第3章全站儀觀測(cè)誤差

1、v測(cè)角誤差測(cè)角誤差視準(zhǔn)軸誤差、橫軸誤差、視準(zhǔn)軸誤差、橫軸誤差、豎軸誤差豎軸誤差v測(cè)距誤差測(cè)距誤差固定誤差、比例誤差固定誤差、比例誤差由于震動(dòng)、溫度變化等因素，儀器的狀態(tài)由于震動(dòng)、溫度變化等因素，儀器的狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致觀測(cè)誤差變大。會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致觀測(cè)誤差變大。 在儀器第一次使用之前、進(jìn)行精密測(cè)量在儀器第一次使用之前、進(jìn)行精密測(cè)量之前、長(zhǎng)途運(yùn)輸之后、長(zhǎng)期使用前后、溫之前、長(zhǎng)途運(yùn)輸之后、長(zhǎng)期使用前后、溫度變化超過度變化超過10C時(shí)都應(yīng)該進(jìn)行檢驗(yàn)。時(shí)都應(yīng)該進(jìn)行檢驗(yàn)。31 測(cè)角誤差及其消減方法測(cè)角誤差及其消減方法全站儀觀測(cè)水平角的誤差來源全站儀觀測(cè)水平角的誤差來源：一）儀器誤差一）儀器誤差1、視準(zhǔn)

2、軸誤差、視準(zhǔn)軸誤差 2、橫軸誤差、橫軸誤差 3、豎軸誤差、豎軸誤差二）觀測(cè)誤差二）觀測(cè)誤差1、對(duì)中誤差、對(duì)中誤差 2、對(duì)點(diǎn)誤差、對(duì)點(diǎn)誤差 3、照準(zhǔn)誤差、照準(zhǔn)誤差 三）外界條件的影響三）外界條件的影響1、大氣情況的影響、大氣情況的影響 2、溫度變化的影響、溫度變化的影響一、視準(zhǔn)軸誤差一、視準(zhǔn)軸誤差 視準(zhǔn)軸CC不垂直于橫軸HH的誤差c稱為視準(zhǔn)軸誤差 隨豎直角的變化，視準(zhǔn)誤差對(duì)水平方向觀測(cè)值的影響也隨之變化，其關(guān)系為 H HCCccoscc 視準(zhǔn)軸誤差的檢驗(yàn) 四分之一法（見土木工程測(cè)量學(xué)教程（四分之一法（見土木工程測(cè)量學(xué)教程（上冊(cè)）上冊(cè)）P.54） 讀數(shù)法讀數(shù)法讀數(shù)法檢驗(yàn)的步驟：讀數(shù)法檢驗(yàn)的步驟：

3、盤左盤左 瞄準(zhǔn)目標(biāo)瞄準(zhǔn)目標(biāo)A(A為平點(diǎn)，豎直角近似為平點(diǎn)，豎直角近似為為0 )，讀數(shù)為讀數(shù)為L(zhǎng)； 盤右盤右 瞄準(zhǔn)目標(biāo)瞄準(zhǔn)目標(biāo)A，讀數(shù)為讀數(shù)為R，則則 cR-L-180全站儀視準(zhǔn)軸誤差的自動(dòng)檢測(cè) 檢驗(yàn)時(shí)，全站儀采用程序化處理，自動(dòng)計(jì)算出視準(zhǔn)誤差。 不同型號(hào)的儀器，或采用菜單，或采用指令進(jìn)行檢驗(yàn)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。 SET610 SOKKIA No. Ver. - - 文件文件 JOB1 測(cè)量測(cè)量 內(nèi)存內(nèi)存 配置配置在在“配置配置”模式下進(jìn)入模式下進(jìn)入“設(shè)置設(shè)置”菜單，選擇菜單，選擇“儀器儀器常數(shù)常數(shù)” 設(shè)置設(shè)置 觀測(cè)條件觀測(cè)條件

4、儀器設(shè)置儀器設(shè)置 儀器常數(shù)儀器常數(shù) 通訊參數(shù)通訊參數(shù) 單位設(shè)置單位設(shè)置 儀器常數(shù)儀器常數(shù) 傾斜傾斜 X400 Y400 視準(zhǔn)差測(cè)定視準(zhǔn)差測(cè)定再選再選“視準(zhǔn)差測(cè)定視準(zhǔn)差測(cè)定”進(jìn)進(jìn)入視準(zhǔn)差測(cè)定屏幕入視準(zhǔn)差測(cè)定屏幕視準(zhǔn)差測(cè)定視準(zhǔn)差測(cè)定ZA: 300045”HAR： 604800” 盤左讀數(shù)：盤左讀數(shù)：OK盤左精確照準(zhǔn)一個(gè)盤左精確照準(zhǔn)一個(gè)固定點(diǎn)后，按固定點(diǎn)后，按“OK”盤右精確照準(zhǔn)同一盤右精確照準(zhǔn)同一固定點(diǎn)后，按固定點(diǎn)后，按“OK”視準(zhǔn)差測(cè)定視準(zhǔn)差測(cè)定EL: - 00015”V OFF： 00010” NOYES選擇選擇“YES”設(shè)置視設(shè)置視準(zhǔn)軸誤差改正數(shù)準(zhǔn)軸誤差改正數(shù)二、橫軸誤差和豎軸誤差二、橫軸誤

5、差和豎軸誤差 橫軸不垂直于豎軸的誤差橫軸不垂直于豎軸的誤差 i 稱為橫軸誤差稱為橫軸誤差 。 橫軸誤差對(duì)方向觀測(cè)值的影響為：橫軸誤差對(duì)方向觀測(cè)值的影響為：tgi 1 由于儀器未嚴(yán)格整平而使豎軸不在豎直位置，由于儀器未嚴(yán)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，這就是豎軸傾豎軸偏離鉛垂線一微小角度，這就是豎軸傾斜誤差。斜誤差。 豎軸傾斜誤差不是儀器方面的誤差，而是由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。于儀器安置不正確所致。 消除這項(xiàng)誤差應(yīng)仔細(xì)安置儀器。消除這項(xiàng)誤差應(yīng)仔細(xì)安置儀器。 傾斜傳感器零點(diǎn)誤差檢校 全站儀橫軸和豎軸有微小傾斜時(shí)，儀器內(nèi)全站儀橫軸和豎軸有微

6、小傾斜時(shí)，儀器內(nèi)部的傾斜傳感器可以進(jìn)行自動(dòng)校正。部的傾斜傳感器可以進(jìn)行自動(dòng)校正。 傾斜傳感器的零點(diǎn)必須正確。傾斜傳感器的零點(diǎn)必須正確。 當(dāng)儀器精確整平后，傾角的顯示值應(yīng)該接當(dāng)儀器精確整平后，傾角的顯示值應(yīng)該接近零，否則說明存在傳感器零點(diǎn)誤差，需近零，否則說明存在傳感器零點(diǎn)誤差，需要校正。要校正。檢驗(yàn)步驟 檢校照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管。檢校照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管。 精確整平儀器。精確整平儀器。 在測(cè)量菜單下，按在測(cè)量菜單下，按2次次“置零置零”，將水平，將水平方向值設(shè)置成方向值設(shè)置成00000”。按按2次次設(shè)置成設(shè)置成00000” SET610 SOKKIA No. Ver. - - 文件文件 JOB1 測(cè)量測(cè)量 內(nèi)

7、存內(nèi)存 配置配置在在“配置配置”模式下進(jìn)入模式下進(jìn)入“設(shè)置設(shè)置”菜單，選菜單，選擇擇“儀器常數(shù)儀器常數(shù)” 設(shè)置設(shè)置 觀測(cè)條件觀測(cè)條件 儀器設(shè)置儀器設(shè)置 儀器常數(shù)儀器常數(shù) 通訊參數(shù)通訊參數(shù) 單位設(shè)置單位設(shè)置 儀器常數(shù)儀器常數(shù) 傾斜傾斜 X400 Y400 視準(zhǔn)差測(cè)定視準(zhǔn)差測(cè)定顯示顯示X和和Y方向上的當(dāng)方向上的當(dāng)前改正值，選取前改正值，選取“傾斜傾斜XY”后回車，并稍候后回車，并稍候 等顯示穩(wěn)定后等顯示穩(wěn)定后讀取自動(dòng)補(bǔ)償傾讀取自動(dòng)補(bǔ)償傾角值角值X1,Y1。偏差值偏差值X -00123”Y 00004”HAR 1841450” 盤左讀數(shù)：盤左讀數(shù)：OK 等顯示穩(wěn)定后等顯示穩(wěn)定后讀取自動(dòng)補(bǔ)償傾讀取自動(dòng)

8、補(bǔ)償傾角值角值X2,Y2。 照準(zhǔn)部平轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部平轉(zhuǎn)180，稍候。稍候。計(jì)算零點(diǎn)偏差值：計(jì)算零點(diǎn)偏差值：X偏差偏差=（X1+X2）/2Y偏差偏差=（Y1+Y2）/2X偏差和偏差和Y偏差均應(yīng)在偏差均應(yīng)在 20”內(nèi)，否則應(yīng)校正內(nèi)，否則應(yīng)校正偏差值偏差值當(dāng)前當(dāng)前 X400 Y400新值新值 X408 Y396 NOYES校正步驟 按按“OK”存儲(chǔ)存儲(chǔ)XY值并值并將水平讀盤置零，屏將水平讀盤置零，屏幕顯示幕顯示“盤右讀數(shù)盤右讀數(shù)” 根據(jù)顯示的平盤讀數(shù)根據(jù)顯示的平盤讀數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部180顯示穩(wěn)定后，按顯示穩(wěn)定后，按“YES”，存儲(chǔ)存儲(chǔ)X1,Y1偏差值偏差值X -00123”Y 00004”HAR 1

9、841450” 盤左讀數(shù)：盤左讀數(shù)：OK屏幕顯示屏幕顯示X和和Y方向方向上的原改正數(shù)和新上的原改正數(shù)和新改正數(shù)改正數(shù) 若若XY均在均在400 20范圍內(nèi)，按范圍內(nèi)，按“NO”對(duì)對(duì)原改正值進(jìn)行更新后返回原改正值進(jìn)行更新后返回“儀器常數(shù)儀器常數(shù)”菜單菜單 繼續(xù)進(jìn)行檢驗(yàn)，繼續(xù)進(jìn)行檢驗(yàn)，直至直至XY均不超過均不超過 20”偏差值偏差值X -00013”Y 00004”HAR 1820210” 盤左讀數(shù)：盤左讀數(shù)：OK 按按“ESC”鍵退鍵退回回“儀器常數(shù)儀器常數(shù)”屏幕屏幕三、觀測(cè)誤差的消減三、觀測(cè)誤差的消減 對(duì)中誤差對(duì)中誤差 對(duì)中偏差小于對(duì)中偏差小于1mm 對(duì)點(diǎn)誤差對(duì)點(diǎn)誤差 對(duì)點(diǎn)偏差小于對(duì)點(diǎn)偏差小于1

10、mm注意垂準(zhǔn)桿立直注意垂準(zhǔn)桿立直 照準(zhǔn)誤差照準(zhǔn)誤差精確照準(zhǔn)棱鏡中心精確照準(zhǔn)棱鏡中心四、環(huán)境影響的誤差消減四、環(huán)境影響的誤差消減 大氣情況的影響大氣情況的影響 注意防止旁折光注意防止旁折光 溫度變化的影響溫度變化的影響使用遮陽傘，防止儀器不均勻變形使用遮陽傘，防止儀器不均勻變形32 測(cè)距誤差及其消減方法測(cè)距誤差及其消減方法一、全站儀距離觀測(cè)的誤差來源：一、全站儀距離觀測(cè)的誤差來源：儀器誤差儀器誤差加常數(shù)誤差加常數(shù)誤差 、乘常數(shù)誤差、周期誤差、乘常數(shù)誤差、周期誤差觀測(cè)誤差觀測(cè)誤差對(duì)中誤差、對(duì)點(diǎn)誤差對(duì)中誤差、對(duì)點(diǎn)誤差 外界條件的影響外界條件的影響大氣折光、空氣透光率、背景反射、電磁大氣折光、空氣透光

11、率、背景反射、電磁場(chǎng)干擾場(chǎng)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(jī)械中心不重合而形成的； 而乘常數(shù)主要是由于測(cè)距頻率偏移其標(biāo)準(zhǔn)值而產(chǎn)生的。一、加常數(shù)誤差一、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)誤差產(chǎn)生原因加常數(shù)的檢測(cè) 在平坦場(chǎng)地上選在平坦場(chǎng)地上選擇相距擇相距100米左右米左右的的A、B兩點(diǎn)兩點(diǎn)AB 在在A、B上上分別安分別安置全站儀和棱鏡置全站儀和棱鏡 測(cè)定測(cè)定A、B兩點(diǎn)間的距離兩點(diǎn)間的距離10次，并計(jì)算平均次，并計(jì)算平均值值A(chǔ)B 該項(xiàng)

12、檢測(cè)應(yīng)在固定基線上進(jìn)行，沒有條該項(xiàng)檢測(cè)應(yīng)在固定基線上進(jìn)行，沒有條件時(shí)可以按以下步驟檢測(cè)：件時(shí)可以按以下步驟檢測(cè)： 計(jì)算距離加常數(shù)：計(jì)算距離加常數(shù)： K=AB-(CA+CB)ABC 精確測(cè)定精確測(cè)定CA、CB距離各距離各10次次 儀器安置在儀器安置在A、B中間的中間的C點(diǎn)點(diǎn) 重復(fù)以上步驟，測(cè)定重復(fù)以上步驟，測(cè)定23次加常數(shù)，如果次加常數(shù)，如果均在標(biāo)稱精度內(nèi)，無需校正；反之送修。均在標(biāo)稱精度內(nèi)，無需校正；反之送修。二、乘常數(shù)誤差二、乘常數(shù)誤差 產(chǎn)生原因：石英晶體振蕩器頻率漂移產(chǎn)生原因：石英晶體振蕩器頻率漂移 檢測(cè)方法：專業(yè)檢定機(jī)構(gòu)檢測(cè)檢測(cè)方法：專業(yè)檢定機(jī)構(gòu)檢測(cè) 頻率偏差過大時(shí)，對(duì)所測(cè)距離進(jìn)行改正：

13、頻率偏差過大時(shí)，對(duì)所測(cè)距離進(jìn)行改正：001fffDdff1檢測(cè)確定的實(shí)際頻率檢測(cè)確定的實(shí)際頻率f0儀器的標(biāo)稱頻率儀器的標(biāo)稱頻率三、氣象參數(shù)三、氣象參數(shù) 儀器的測(cè)尺長(zhǎng)度是在一定的標(biāo)準(zhǔn)氣象條件儀器的測(cè)尺長(zhǎng)度是在一定的標(biāo)準(zhǔn)氣象條件下確定的下確定的 精密測(cè)距時(shí)，要根據(jù)野外實(shí)際的氣象條件精密測(cè)距時(shí)，要根據(jù)野外實(shí)際的氣象條件進(jìn)行氣象改正進(jìn)行氣象改正 氣象改正數(shù)與氣溫、氣壓有關(guān)氣象改正數(shù)與氣溫、氣壓有關(guān) 全站儀可以根據(jù)輸入的氣溫、氣壓，對(duì)測(cè)全站儀可以根據(jù)輸入的氣溫、氣壓，對(duì)測(cè)距結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)改正距結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)改正SOKKIA SET610氣象參數(shù)設(shè)置 測(cè)量模式第測(cè)量模式第2頁菜單中，選擇頁菜單中，選擇“改正改

14、正”，進(jìn)入進(jìn)入EDM（電子測(cè)距）菜單。電子測(cè)距）菜單。EDM溫度：溫度： 氣壓：氣壓： 1013 hPappm： 00ppm編輯編輯15 對(duì)對(duì)“溫度溫度”、“氣壓氣壓”進(jìn)行編輯進(jìn)行編輯，然后按，然后按“OK”鍵鍵，儀器自動(dòng)計(jì)算氣，儀器自動(dòng)計(jì)算氣象改正數(shù)，并存儲(chǔ)象改正數(shù)，并存儲(chǔ)起來。起來。如果不顧及氣象如果不顧及氣象改正，只需要選改正，只需要選擇擇“0ppm”，儀儀器恢復(fù)為標(biāo)準(zhǔn)氣器恢復(fù)為標(biāo)準(zhǔn)氣象條件（象條件（15 ，1013hPa）。）。EDM溫度：溫度： 氣壓：氣壓： 1013 hPappm： 00ppm編輯編輯15二、二、 全站儀誤差自動(dòng)修正技術(shù)全站儀誤差自動(dòng)修正技術(shù) 軸系改正：（1）視準(zhǔn)軸

15、誤差（C）的改正（2） 垂直度盤指標(biāo)差（I）的改正 （3） 水平軸傾斜誤差（i）的改正 2.12.1 測(cè)距誤差修正測(cè)距誤差修正fncD41、氣象改正（、氣象改正（n0 n）:)(0nnDDn2、頻率改正（、頻率改正（ f0 f ）:fffDDf 0相位法測(cè)距基本公式：相位法測(cè)距基本公式：3、常數(shù)改正、常數(shù)改正:DRCDC332210)(tKtKtKFF動(dòng)態(tài)4、斜平改正：、斜平改正：sin)2(cosDaDDH垂直角斜距改平原理垂直角斜距改平原理DDHABCCRO2D D斜距觀測(cè)值；斜距觀測(cè)值； 垂直角觀測(cè)值；垂直角觀測(cè)值； 地球彎曲改正項(xiàng)，地球彎曲改正項(xiàng)， ； 大氣垂直折光改正項(xiàng)，大氣垂直折光

16、改正項(xiàng)， ；k k大氣垂直折光系數(shù)，大氣垂直折光系數(shù)，k=0.12k=0.12或或0.2 0.2 ；R R地球曲率半徑，地球曲率半徑，R R 636371km71km。)2/(cosRD)2/(cosRDK2.12.1 測(cè)距誤差修正測(cè)距誤差修正1、雙軸自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)：、雙軸自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)： 垂直軸傾斜及分量水平軸視準(zhǔn)軸垂直軸鉛垂線vLvTvXYXY2.22.2 測(cè)角誤差修正測(cè)角誤差修正2、水平方向觀測(cè)中的軸系誤差修正水平方向觀測(cè)中的軸系誤差修正 )90tan(cos)90tan()90cos(0VvViVCHzHz2.22.2 測(cè)角誤差修正測(cè)角誤差修正3、垂直角觀測(cè)中的軸系誤差修正垂直角觀測(cè)中的軸

17、系誤差修正 補(bǔ)償器零位 O1O2 垂直度盤參考零位鉛垂線垂直軸vLViLLI望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸垂直角測(cè)量示意圖垂直角測(cè)量示意圖補(bǔ)償器補(bǔ)償器全站儀垂直角顯示（全站儀垂直角顯示（V0）參參考基準(zhǔn)考基準(zhǔn)開（開（ONON）V I + vL鉛垂線鉛垂線關(guān)（關(guān)（OFFOFF）V - I垂直軸垂直軸2.22.2 測(cè)角誤差修正測(cè)角誤差修正4、補(bǔ)償及改正開補(bǔ)償及改正開/ /關(guān)（關(guān)（ON/OFFON/OFF）的不同選擇對(duì)全站儀測(cè)角的影響的不同選擇對(duì)全站儀測(cè)角的影響 開關(guān)開關(guān)組合組合方式方式補(bǔ)償器補(bǔ)償器改正數(shù)改正數(shù)水平角（水平角（Hz0）垂直角（垂直角（V0）參考基參考基準(zhǔn)準(zhǔn)ONOFFONOFF1 1 Hz-C/cos -i tg -v cos tg V-I+ vL鉛垂線鉛垂線2 2 HzV-I+