第3章全站仪观测误差.ppt
第3章 全站仪观测误差,测角误差视准轴误差、横轴误差、竖轴误差测距误差固定误差、比例误差,由于震动、温度变化等因素，仪器的状态会发生变化，导致观测误差变大。在仪器第一次使用之前、进行精密测量之前、长途运输之后、长期使用前后、温度变化超过10C时都应该进行检验。,31 测角误差及其消减方法,全站仪观测水平角的误差来源：一）仪器误差1、视准轴误差 2、横轴误差 3、竖轴误差二）观测误差1、对中误差 2、对点误差 3、照准误差 三）外界条件的影响1、大气情况的影响 2、温度变化的影响,一、视准轴误差,视准轴CC不垂直于横轴HH的误差c称为视准轴误差 随竖直角的变化，视准误差对水平方向观测值的影响也随之变化，其关系为,H H,C,C,c,视准轴误差的检验,四分之一法（见土木工程测量学教程（上册）P.54）读数法读数法检验的步骤：盘左 瞄准目标A(A为平点，竖直角近似为0)，读数为L；盘右 瞄准目标A，读数为R，则 cR-L-180,全站仪视准轴误差的自动检测,检验时，全站仪采用程序化处理，自动计算出视准误差。不同型号的仪器，或采用菜单，或采用指令进行检验操作。虽菜单、指令不尽相同，但基本方法是一致的。下面以索佳SET610为例予以说明。,SET610 SOKKIA No.Ver.-文件 JOB1 测量 内存 配置,在“配置”模式下进入“设置”菜单，选择“仪器常数”,仪器常数 倾斜 X400 Y400 视准差测定,再选“视准差测定”进入视准差测定屏幕,盘左精确照准一个固定点后，按“OK”,盘右精确照准同一固定点后，按“OK”,选择“YES”设置视准轴误差改正数,二、横轴误差和竖轴误差,横轴不垂直于竖轴的误差 i 称为横轴误差。横轴误差对方向观测值的影响为：,由于仪器未严格整平而使竖轴不在竖直位置，竖轴偏离铅垂线一微小角度，这就是竖轴倾斜误差。竖轴倾斜误差不是仪器方面的误差，而是由于仪器安置不正确所致。消除这项误差应仔细安置仪器。,倾斜传感器零点误差检校,全站仪横轴和竖轴有微小倾斜时，仪器内部的倾斜传感器可以进行自动校正。倾斜传感器的零点必须正确。当仪器精确整平后，倾角的显示值应该接近零，否则说明存在传感器零点误差，需要校正。,检验步骤,检校照准部水准管。精确整平仪器。在测量菜单下，按2次“置零”，将水平方向值设置成00000”。,按2次,设置成00000”,SET610 SOKKIA No.Ver.-文件 JOB1 测量 内存 配置,在“配置”模式下进入“设置”菜单，选择“仪器常数”,仪器常数 倾斜 X400 Y400 视准差测定,显示X和Y方向上的当前改正值，选取“倾斜XY”后回车，并稍候,等显示稳定后读取自动补偿倾角值X1,Y1。,等显示稳定后读取自动补偿倾角值X2,Y2。,照准部平转180，稍候。,计算零点偏差值：X偏差=（X1+X2）/2Y偏差=（Y1+Y2）/2,X偏差和Y偏差均应在 20”内，否则应校正,校正步骤,按“OK”存储XY值并将水平读盘置零，屏幕显示“盘右读数”根据显示的平盘读数转动照准部180,显示稳定后，按“YES”，存储X1,Y1,屏幕显示X和Y方向上的原改正数和新改正数,若XY均在400 20范围内，按“NO”对原改正值进行更新后返回“仪器常数”菜单继续进行检验，直至XY均不超过 20”,按“ESC”键退回“仪器常数”屏幕,三、观测误差的消减,对中误差 对中偏差小于1mm对点误差 对点偏差小于1mm注意垂准杆立直照准误差精确照准棱镜中心,四、环境影响的误差消减,大气情况的影响 注意防止旁折光温度变化的影响使用遮阳伞，防止仪器不均匀变形,32 测距误差及其消减方法,一、全站仪距离观测的误差来源：仪器误差加常数误差、乘常数误差、周期误差观测误差对中误差、对点误差 外界条件的影响大气折光、空气透光率、背景反射、电磁场干扰,什么是仪器常数？所谓仪器常数包括仪器加常数和乘常数。加常数是由于仪器电子中心与其机械中心不重合而形成的；而乘常数主要是由于测距频率偏移其标准值而产生的。,一、加常数误差,.发光管的发射面、接收面与仪器中心不重合反射棱镜的等效发射面与棱镜中心不重合内光路相位延迟电子元件相位延迟,加常数误差产生原因,加常数的检测,在平坦场地上选择相距100米左右的A、B两点,在A、B上分别安置全站仪和棱镜,测定A、B两点间的距离10次，并计算平均值AB,该项检测应在固定基线上进行，没有条件时可以按以下步骤检测：,计算距离加常数：K=AB-(CA+CB),精确测定CA、CB距离各10次,仪器安置在A、B中间的C点,重复以上步骤，测定23次加常数，如果均在标称精度内，无需校正；反之送修。,二、乘常数误差,产生原因：石英晶体振荡器频率漂移检测方法：专业检定机构检测频率偏差过大时，对所测距离进行改正：,f1检测确定的实际频率f0仪器的标称频率,三、气象参数,仪器的测尺长度是在一定的标准气象条件下确定的精密测距时，要根据野外实际的气象条件进行气象改正气象改正数与气温、气压有关全站仪可以根据输入的气温、气压，对测距结果进行自动改正,SOKKIA SET610气象参数设置,测量模式第2页菜单中，选择“改正”，进入EDM（电子测距）菜单。,对“温度”、“气压”进行编辑，然后按“OK”键，仪器自动计算气象改正数，并存储起来。,如果不顾及气象改正，只需要选择“0ppm”，仪器恢复为标准气象条件（15，1013hPa）。,二、全站仪误差自动修正技术,轴系改正：（1）视准轴误差（C）的改正（2）垂直度盘指标差（I）的改正（3）水平轴倾斜误差（i）的改正,2.1 测距误差修正,1、气象改正（n0 n）:,2、频率改正（f0 f）:,相位法测距基本公式：,3、常数改正:,4、斜平改正：,D斜距观测值；垂直角观测值；地球弯曲改正项，；大气垂直折光改正项，；k大气垂直折光系数，k=0.12或0.2；R地球曲率半径，R6371km。,2.1 测距误差修正,1、双轴自动补偿系统：,垂直轴倾斜及分量,2.2 测角误差修正,2、水平方向观测中的轴系误差修正,2.2 测角误差修正,3、垂直角观测中的轴系误差修正,垂直角测量示意图,2.2 测角误差修正,4、补偿及改正开/关（ON/OFF）的不同选择对全站仪测角的影响,2.2 测角误差修正,5、照准部偏心差误差修正,2.2 测角误差修正,确定绝对编码度盘测角精度的要素：1、CCD阵列个数：1-4个（参见下图）2、偏心改正：使用本厂专用的角度计量仪器TPM对其全站仪度盘的残余偏心差进行确定（度盘偏心的幅度，度盘偏心的相位角）。,本章重点,全站仪观测误差的来源；角度观测误差的类型；测角误差的检验和校正；距离观测误差的类型；测距误差的检验和校正。,
