測角誤差及減弱措施

基礎(chǔ)測量測繪工程系活動1全站儀正確測角應(yīng)滿足的軸系條件1.全站儀的主要軸線

全站儀有五條主要軸線①管水準軸：過管水準器零點（水準管圓弧頂點）與圓弧相切的切線，稱為管水準軸；②圓水準軸：連接圓水準器零點（玻璃蓋中央小圓圈的中心）與球面球心的直線，稱為圓水準軸；③照準軸：望遠鏡物鏡光心與十字絲網(wǎng)中心的連線，稱為照準軸（或視準軸）；④水平軸：望遠鏡旋轉(zhuǎn)的中心軸，稱為水平軸（或橫軸）；⑤垂直軸：照準部旋轉(zhuǎn)的中心軸，稱為垂直軸。2.全站儀應(yīng)滿足的幾何條件要保證觀測精度，主要軸線和平面之間，必須滿足一定的幾何條件。這些條件是：①照準部管水準軸應(yīng)垂直于垂直軸；②十字絲豎絲應(yīng)垂直于水平軸；③照準軸應(yīng)垂直于水平軸；④水平軸應(yīng)垂直于垂直軸；⑤垂直度盤指標差應(yīng)接近于0；⑥垂直軸應(yīng)與水平度盤盤面正交，且過度盤中心；⑦水平軸應(yīng)與垂直度盤盤面正交，且過度盤中心。二、管水準軸應(yīng)垂直于垂直軸若此條件不滿足，則管水準器無法嚴格整平。1.檢驗方法①將管水準器置于與兩個腳螺旋A、B邊線平行的方向上（如圖3-16），旋轉(zhuǎn)這兩個腳螺旋使管水準器氣泡居中。②將儀器旋轉(zhuǎn)180°，觀察管水準器氣泡的移動；若管水準器氣泡居中，說明滿足檢驗條件，否則，應(yīng)進行校正。圖3-16管水準器檢驗2.校正方法①調(diào)整管水準器一端的校正螺絲，利用改針將管水準器氣泡向中間移回偏移量的一半。②利用腳螺旋調(diào)整剩下的一半。③將儀器再一次旋轉(zhuǎn)180°，檢查氣泡的偏移情況，若氣泡還有偏移，則重復(fù)上述校正過程三、圓水準器應(yīng)垂直于垂直軸若此條件不滿足，則管水準器氣泡居中時圓水準器氣泡不居中。1.檢驗方法先將管水準器整平，觀察圓水準器，若圓水準器氣泡居中，則不需要校正，否則，進行校正。2.校正方法利用改針，調(diào)整圓水準器盒底部的三個校正螺絲（如圖3-17），使圓水準氣泡居中。校正螺絲B底面圖3-17圓水準器校正螺絲位置四、十字絲豎絲應(yīng)垂直于水平軸若此條件不滿足，則十字絲傾斜，無法嚴格照準目標。1.檢驗方法①將儀器安置在三腳架上，嚴格整平。②用十字絲中心瞄準50米外的一點A；A點要求清晰可見。③通過望遠鏡微動螺旋，讓望遠鏡上下輕微移動；移動過程中，觀察A點是否偏離十字絲的豎絲，若是，則要校正，否則不用校正。見圖3-18。圖3-18十字絲檢查2.校正方法①逆時針旋轉(zhuǎn)十字絲護罩，取下護罩，可見四顆目鏡固定螺絲（見圖3-19）②利用螺絲刀松開四顆固定螺絲（記住旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)），旋轉(zhuǎn)目鏡直至十字絲豎絲與A點重合，最后按剛才旋轉(zhuǎn)的相同圈數(shù)將四顆固定螺絲旋緊。③再檢驗一次，直到滿足條件，才算校正完畢。五、照準軸應(yīng)垂直于水平軸若此條件不滿足，則引起2c誤差，它可以通過盤左盤右觀測計算消除，但2c

誤差過大，對半測回的觀測影響較大。1.檢驗方法①將儀器安置在三腳架上，嚴格整平；②選擇一目標A，盤左照準，并讀數(shù)；③盤右照準目標，并讀數(shù)；④按下式計算2c

(3-11)對于6″級儀器，

值如不超過1′，則認為條件滿足，否則應(yīng)校正。2.校正方法①根據(jù)c值計算盤右位置的正確讀數(shù)R：

（3-12）②旋轉(zhuǎn)水平微動螺旋，使全站儀水平度盤讀數(shù)為R值；③打開十字絲護罩，旋轉(zhuǎn)十字絲校正螺絲（見圖3-20），使十字絲中心照準目標A，校正結(jié)束后將校正螺絲擰緊六、水平軸應(yīng)垂直于垂直軸1.檢驗方法①在離墻約20m處安置儀器并整平，在墻的高處(垂直角約等于30°左右)貼上白紙片，并劃一“十”字標明目標點P(稱為高點)。在P點的正下方與儀器同高處貼一白紙片。②盤左照準高點P，松開垂直制動螺旋，下俯望遠鏡到水平位置并制動，指揮另一人在十字絲中心照準的P點下方的白紙片上點一點A（稱為平點）。③松開兩個制動螺旋，縱轉(zhuǎn)望遠鏡，用盤右位置照準高點P，然后松開垂直制動螺旋，下俯望遠鏡到水平位置并制動，又在十字絲中心照準的P點下方的白紙片上點一點為B。如果在水平位置的A，B兩點重合，表示水平軸垂直于垂直軸，否則應(yīng)進行校正。2.校正方法水平軸的校正一般由儀修人員進行，外業(yè)人員只作檢驗，若不合格就送儀修人員修理。七、垂直度盤指標差應(yīng)接近于零1.檢驗方法①整平儀器，用盤左照準遠方一明顯目標P（用水平中絲切準），讀取垂直度盤讀數(shù)為L。②松開兩制動螺旋，倒轉(zhuǎn)望遠鏡于盤右位置，用水平中絲切準目標P的原部位，讀取垂直度盤讀數(shù)R。③按下式計算指標差：

（3-13）≤

即為合格，否則應(yīng)進行校正。2.校正方法TOPCON全站儀中垂直角指標差的校正步驟如表3-32所示。表3-32垂直角指標差校正步驟操作過程操作按鍵屏幕顯示安置儀器并整平

按住F1鍵，開機F1+POWER校正模式1/2F1：豎角零基準F2：儀器常數(shù)F3：指標差/軸系差P↓選擇F1“豎角零基準“F1豎角零基準<第一步>正鏡V:90°00′00″回車選擇一目標A，照準后按F4“回車”F4豎角零基準<第二步>正鏡V:270°00′00″回車

換為盤右，照準目標A后按F4“回車”，屏幕顯示“設(shè)置”后退出，完成校正F4

<設(shè)置！>

校正模式1/2F1：豎角零基準F2：儀器常數(shù)F3：指標差/軸系差P↓豎角零基準<第一步>正鏡V:90°00′00″

回車豎角零基準<第二步>正鏡V:270°00′00″

回車

<設(shè)置！>

校正完成后，應(yīng)按前述檢驗方法，重新進行檢驗。若不滿足條件，則應(yīng)重新校正。八、光學(xué)對中器的校正1.檢驗方法①將光學(xué)對中器中心對準某一清晰地面點。②將儀器旋轉(zhuǎn)180°，觀察光學(xué)對中器的中心標志，若與地面點重合，則不需校正，否則，需校正。2.校正方法①打開光學(xué)對中器目鏡端的護罩，可見四顆校正螺絲(如圖3-21a)，利用改針旋轉(zhuǎn)校正螺絲，將中心標志移向地面點，注意校正量應(yīng)為偏離量的一半(如圖3-21b)。②利用腳螺旋使地面點與中心標志重合。③再一次將儀器旋轉(zhuǎn)180°，檢查光學(xué)對中器的中心標志與地面點是否重合，若不重合，則重復(fù)上述步驟。圖3-21光學(xué)對中器校正任務(wù)六：全站儀角度測量誤差1.儀器檢校不完善和制造加工不完備引起的誤差2.儀器的對中誤差和目標偏心誤差3.照準誤差4.外界條件的影響活動1角度測量誤差分類根據(jù)角度誤差來源任務(wù)六：全站儀角度測量誤差1.儀器檢校不完善和制造加工不完備引起的誤差分類儀器檢校不完善視準軸誤差水平軸傾斜誤差垂直軸誤差制造加工不完備照準部偏心差和水平度盤偏心差水平度盤刻劃誤差水平度盤與豎軸不正交誤差任務(wù)七：全站儀角度測量誤差2.儀器的對中誤差和目標偏心誤差儀器對中誤差1目標偏心誤差23.照準誤差照準誤差是衡量用望遠鏡照準目標的精度。在角度觀測中，影響照準精度的因素有

望遠鏡放大倍率、

物鏡孔徑等儀器參數(shù)、

人眼的判斷能力、

照準目標的形狀、大小、顏色、

襯托背景、

目標影像的亮度和清晰度

以及通視情況等。4.外界條件的影響外界條件的影響主要指各種外界條件的變化對角度觀測精度的影響。

大風(fēng)影響儀器穩(wěn)定；

大氣透明度差影響照準精度；

空氣氣溫變化，特別是太陽直接曝曬。活動2活動2消除或削弱角度測量誤差的方法和措施一、儀器檢校不完善和制造加工不完備引起的誤差：㈠儀器檢校不完善引起的誤差視準軸誤差、水平軸傾斜誤差都可以通過盤左、盤右觀測，取一測回方向中數(shù)的方法，消除其對水平角觀測方向值的影響。垂直軸傾斜誤差只能每測回觀測前仔細整平儀器來削弱其影響。全站儀主要有三個軸：視準軸、水平軸和垂直軸。三軸之間在測角時應(yīng)滿足一定的幾何關(guān)系。當這些關(guān)系不能滿足時，就分別引起視準軸誤差、水平軸傾斜誤差和垂直軸傾斜誤差。二、儀器的對中誤差和目標偏心誤差㈠儀器對中誤差觀測接近180°的水平角或邊長過短時，應(yīng)特別注意儀器對中。三、照準誤差

經(jīng)驗證明：目標亮度適宜，清晰度好，花桿粗細適中，雙絲照準時，照準精度會略高一些。四、外界條件的影響

影響是極其復(fù)雜的，要想完全避免是不可能的，但大多數(shù)是與時間有關(guān)。因此，在角度觀測時應(yīng)選擇有利的觀測時間，操作要穩(wěn)定，盡量縮短一測回的觀測時間，儀器不讓太陽直接曝曬，盡可能避開不利的條件等，以減少外界條件變化的影響。（二）目標偏心誤差目標偏心越大，距離越短，偏心方向與測站方向的夾角成90°時，對觀測方向值的影響越大；因此，觀測邊越短，越要注意將照準目標立在目標點位中心。㈡儀器制造加工不完備引起的誤差儀器制造加工不完備的誤差，如：水平度盤偏心、垂直度盤偏心、照準部偏心度盤刻劃誤差、水平度盤與垂直軸不正交。1.照準部偏心差和水平度盤偏心差：

此兩項可以通過盤左、盤右觀測，取一測回水平角觀測方向值中數(shù)的方法消除。2.水平度盤刻劃誤差