全站儀的測角系統(tǒng)與傳統(tǒng)光學經(jīng)緯儀測角系統(tǒng)相比較，主要有兩個方面的不同：1、傳統(tǒng)的光學度盤被絕對編碼度盤或光電增量編碼器代替，用電子細分系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的光學測微器；2、由傳統(tǒng)的觀測者判讀觀測值及手工記錄變?yōu)橛^察者直接讀數(shù)并自動記錄。

1、儀器誤差

儀器誤差概括起來可分為兩個方面：一方面是主要軸線的幾何關(guān)系不正確所產(chǎn)生的幾何結(jié)構(gòu)誤差，如視準軸誤差、水平軸傾斜誤差、垂直軸傾斜誤差；另外一方面是儀器制造、校準、磨損等原因所生產(chǎn)的機械結(jié)構(gòu)誤差，如照準部旋轉(zhuǎn)誤差。

1.1視準軸誤差1.1.1視準軸誤差及其產(chǎn)生原因

望遠鏡物鏡光心與十字絲中心的連線稱為視標準軸。假設儀器已整置水平，且水平軸與垂直軸正交，僅由于視準軸與水平軸不正交，即實際的視準軸與正確的視準軸存在夾角，稱之為視準軸誤差。視準軸誤差產(chǎn)生的原因是由于安裝和調(diào)整不正確，使望遠鏡十字絲中心偏離了正確的位置，造成視準軸與水平軸的位置發(fā)生變化，產(chǎn)生視準軸誤差。

1.1.2視準軸誤差對觀測方向值影響的消除方法

1.盤左觀測時，實際視準軸位于正確視準軸的左側(cè)(或右側(cè))，使正確的方向值比含有視準軸誤差的實際方向值小(或大)；縱觀望遠鏡，以盤右位置觀測同一目標時，實際視準軸在正確視準軸的右側(cè)(或左側(cè))，顯然此時對方向值得影響恰好和盤左時的數(shù)值相同，符號相反。故取盤左與盤右的平均值，可以消除視軸誤差對觀測方向值得影響。因此，取盤左與盤右讀數(shù)中數(shù)可以消除視準軸誤差的影響。2.觀測一個角度是，如果兩個方向的垂直角相等，則視準軸誤差的影響可以在半測回角值中得到消除。

1.2水平軸傾斜誤差1.2.1水平軸傾斜誤差及產(chǎn)生的原因

當視準軸與水平軸正交，且垂直與測站鉛垂線一致時，僅由于水平軸與垂直軸不正交使水平軸傾斜一個小角，稱為水平軸傾斜誤差。引起水平軸傾斜誤差的主要原因是：儀器安裝、調(diào)整不完善，致使儀器水平軸兩支架不等高;或者水平軸兩端的直徑不相等。

1.2.2水平軸傾斜誤差對觀測方向值影響的消除方法

水平軸傾斜誤差對觀測方向值影響的大小不僅與水平軸傾斜的大小成正比，而且與觀測目標的垂直角有關(guān)，垂直角越大，影響亦越大。

1.上述為盤左時的情況，由于水平軸傾斜，使視準軸偏向垂直度盤一測，正確的方向值較有誤差的方向值小；縱轉(zhuǎn)望遠鏡，在盤右置觀測時，水平軸傾斜方向相反，正確讀數(shù)較有誤差的讀數(shù)較有誤差的讀數(shù)大，故取盤左、盤右讀數(shù)的平均值，可以消除水平軸誤差對觀測方向的影響。2.觀測角度時，如果兩方向的垂直角差異不大時，水平軸傾斜誤差在半側(cè)回角值中可以得到減弱或消除。

1.3垂直軸傾斜誤差1.3.1垂直軸傾斜誤差及產(chǎn)生原因

當全站儀三軸間的關(guān)系均正確時，由于儀器未嚴格整置水平，而使儀器垂直軸偏離測站鉛垂線一個微小的角度，稱之為垂直誤差。其產(chǎn)生原因是儀器整置不正確或軸套結(jié)構(gòu)不良。

1.3.2減弱垂直軸傾斜誤差對觀測方向值影響的措施

1.觀測前要精密整平儀器，觀測過程中要經(jīng)常注意照準部水準器是否居中，其氣泡偏離中央不得超出一格。否則，應停止觀測，重新整置儀器。2.在一站的觀測過程中，適當增加重新整平儀器的次數(shù)，以便改變垂直傾斜方向，使其對觀測結(jié)果的影響具有偶然性。

2、外界條件對觀測精度的影響

外界條件主要是指觀測時大氣的溫度、密度、太陽照射方位及地形、地物等因素。這些因素對水平角觀測精度的影響，主要表現(xiàn)在觀測目標成像的質(zhì)量、觀測曲線的彎曲等方面。

2.1目標成像質(zhì)量

目標影像是目標的光線在大氣中傳播一定距離后進入望遠鏡而形成的。當視線通過時，使其方向、路徑不斷變化，從而引起目標影像上下跳動。同時，由于地面的起伏及土質(zhì)、植被的不同，各處的受熱程度也不同。因此，空氣不僅有上下對流，還會產(chǎn)生水平方向的對流。當視線通過時，目標影像就左右擺動。為了保證目標成像的質(zhì)量，應采取如下措施：1.保證足夠的視線高度。在選點時，一定要按要求，確保視線有一定高度。2.選擇有利的觀察時間。只要在有利的觀察時間內(nèi)觀察水平角，這時目標成像清晰，并且無左右擺動。

2.2水平折光

光線通過密度不均勻的空氣介質(zhì)時，經(jīng)連續(xù)折射形成一條曲線，并向密度大的一側(cè)彎曲。來自目標的光線進入望遠鏡時，望遠鏡所照準的方向是曲線的切線。這個方向顯然與正確方向不一致，有一個微小的夾角，稱為微分折光；微分折光在水平上的投影分量稱為水平折光；在鉛垂面上的投影分量稱為垂直折光。

水平折光的影響是極為復雜的，為了在一定程度上消減其對精密測角的影響，一定要注意以下幾點：1.選點是要注意使視線保持足夠的高度，同時偏離山坡、樹林或建筑物；2.觀測時要使櫓柱、橫梁等離開視線一定距離；3.在水平折光差影響較大的自然地理條件下，應適當縮短邊長；4.不要在容易形成空氣密度分布不均勻的時間里觀測。

2.3照準目標的相位差

在水平角觀測中，照準目標是覘標的圓筒。理想的情況是應照準圓筒的中心軸線。但由于日光的照射，圓筒上會出現(xiàn)明亮和陰暗兩部分。如果背景是陰暗地物，就易偏向明亮一側(cè)；如果背景是明亮的天空，就易偏向暗的一側(cè)。減弱相位差影響的措施是：1.一個測站上最好上午和下午各觀測半數(shù)測回；2.要求觀測者仔細辨別圓筒實際輪廓進行照準；3.根據(jù)背景情況將圓筒涂成黑色或白色；4.可根據(jù)觀測距離離正確選取照準圓筒的直徑。

3、儀器操作誤差對測角精度的影響3.1照準部旋轉(zhuǎn)時儀器底座位移而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差

前面已經(jīng)指出，儀器的光電掃描度盤是與底座固定在一起的。如果在轉(zhuǎn)動照準部時底座有帶動現(xiàn)象，將使光電掃描度盤與照準部一起轉(zhuǎn)動，從而給水平方向觀測帶來系統(tǒng)誤差。照準部轉(zhuǎn)動時，儀器底部產(chǎn)生位移的原因由于腳螺旋與螺孔之間常有空隙存在。當照準部轉(zhuǎn)動時，垂直軸與軸套間的摩擦力可能是腳螺旋在螺孔內(nèi)移動，因而使底座連同光電掃描度盤產(chǎn)生微小的方位變動。

3.2照準部轉(zhuǎn)動時的彈性帶動誤差

當照準部轉(zhuǎn)動時，由于照準部軸心與基座軸套之間有摩擦力的作用，致使基座部分產(chǎn)生彈性扭曲，與基座相連的水平度盤也被帶動而發(fā)生微小的方位變動。這種帶動主要發(fā)生在照準部開始轉(zhuǎn)動的瞬間，當照準目標停止轉(zhuǎn)動后，基座失去了扭轉(zhuǎn)得外力，由于彈性后效的作用而逐漸反向扭轉(zhuǎn)，恢復原來的平衡狀態(tài)。照準其他方向時，基座彈性扭轉(zhuǎn)的情況相同。

3.3照準部水平微動螺旋的隙動誤差

旋進照準部水平微動螺旋時，靠螺桿的壓力推動照準部；旋出時，靠彈簧的彈力推動照準部。若因油污阻礙或彈簧老化等原因使彈力減弱，則微動螺旋旋出后，照準部不能及時轉(zhuǎn)動，微動螺桿端就出現(xiàn)微小空隙，在觀測者讀數(shù)過程中，彈簧才逐漸伸張消除消除空隙而頂住微動架，致使視準軸偏離原來照準目標，從而給讀數(shù)帶來誤差。

減弱隙動差影響方法是，照準每個目標時，微動螺旋必須向旋進方向轉(zhuǎn)動，亦即向壓緊彈簧的方向轉(zhuǎn)動，同時要盡量使用微動螺旋的中間部分。

4、觀測誤差

在影響測角精度的因素中，還包括觀測本事的誤差，即瞄準誤差。由于人的視覺功能限制，在瞄準的過程中，對儀器中的影像符合程度判斷不夠準確，從而引起誤差。影響照準精度的主要因素是：人眼的分辨能力，望遠鏡的光學性能及結(jié)構(gòu)參數(shù)，目標的形狀、亮度以及背景情況、外界條件等。

5、結(jié)語

以上是本人對全站儀觀測水平角，誤差產(chǎn)生的原因分析和認識，以及對測角的影響及其削弱影響的措施。

2018-11-30 10:12:22 2250次 http://www.yiqi.com/daogou/detail_1720.html 熱門標簽：