列出差值函數(shù)式，就可按誤差傳播定律，測(cè)值的函數(shù)，因此列出差值函數(shù)式，就可按誤差傳播定律，由每一方向觀測(cè)值中誤差由每一方向觀測(cè)值中誤差 ，計(jì)算出觀測(cè)方向值函數(shù)（即差，計(jì)算出觀測(cè)方向值函數(shù)（即差值）的中誤差。值）的中誤差。m偶方（4 4）一方向觀測(cè)值（偶然）中誤差一方向觀測(cè)值（偶然）中誤差 測(cè)定的兩種方法：測(cè)定的兩種方法：方第一種第一種室內(nèi)實(shí)驗(yàn)可得到近似結(jié)

10、果。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)可得到近似結(jié)果。22mm照方讀m讀可在室內(nèi)求得，例如在度盤每隔可在室內(nèi)求得，例如在度盤每隔5 5度的位置度的位置， 旋進(jìn)測(cè)微輪，使上下分劃線重合二次，分別讀取讀數(shù)，旋進(jìn)測(cè)微輪，使上下分劃線重合二次，分別讀取讀數(shù)，然后由兩次讀數(shù)的差數(shù)求出重合一次的讀數(shù)中誤差然后由兩次讀數(shù)的差數(shù)求出重合一次的讀數(shù)中誤差 。2ddmn 讀120 .150 .30( )0 .5 1 .0()jmj讀Vm06 照)(30)(4021jjV )(0 .2)(5 .121jjm照 )(2 .2)(53.121jj方120 .150 .30( )0 .5 1 .0()jmj讀第二種第二種從大量三角點(diǎn)的測(cè)站平差中求

11、出各點(diǎn)的從大量三角點(diǎn)的測(cè)站平差中求出各點(diǎn)的 ， 然后取然后取各點(diǎn)各點(diǎn) 的帶權(quán)平均值作為實(shí)際采用的的帶權(quán)平均值作為實(shí)際采用的目前采用目前采用 方方方121 .2( )2 .2()jj方（4 4）半測(cè)回歸零差）半測(cè)回歸零差偶然誤差部份偶然誤差部份函數(shù)式函數(shù)式1111LLRR 或121 .7( )23 .1()jmj方偶系統(tǒng)誤差部份，主要系統(tǒng)誤差部份，主要儀器基座扭轉(zhuǎn)儀器基座扭轉(zhuǎn)等系統(tǒng)誤差，大量實(shí)等系統(tǒng)誤差，大量實(shí)驗(yàn)表明一般為驗(yàn)表明一般為222125 .26 ()27 .48 ()jmmj歸零偶系（5 5）一測(cè)回內(nèi)）一測(cè)回內(nèi)2C2C互差的限差互差的限差偶然誤差部份偶然誤差部份 1222()()2 .

12、4( )44 .4()iikkCCLRLRjmj偶互差方系統(tǒng)誤差部份，主要包括系統(tǒng)誤差部份，主要包括視準(zhǔn)軸誤差，水平軸傾斜視準(zhǔn)軸誤差，水平軸傾斜誤差，基座位移以及外界因素引起的誤差，基座位移以及外界因素引起的。)(04.00cos23cos221jCC )( 1 .3)( 1 .2322212jjitg1222.124 .1()3.125 .1()Cjmj系 )(31)(95 .315 .922122222jjmmmCCC系偶互差視準(zhǔn)軸部份視準(zhǔn)軸部份橫軸部份橫軸部份基座位移部份：基座位移部份：21222 .4( )4 .4()Cjmj偶（6 6）同一方向各測(cè)回間互差的限差）同一方向各測(cè)回間互差

13、的限差偶然誤差部份偶然誤差部份 111111()()()()22iiiigtLRLRLRLR測(cè)回互差121 .7( )183 .1()2jmj方偶測(cè)回互差系統(tǒng)誤差部份，主要包括系統(tǒng)誤差部份，主要包括水平度盤分劃誤差大約水平度盤分劃誤差大約12秒；測(cè)微器分劃誤差很?。煌饨鐥l件變化（旁折光），秒；測(cè)微器分劃誤差很?。煌饨鐥l件變化（旁折光），不好定不好定。規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定：126 ()9 ()jj測(cè)回互差1.253(1)vvKnn m m mM補(bǔ)充：補(bǔ)充：精密角度測(cè)量技術(shù)要求精密角度測(cè)量技術(shù)要求1 1水平角觀測(cè)一般采用方向觀測(cè)法，當(dāng)方向數(shù)不水平角觀測(cè)一般采用方向觀測(cè)法，當(dāng)方向數(shù)不多于三個(gè)時(shí)，可不歸

14、零；當(dāng)采用測(cè)角的方法不能多于三個(gè)時(shí)，可不歸零；當(dāng)采用測(cè)角的方法不能滿足精度要求時(shí)，可采用精密測(cè)距的方法，通過滿足精度要求時(shí)，可采用精密測(cè)距的方法，通過邊長(zhǎng)值反算出相應(yīng)的角度值。邊長(zhǎng)值反算出相應(yīng)的角度值。 測(cè)角精度與測(cè)距精度的匹配問題： 假設(shè)角所對(duì)應(yīng)的邊長(zhǎng)為1km，測(cè)邊的精度為1mm，與這個(gè)精度相匹配的測(cè)角精度需要達(dá)到0.2，測(cè)角精度要達(dá)到這個(gè)值非常困難，此時(shí)可以測(cè)量全部邊長(zhǎng)建立控制網(wǎng)。DdsddDds補(bǔ)充：補(bǔ)充：精密角度測(cè)量技術(shù)要求精密角度測(cè)量技術(shù)要求2 2當(dāng)方向數(shù)超過當(dāng)方向數(shù)超過6 6個(gè)時(shí)，可分組觀測(cè)，個(gè)時(shí)，可分組觀測(cè)，每個(gè)測(cè)站上，每個(gè)測(cè)站上，把需要觀測(cè)的把需要觀測(cè)的n n個(gè)方向，每?jī)蓚€(gè)方向

15、組合成單角，個(gè)方向，每?jī)蓚€(gè)方向組合成單角，然后對(duì)可能組合成的全部單角，以然后對(duì)可能組合成的全部單角，以相同的測(cè)回?cái)?shù)逐相同的測(cè)回?cái)?shù)逐個(gè)的進(jìn)行觀測(cè)個(gè)的進(jìn)行觀測(cè)。實(shí)際工作中，為了使同一等級(jí)的三實(shí)際工作中，為了使同一等級(jí)的三角網(wǎng)上經(jīng)測(cè)站平差后的各個(gè)方向值的權(quán)角網(wǎng)上經(jīng)測(cè)站平差后的各個(gè)方向值的權(quán)P P方都相等，方都相等，要求各點(diǎn)上觀測(cè)單角的測(cè)回?cái)?shù)要求各點(diǎn)上觀測(cè)單角的測(cè)回?cái)?shù)mm，應(yīng)根據(jù)它需要觀，應(yīng)根據(jù)它需要觀測(cè)的方向數(shù)，按測(cè)的方向數(shù)，按p p方方 = n.m = = n.m =常數(shù)的公式確定。常數(shù)的公式確定。補(bǔ)充：補(bǔ)充：精密角度測(cè)量技術(shù)要求精密角度測(cè)量技術(shù)要求3 3方向觀測(cè)法各項(xiàng)限差不應(yīng)超過下表的規(guī)定：方向觀測(cè)法各項(xiàng)限差不應(yīng)超過下表的規(guī)定：