測(cè)角誤差及減弱措施

基礎(chǔ)測(cè)量測(cè)繪工程系活動(dòng)1全站儀正確測(cè)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(zhǔn)軸：過管水準(zhǔn)器零點(diǎn)（水準(zhǔn)管圓弧頂點(diǎn)）與圓弧相切的切線，稱為管水準(zhǔn)軸；②圓水準(zhǔn)軸：連接圓水準(zhǔn)器零點(diǎn)（玻璃蓋中央小圓圈的中心）與球面球心的直線，稱為圓水準(zhǔn)軸；③照準(zhǔn)軸：望遠(yuǎn)鏡物鏡光心與十字絲網(wǎng)中心的連線，稱為照準(zhǔn)軸（或視準(zhǔn)軸）；④水平軸：望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)的中心軸，稱為水平軸（或橫軸）；⑤垂直軸：照準(zhǔn)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(cè)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(zhǔn)部管水準(zhǔn)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(zhǔn)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(biāo)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(zhǔn)軸應(yīng)垂直于垂直軸若此條件不滿足，則管水準(zhǔn)器無法嚴(yán)格整平。1.檢驗(yàn)方法①將管水準(zhǔn)器置于與兩個(gè)腳螺旋A、B邊線平行的方向上（如圖3-16），旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)腳螺旋使管水準(zhǔn)器氣泡居中。②將儀器旋轉(zhuǎn)180°，觀察管水準(zhǔn)器氣泡的移動(dòng)；若管水準(zhǔn)器氣泡居中，說明滿足檢驗(yàn)條件，否則，應(yīng)進(jìn)行校正。圖3-16管水準(zhǔn)器檢驗(yàn)2.校正方法①調(diào)整管水準(zhǔn)器一端的校正螺絲，利用改針將管水準(zhǔn)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(zhǔn)器應(yīng)垂直于垂直軸若此條件不滿足，則管水準(zhǔn)器氣泡居中時(shí)圓水準(zhǔn)器氣泡不居中。1.檢驗(yàn)方法先將管水準(zhǔn)器整平，觀察圓水準(zhǔn)器，若圓水準(zhǔn)器氣泡居中，則不需要校正，否則，進(jìn)行校正。2.校正方法利用改針，調(diào)整圓水準(zhǔn)器盒底部的三個(gè)校正螺絲（如圖3-17），使圓水準(zhǔn)氣泡居中。校正螺絲B底面圖3-17圓水準(zhǔn)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(yán)格照準(zhǔn)目標(biāo)。1.檢驗(yàn)方法①將儀器安置在三腳架上，嚴(yán)格整平。②用十字絲中心瞄準(zhǔn)50米外的一點(diǎn)A；A點(diǎn)要求清晰可見。③通過望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，讓望遠(yuǎn)鏡上下輕微移動(dòng)；移動(dòng)過程中，觀察A點(diǎn)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(shí)針旋轉(zhuǎn)十字絲護(hù)罩，取下護(hù)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(diǎn)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(yàn)一次，直到滿足條件，才算校正完畢。五、照準(zhǔn)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(cè)計(jì)算消除，但2c

誤差過大，對(duì)半測(cè)回的觀測(cè)影響較大。1.檢驗(yàn)方法①將儀器安置在三腳架上，嚴(yán)格整平；②選擇一目標(biāo)A，盤左照準(zhǔn)，并讀數(shù)；③盤右照準(zhǔn)目標(biāo)，并讀數(shù)；④按下式計(jì)算2c

(3-11)對(duì)于6″級(jí)儀器，

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

（3-12）②旋轉(zhuǎn)水平微動(dòng)螺旋，使全站儀水平度盤讀數(shù)為R值；③打開十字絲護(hù)罩，旋轉(zhuǎn)十字絲校正螺絲（見圖3-20），使十字絲中心照準(zhǔn)目標(biāo)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(yàn)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(biāo)明目標(biāo)點(diǎn)P(稱為高點(diǎn))。在P點(diǎn)的正下方與儀器同高處貼一白紙片。②盤左照準(zhǔn)高點(diǎn)P，松開垂直制動(dòng)螺旋，下俯望遠(yuǎn)鏡到水平位置并制動(dòng)，指揮另一人在十字絲中心照準(zhǔn)的P點(diǎn)下方的白紙片上點(diǎn)一點(diǎn)A（稱為平點(diǎn)）。③松開兩個(gè)制動(dòng)螺旋，縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，用盤右位置照準(zhǔn)高點(diǎn)P，然后松開垂直制動(dòng)螺旋，下俯望遠(yuǎn)鏡到水平位置并制動(dòng)，又在十字絲中心照準(zhǔn)的P點(diǎn)下方的白紙片上點(diǎn)一點(diǎn)為B。如果在水平位置的A，B兩點(diǎn)重合，表示水平軸垂直于垂直軸，否則應(yīng)進(jìn)行校正。2.校正方法水平軸的校正一般由儀修人員進(jìn)行，外業(yè)人員只作檢驗(yàn)，若不合格就送儀修人員修理。七、垂直度盤指標(biāo)差應(yīng)接近于零1.檢驗(yàn)方法①整平儀器，用盤左照準(zhǔn)遠(yuǎn)方一明顯目標(biāo)P（用水平中絲切準(zhǔn)），讀取垂直度盤讀數(shù)為L(zhǎng)。②松開兩制動(dòng)螺旋，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡于盤右位置，用水平中絲切準(zhǔn)目標(biāo)P的原部位，讀取垂直度盤讀數(shù)R。③按下式計(jì)算指標(biāo)差：

（3-13）≤

即為合格，否則應(yīng)進(jìn)行校正。2.校正方法TOPCON全站儀中垂直角指標(biāo)差的校正步驟如表3-32所示。表3-32垂直角指標(biāo)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(jī)F1+POWER校正模式1/2F1：豎角零基準(zhǔn)F2：儀器常數(shù)F3：指標(biāo)差/軸系差P↓選擇F1“豎角零基準(zhǔn)“F1豎角零基準(zhǔn)<第一步>正鏡V:90°00′00″回車選擇一目標(biāo)A，照準(zhǔn)后按F4“回車”F4豎角零基準(zhǔn)<第二步>正鏡V:270°00′00″回車

換為盤右，照準(zhǔn)目標(biāo)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(zhǔn)F2：儀器常數(shù)F3：指標(biāo)差/軸系差P↓豎角零基準(zhǔn)<第一步>正鏡V:90°00′00″

回車豎角零基準(zhǔn)<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(yàn)方法，重新進(jìn)行檢驗(yàn)。若不滿足條件，則應(yīng)重新校正。八、光學(xué)對(duì)中器的校正1.檢驗(yàn)方法①將光學(xué)對(duì)中器中心對(duì)準(zhǔn)某一清晰地面點(diǎn)。②將儀器旋轉(zhuǎn)180°，觀察光學(xué)對(duì)中器的中心標(biāo)志，若與地面點(diǎn)重合，則不需校正，否則，需校正。2.校正方法①打開光學(xué)對(duì)中器目鏡端的護(hù)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(biāo)志移向地面點(diǎn)，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(diǎn)與中心標(biāo)志重合。③再一次將儀器旋轉(zhuǎn)180°，檢查光學(xué)對(duì)中器的中心標(biāo)志與地面點(diǎn)是否重合，若不重合，則重復(fù)上述步驟。圖3-21光學(xué)對(duì)中器校正任務(wù)六：全站儀角度測(cè)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(duì)中誤差和目標(biāo)偏心誤差3.照準(zhǔn)誤差4.外界條件的影響活動(dòng)1角度測(cè)量誤差分類根據(jù)角度誤差來源任務(wù)六：全站儀角度測(cè)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(zhǔn)軸誤差水平軸傾斜誤差垂直軸誤差制造加工不完備照準(zhǔn)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(cè)量誤差2.儀器的對(duì)中誤差和目標(biāo)偏心誤差儀器對(duì)中誤差1目標(biāo)偏心誤差23.照準(zhǔn)誤差照準(zhǔn)誤差是衡量用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)的精度。在角度觀測(cè)中，影響照準(zhǔn)精度的因素有

望遠(yuǎn)鏡放大倍率、

物鏡孔徑等儀器參數(shù)、

人眼的判斷能力、

照準(zhǔn)目標(biāo)的形狀、大小、顏色、

襯托背景、

目標(biāo)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(duì)角度觀測(cè)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(zhǔn)精度；

空氣氣溫變化，特別是太陽(yáng)直接曝曬?；顒?dòng)2活動(dòng)2消除或削弱角度測(cè)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(zhǔn)軸誤差、水平軸傾斜誤差都可以通過盤左、盤右觀測(cè)，取一測(cè)回方向中數(shù)的方法，消除其對(duì)水平角觀測(cè)方向值的影響。垂直軸傾斜誤差只能每測(cè)回觀測(cè)前仔細(xì)整平儀器來削弱其影響。全站儀主要有三個(gè)軸：視準(zhǔn)軸、水平軸和垂直軸。三軸之間在測(cè)角時(shí)應(yīng)滿足一定的幾何關(guān)系。當(dāng)這些關(guān)系不能滿足時(shí)，就分別引起視準(zhǔn)軸誤差、水平軸傾斜誤差和垂直軸傾斜誤差。二、儀器的對(duì)中誤差和目標(biāo)偏心誤差㈠儀器對(duì)中誤差觀測(cè)接近180°的水平角或邊長(zhǎng)過短時(shí)，應(yīng)特別注意儀器對(duì)中。三、照準(zhǔn)誤差

經(jīng)驗(yàn)證明：目標(biāo)亮度適宜，清晰度好，花桿粗細(xì)適中，雙絲照準(zhǔn)時(shí)，照準(zhǔn)精度會(huì)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(shí)間有關(guān)。因此，在角度觀測(cè)時(shí)應(yīng)選擇有利的觀測(cè)時(shí)間，操作要穩(wěn)定，盡量縮短一測(cè)回的觀測(cè)時(shí)間，儀器不讓太陽(yáng)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(biāo)偏心誤差目標(biāo)偏心越大，距離越短，偏心方向與測(cè)站方向的夾角成90°時(shí)，對(duì)觀測(cè)方向值的影響越大；因此，觀測(cè)邊越短，越要注意將照準(zhǔn)目標(biāo)立在目標(biāo)點(diǎn)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(zhǔn)部偏心度盤刻劃誤差、水平度盤與垂直軸不正交。1.照準(zhǔn)部偏心差和水平度盤偏心差：

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