第3章全站仪观测误差课件.ppt

1、v测角误差测角误差视准轴误差、横轴误差、视准轴误差、横轴误差、竖轴误差竖轴误差v测距误差测距误差固定误差、比例误差固定误差、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。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、温之前、长途运输之后、长期使用前后、温度变化超过度变化超过10C时都应该进行检验。时都应该进行检验。31 测角误差及其消减方法测角误差及其消减方法全站仪观测水平角的误差来源全站仪观测水平角的误差来源：一）仪器误差一）仪器误差1、视准轴

2、误差、视准轴误差 2、横轴误差、横轴误差 3、竖轴误差、竖轴误差二）观测误差二）观测误差1、对中误差、对中误差 2、对点误差、对点误差 3、照准误差、照准误差 三）外界条件的影响三）外界条件的影响1、大气情况的影响、大气情况的影响 2、温度变化的影响、温度变化的影响一、视准轴误差一、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 HCCccoscc 视准轴误差的检验 四分之一法（见土木工程测量学教程（四分之一法（见土木工程测量学教程（上册）上册）P.54）读数法读数法读数法检验的步骤：读数法检验的步骤：盘左盘

3、左 瞄准目标瞄准目标A(A为平点，竖直角近似为平点，竖直角近似为为0)，读数为读数为L；盘右盘右 瞄准目标瞄准目标A，读数为读数为R，则则 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.-文件文件 JOB1 测量测量 内存内存 配置配置在在“配置配置”模式下进入模式下进入“设置设置”菜单，选择菜单，选择“仪器仪器常数常数”设置设置 观测条件观测条件 仪器设置仪器设置 仪器常数仪

4、器常数 通讯参数通讯参数 单位设置单位设置 仪器常数仪器常数 倾斜倾斜 X400 Y400 视准差测定视准差测定再选再选“视准差测定视准差测定”进进入视准差测定屏幕入视准差测定屏幕视准差测定视准差测定ZA:300045”HAR：604800”盘左读数：盘左读数：OK盘左精确照准一个盘左精确照准一个固定点后，按固定点后，按“OK”盘右精确照准同一盘右精确照准同一固定点后，按固定点后，按“OK”视准差测定视准差测定EL:-00015”V OFF：00010”NOYES选择选择“YES”设置视设置视准轴误差改正数准轴误差改正数二、横轴误差和竖轴误差二、横轴误差和竖轴误差 横轴不垂直于竖轴的误差横轴不

5、垂直于竖轴的误差 i 称为横轴误差称为横轴误差。横轴误差对方向观测值的影响为：横轴误差对方向观测值的影响为：tgi 1 由于仪器未严格整平而使竖轴不在竖直位置，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，这就是竖轴倾竖轴偏离铅垂线一微小角度，这就是竖轴倾斜误差。斜误差。竖轴倾斜误差不是仪器方面的误差，而是由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。于仪器安置不正确所致。消除这项误差应仔细安置仪器。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。部的

6、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。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，需近零，否则说明存在传感器零点误差，需要校正。要校正。检验步骤 检校照准部水准管。检校照准部水准管。精确整平仪器。精确整平仪器。在测量菜单下，按在测量菜单下，按2次次“置零置零”，将水平，将水平方向值设置成方向值设置成00000”。按按2次次设置成设置成00000”SET610 SOKKIA No.Ver.-文件文件 JOB1 测量测量 内存内存 配置配置在在“配置配置”模式下进入模式下进入“设置设置”菜单，选

7、菜单，选择择“仪器常数仪器常数”设置设置 观测条件观测条件 仪器设置仪器设置 仪器常数仪器常数 通讯参数通讯参数 单位设置单位设置 仪器常数仪器常数 倾斜倾斜 X400 Y400 视准差测定视准差测定显示显示X和和Y方向上的当方向上的当前改正值，选取前改正值，选取“倾斜倾斜XY”后回车，并稍候后回车，并稍候 等显示稳定后等显示稳定后读取自动补偿倾读取自动补偿倾角值角值X1,Y1。偏差值偏差值X -00123”Y 00004”HAR 1841450”盘左读数：盘左读数：OK 等显示稳定后等显示稳定后读取自动补偿倾读取自动补偿倾角值角值X2,Y2。照准部平转照准部平转180，稍候。稍候。计算零点偏

8、差值：计算零点偏差值：X偏差偏差=（X1+X2）/2Y偏差偏差=（Y1+Y2）/2X偏差和偏差和Y偏差均应在偏差均应在 20”内，否则应校正内，否则应校正偏差值偏差值当前当前 X400 Y400新值新值 X408 Y396 NOYES校正步骤 按按“OK”存储存储XY值并值并将水平读盘置零，屏将水平读盘置零，屏幕显示幕显示“盘右读数盘右读数”根据显示的平盘读数根据显示的平盘读数转动照准部转动照准部180显示稳定后，按显示稳定后，按“YES”，存储存储X1,Y1偏差值偏差值X -00123”Y 00004”HAR 1841450”盘左读数：盘左读数：OK屏幕显示屏幕显示X和和Y方向方向上的原改正

9、数和新上的原改正数和新改正数改正数 若若XY均在均在400 20范围内，按范围内，按“NO”对对原改正值进行更新后返回原改正值进行更新后返回“仪器常数仪器常数”菜单菜单 继续进行检验，继续进行检验，直至直至XY均不超过均不超过 20”偏差值偏差值X -00013”Y 00004”HAR 1820210”盘左读数：盘左读数：OK 按按“ESC”键退键退回回“仪器常数仪器常数”屏幕屏幕三、观测误差的消减三、观测误差的消减 对中误差对中误差 对中偏差小于对中偏差小于1mm 对点误差对点误差 对点偏差小于对点偏差小于1mm注意垂准杆立直注意垂准杆立直 照准误差照准误差精确照准棱镜中心精确照准棱镜中心四

10、、环境影响的误差消减四、环境影响的误差消减 大气情况的影响大气情况的影响 注意防止旁折光注意防止旁折光 温度变化的影响温度变化的影响使用遮阳伞，防止仪器不均匀变形使用遮阳伞，防止仪器不均匀变形32 测距误差及其消减方法测距误差及其消减方法一、全站仪距离观测的误差来源：一、全站仪距离观测的误差来源：仪器误差仪器误差加常数误差加常数误差、乘常数误差、周期误差、乘常数误差、周期误差观测误差观测误差对中误差、对点误差对中误差、对点误差 外界条件的影响外界条件的影响大气折光、空气透光率、背景反射、电磁大气折光、空气透光率、背景反射、电磁场干扰场干扰 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

11、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误差产生原因加常数的检测 在平坦场地上选在平坦场地上选择相距择相距100米左右米左右的的A、B两点两点AB 在在A、B上上分别安分别安置全站仪和棱镜置全站仪和棱镜 测定测定A、B两点间的距离两点间的距离10次，并计算平均次，并计算平均值值AB 该项检测应在固定基线上进行，没有条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：件

12、时可以按以下步骤检测：计算距离加常数：计算距离加常数：K=AB-(CA+CB)ABC 精确测定精确测定CA、CB距离各距离各10次次 仪器安置在仪器安置在A、B中间的中间的C点点 重复以上步骤，测定重复以上步骤，测定23次加常数，如果次加常数，如果均在标称精度内，无需校正；反之送修。均在标称精度内，无需校正；反之送修。二、乘常数误差二、乘常数误差 产生原因：石英晶体振荡器频率漂移产生原因：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：频率偏差过大时，对所测距离进行改正：001fffDdff1检测确定的实际频率检测确定的实际频率

13、f0仪器的标称频率仪器的标称频率三、气象参数三、气象参数 仪器的测尺长度是在一定的标准气象条件仪器的测尺长度是在一定的标准气象条件下确定的下确定的 精密测距时，要根据野外实际的气象条件精密测距时，要根据野外实际的气象条件进行气象改正进行气象改正 气象改正数与气温、气压有关气象改正数与气温、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距结果进行自动改正SOKKIA SET610气象参数设置 测量模式第测量模式第2页菜单中，选择页菜单中，选择“改正改正”，进入进入EDM（电子测距）菜单。电子测距）菜单。EDM温度：温度：气压：气压：1013

14、hPappm：00ppm编辑编辑15 对对“温度温度”、“气压气压”进行编辑进行编辑，然后按，然后按“OK”键键，仪器自动计算气，仪器自动计算气象改正数，并存储象改正数，并存储起来。起来。如果不顾及气象如果不顾及气象改正，只需要选改正，只需要选择择“0ppm”，仪仪器恢复为标准气器恢复为标准气象条件（象条件（15 ，1013hPa）。）。EDM温度：温度：气压：气压：1013 hPappm：00ppm编辑编辑15二、二、全站仪误差自动修正技术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 2.12.1 测距误差修

15、正测距误差修正fncD41、气象改正（、气象改正（n0 n）:)(0nnDDn2、频率改正（、频率改正（f0 f）:fffDDf 0相位法测距基本公式：相位法测距基本公式：3、常数改正、常数改正:DRCDC332210)(tKtKtKFF动态4、斜平改正：、斜平改正：sin)2(cosDaDDH垂直角斜距改平原理垂直角斜距改平原理DDHABCCRO2D D斜距观测值；斜距观测值；垂直角观测值；垂直角观测值；地球弯曲改正项，地球弯曲改正项，；大气垂直折光改正项，大气垂直折光改正项，；k k大气垂直折光系数，大气垂直折光系数，k=0.12k=0.12或或0.2 0.2；R R地球曲率半径，地球曲率

16、半径，R R 636371km71km。)2/(cosRD)2/(cosRDK2.12.1 测距误差修正测距误差修正1、双轴自动补偿系统：、双轴自动补偿系统：垂直轴倾斜及分量水平轴视准轴垂直轴铅垂线vLvTvXYXY2.22.2 测角误差修正测角误差修正2、水平方向观测中的轴系误差修正水平方向观测中的轴系误差修正)90tan(cos)90tan()90cos(0VvViVCHzHz2.22.2 测角误差修正测角误差修正3、垂直角观测中的轴系误差修正垂直角观测中的轴系误差修正 补偿器零位 O1O2 垂直度盘参考零位铅垂线垂直轴vLViLLI望远镜视准轴垂直角测量示意图垂直角测量示意图补偿器补偿器

17、全站仪垂直角显示（全站仪垂直角显示（V0）参参考基准考基准开（开（ONON）V I+vL铅垂线铅垂线关（关（OFFOFF）V-I垂直轴垂直轴2.22.2 测角误差修正测角误差修正4、补偿及改正开补偿及改正开/关（关（ON/OFFON/OFF）的不同选择对全站仪测角的影响的不同选择对全站仪测角的影响 开关开关组合组合方式方式补偿器补偿器改正数改正数水平角（水平角（Hz0）垂直角（垂直角（V0）参考基参考基准准ONOFFONOFF1 1 Hz-C/cos-i tg-v cos tg V-I+vL铅垂线铅垂线2 2 HzV-I+vL铅垂线铅垂线3 3 Hz-C/cos-i tg V-I垂直轴垂直轴4 4 HzV-I垂直轴垂直轴2.22.2 测角误差修正测角误差修正5、照准部偏心差误差修正照准部偏心差误差修正 2.22.2 测角误差修正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。