第6讲 全站仪测量误差分析.ppt

* 第6讲 全站仪测量误差分析 教学目标 1.掌握全站仪角度测量的方法 2.掌握全站仪测量过程中误差产生的原因 知识目标： 1.能够正确使用全站仪进行角度测量 2.能够根据全站仪测量误差产生的原因，采取有效措施避免或减弱误差对测量成果所产生的影响 技能目标： 一.水平角观测方法 ① 全圆方向观测法 　　一个测回中将测站上所有要观测的方向逐一照准进行观测，在水平度盘上读数，得出各个方向观测值。由两个方向观测值可以计算得到相应的水平角值。 　　如图所示：设在测站上有A、B、C，……，N个方向观测值，首先选定边长适中，通视良好、成像清晰稳定的方向(如A方向)作为观测的起始方向（又称零方向）。上半测回盘左照准零方向，然后顺时针方向转动照准部依次照准B、C，……，N，再闭合到方向A，并分别在水平度盘上读数。下半测回盘右照准A方向，然后逆时针转动照准部，依次照准N……，C 、 B ，最后照回A，并分别读数。 一.水平角观测方法 每次只观测两个方向间的夹角，可以克服各个目标成像不能同时清晰稳定的困难，大大缩短了一测回的观测时间，易于得到较高的观测精度。 测站上应观测的所有方向 每次取两个组合成的全部 单角称为全组合角。 ② 全组合测角法 全组合角度个数 全圆方向法测角：优点是观测程序简单，作业量小。缺点是若测站方向数多时很难有所有方向的目标都清晰，一测回时间较长而受外界条件影响较大，难以取得高精度的观测结果； 全组合测角法：优点是每角测回可灵活选择清晰目标观测单角，观测时间短，成果受外界影响小；缺点是观测程序比较复杂，其组合单角的数量随测站方向的增加而急增，作业量大； 全圆方向法是适应于较低精度的角度观测方法，全组合测角法适用高精度角度观测。 ③ 水平角观测方法比较 二、仪器视准轴误差和水平轴倾斜误差 仪器的视准轴不与水平轴正交所产生的误差称为视准轴误差。 产生视准轴误差的主要原因有： 望远镜的十字丝分划板安置不正确； 望远镜调焦镜运行时晃动； 气温变化引起仪器部件的胀缩，特别是仪器受热不均匀使视准轴位置变化。 ㈠ 视准轴误差 如图所示，视准轴偏离了与水平轴HH′正交的方向而产生视准轴误差c，规定视准轴偏向垂直度盘一侧时，c为正值；反之，c为负值。测量学中已经证得，视准轴误差c对水平方向观测值的影响 为 式中a为观测时照准目标的垂直角。由式可知， 的大小除与c值有关外，还随照准目标的垂直角a的增大而增大，当a =0，则 =0。 盘左时视准轴偏向垂直度盘一侧，正确的水平度盘读数 较有视准轴误差影响 时的实际读数L为小，故 以盘右观测时，视准轴则偏向盘左时的另一侧，这时正确的水平度盘读数 显然大于有视准轴误差影响 的实际读数R，故 取盘左、盘右读数的中数，得 当c值在盘左、盘右观测时间段内不变时，视准轴误差c对盘左、盘右水平方向观测值的影响大小相等，正负号相反，因此，取盘左、盘右实际读数的中数，就可以消除视准轴误差的影响。 由于望远镜的调焦镜运行不正确，也就是运行中有晃动可以引起视准轴位置的变化，所以规定在一测回内不得重新调焦。 当用方向法进行水平方向观测时，除计算盘左、盘右读数的中数以取得一测回的方向观测值外，还必须计算盘左、盘右读数的差数。如不顾及盘左、盘右读数的常数差180°,则可得 由式可知，当观测目标的垂直角a较小时 ， ，故式可写成 国家测量规范规定:一测回中各方向2c互差对于J1型仪器不得超过9；对于J2型仪器不得超过13。 仪器的水平轴不与垂直轴正交，所产生的误差称为水平轴倾斜误差。仪器左、右两端的支架不等高、水平轴两端轴径不相等都会产生水平轴倾斜误差。 ㈡ 水平轴倾斜误差 垂直轴垂直，水平轴不与其正交而倾斜了一个i角，这个角就是水平轴倾斜误差，规定水平轴在垂直度盘一端下倾，i角为正值，反之i角为负值。在右图中，倾斜了i角的水平轴 不垂直于垂直轴。水平轴倾斜了i角，对水平方向观测值的影响 为 式中：a为观测时照准目标的垂直角，由（20）式可知，与i角值有关，随a角增大而增大，当a＝0时，则 =0。 不难想象，在盘左时，由于水平轴倾斜，正确的水平度盘读数 较有误差影响 时的实测读数L为小，故 盘右观测时，正确的水平度盘读数 显然大于有