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《經(jīng)緯儀測量誤差分析》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、經(jīng)緯儀測量誤差分析水平角測量誤差1.儀器誤差儀器誤差的來源可分為兩方面。一是儀器制造加工不完善的誤差,如度盤刻劃的誤差及度盤偏心差等。前者可采用度盤不同位置進(jìn)行觀測(按180°/n計算各測回度盤起始讀數(shù))加以削弱;后者采用盤左盤右取平均值予以消除。其次是儀器校正不完善的誤差,其視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸及橫軸不垂直于豎軸的誤差,可采用盤左盤右取平均值予以消除。但照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管不垂直于豎軸的誤差,不能用盤左盤右的觀測方法消除。因為,水準(zhǔn)管氣泡居中時,水準(zhǔn)管軸雖水平,豎軸卻與鉛垂線間有一夾角θ,水平度盤不在水平位置面傾斜一個θ角,用盤左盤右來觀測,水平度盤的傾角θ
2、沒有變動,俯仰望遠(yuǎn)鏡產(chǎn)生的傾斜面也未變,而且瞄準(zhǔn)目標(biāo)的俯仰角越大,誤差影響也越大,因此測量水平角時觀測目標(biāo)的高差較大時,更應(yīng)注意整平。2.觀測誤差(1)對中誤差觀測時若儀器對中不精確,致使度盤中心與測站中心O不重合而偏至O′,OO′的距離e稱為測站偏心距,此時測得的角值β′與正確角值β之差△β′即為對中不良所產(chǎn)生的誤差,由圖可知:△β=β-β′=δ1+δ2。因偏心距e是一小值,故δ1和δ2應(yīng)為一小角,于是把e近似地看作一段小圓弧,所以得:△β=δ1+δ2=ep〞(1/d1+1/d2)式中:d1、d2——水平角兩邊的邊長;e——測站偏心距;p〞=206
3、265″。由上式可知,對中誤差與偏心距e成正比,與邊長d1和d2成反比。例如,e=3mm、d1=d2=100m,則△β=12.4″;如果d1=d2=50m,則△β=24.8″。故當(dāng)邊長較短時,應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行對中,使e值較小,減少對中誤差的影響。(2)整平誤差觀測時儀器未嚴(yán)格整平,豎軸將處于傾斜位置,這種誤差與上面分析的水準(zhǔn)管軸不垂直于豎軸的誤差性質(zhì)相同。由于這種不能采用適當(dāng)?shù)挠^測方法加以消除,當(dāng)觀測目標(biāo)的豎直角越大其誤差影響也越大,故觀測目標(biāo)的高差較大時,應(yīng)特別注意儀器的整平,一般每測回觀測完畢,應(yīng)重新整平儀器再進(jìn)行下一個測回的觀測。當(dāng)有太陽時,必須打傘
4、,避免陽光照射水準(zhǔn)管,影響儀器的整平。(3)目標(biāo)偏心誤差若供瞄準(zhǔn)的目標(biāo)偏心,觀測時不是瞄準(zhǔn)A點而是瞄準(zhǔn)A′點,偏心距AA′=e1,這時測得的角值β′與正確角值β之差δ1,即為目標(biāo)偏心所產(chǎn)生的誤差,即:δ1=β-β′=(e1/d1)p〞由上式可知,這種誤差與對中誤差的性質(zhì)相同,即與偏心距成正比,與邊長成反比,故當(dāng)邊長較短時應(yīng)特別注意減小目標(biāo)的偏心,若觀測目標(biāo)有一定高度,應(yīng)盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)的底部,以減小目標(biāo)偏心的影響。(4)照準(zhǔn)誤差人眼的分辨力為60″,用放大率為V的望遠(yuǎn)鏡觀測,則照準(zhǔn)目標(biāo)的誤差為mV=±60〞/v如V=28,則照準(zhǔn)誤差mV=±2.1″。但觀
5、測時應(yīng)注意消除視差,否則照準(zhǔn)誤差將增大。(5)讀數(shù)誤差在光學(xué)經(jīng)緯儀按測微器讀數(shù),一般可估讀至分微尺最小格值的十分之一,若最小格值為l′,則讀數(shù)誤差可認(rèn)為是±l′/10=±6″。但讀數(shù)時應(yīng)注意消除讀數(shù)顯微鏡的視差。3.外界條件的影響外界條件的影響是多方面的。如大氣中存在溫度梯度,視線通過大氣中不同的密度層,傳播的方向?qū)⒉皇且粭l直線而是一條曲線,這時在A點的望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸處于曲線的切線位置即已照準(zhǔn)B點,切線與曲線的夾角即為大氣折光在水平方向所產(chǎn)生的誤差,稱為旁折光差。旁折光差的大小除與大氣溫度梯度有關(guān)外,還與距離d的平方成正比,故觀測時對于長邊應(yīng)特別注意選
6、擇有利的觀測時間(如陰天)。此外視線離障礙物應(yīng)在1m以外,否則旁折光會迅速增大。其次,在晴天由于受到地面輻射熱的影響,瞄準(zhǔn)目標(biāo)的像會產(chǎn)生跳動;大氣溫度的變化導(dǎo)致儀器軸系關(guān)系的改變;土質(zhì)松軟或風(fēng)力的影響,使儀器的穩(wěn)定性較差等都會影響測角的精度。因此,視線應(yīng)離地面在1m以上;觀測時必須打傘保護(hù)儀器;儀器從箱子里拿出來后,應(yīng)放置半小時以上,令儀器適應(yīng)外界溫度再開始觀測;安置儀器時應(yīng)將腳架踩牢等??傊O(shè)法避免或減小外界條件的影響,才能保證應(yīng)有的觀測精度。豎直角測量誤差1.儀器誤差儀器誤差主要有度盤刻劃誤差、度盤偏心差及豎盤指標(biāo)差。其中度盤刻劃誤差不能采用改
7、變度盤位置(每一測回開始的始讀數(shù)不變)進(jìn)行觀測加以消除,在目前儀器制造工藝中,度盤刻劃誤差是較小的,一般不大于0.2″。度盤偏心差可采用對向觀測取平均值加以消減(即由A觀測B,再由B觀測A)。而豎盤指標(biāo)差可采用盤左盤右觀測取平均值加以消除。2.觀測誤差觀測誤差主要有照準(zhǔn)誤差、讀數(shù)誤差和豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管整平誤差。其中前兩項誤差在水平角測量誤差中已作論述,至于指標(biāo)水準(zhǔn)管整平誤差,除觀測時認(rèn)真整平外,還應(yīng)注意打傘保護(hù)儀器,切忌儀器局部受熱。3.外界條件的影響外界條件的影響與水平角測量時基本相同,但其中大氣折光的影響在水平角測量中產(chǎn)生的是旁折光,在豎直角測量中
8、產(chǎn)生的是垂直折光。在一般情況下,垂直折光遠(yuǎn)大于旁折光,故在布點時應(yīng)盡可能避免長邊,視線應(yīng)盡可能離地面高一點(