【正文】 受到誤差影響。 基座位移誤差只有在照準(zhǔn)部順轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)開始時(shí)才會(huì)發(fā)生，且這種誤差在變換旋轉(zhuǎn)方向后、開始時(shí)最大，以后逐漸減小，當(dāng)腳螺旋已經(jīng)壓向孔壁的一側(cè)時(shí)，基座就不在變動(dòng)。但由于望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦筒的螺紋間存在空隙或由于磨損及有雜物的影響，調(diào)焦筒在作軸向來(lái)回移動(dòng)時(shí)．也引起調(diào)焦筒沿徑向產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，使調(diào)焦鏡的光心偏離視準(zhǔn)軸。 三軸系統(tǒng)性誤差 (1)豎軸誤差 。 橫軸誤差是指橫軸不與豎軸垂直面產(chǎn)生的誤差。與視準(zhǔn) 軸 誤差相同，橫軸誤差的影響在盤左、盤右平均值中可得到消除。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡上下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，視準(zhǔn)軸劃過(guò)的面就不能保持平面，而是一圓錐面。 全站儀角度測(cè)量結(jié)果包含補(bǔ)償器測(cè)定的傾斜補(bǔ)償量，因此補(bǔ)償器傾斜測(cè)量誤差必然成為角度測(cè)量誤差的一部分。為了減弱此項(xiàng)誤差，在儀器旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)新的目標(biāo)后，應(yīng)稍等片刻，待液體補(bǔ)償器液面穩(wěn) 定 (反映在角度顯示的穩(wěn)定 )之后再讀數(shù)。 全站儀一般都在度盤相對(duì) 180176。豎盤指標(biāo)差可在盤左、盤右的平均值中予以消除。測(cè)相精度是影響測(cè)距精度的主要因素之一，因而提高測(cè)相精度對(duì)測(cè)距會(huì)十分有利。要減弱測(cè)相系統(tǒng)本身誤差的影響 ， 主要是提高電路和測(cè)相裝置的質(zhì)量。而實(shí)際情況是，相位相同的點(diǎn)并不僅于與發(fā)光管等距離的同一圓弧上，就是使得相位相同的點(diǎn)，距離都不一樣。其次可采用一些光學(xué)措施，如混相透鏡等，以減小此項(xiàng)誤差的影響。全站儀一般均設(shè)有幅度自動(dòng)控制系統(tǒng)，雖然測(cè)量的距離遠(yuǎn)近不同，但接收信號(hào)的幅度能保持在一定范圍內(nèi)，這就避免了幅相誤差的產(chǎn)生。另外這項(xiàng)誤差是隨機(jī)的，儀器多采用增多撿相次數(shù)而取平均值， 18 以減弱其影響。此外，幅相誤差也常常影響加常數(shù)的檢測(cè)效果，因?yàn)閮x器幅相特性不好時(shí)若內(nèi)外光路不平衡，則內(nèi)光路的測(cè)量結(jié)果不能完全抵消外光路測(cè)量的延遲，也能產(chǎn)生加常數(shù)類似 的效果。不要使用對(duì)中桿。尤其是與測(cè)相信號(hào)同頻率的干涉信號(hào)。 為了減少儀器的周期誤差，主要是采取加強(qiáng)屏蔽、合理隔離。 (2)儀器乘常數(shù)誤差 。 因此 石英晶體震蕩器的好壞直接決定了測(cè)距 的精度。 19 (3)大氣折射率的誤差 。另外，所測(cè)定的氣溫、 氣壓應(yīng)能準(zhǔn)確的代表測(cè)線的氣象條件。 5″ 177。 ② 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： 銅仁市水果市場(chǎng) ③ 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 20xx年 1 月 29日 ④ 觀測(cè) 天氣：晴，溫度 20176。 ⑥ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 通過(guò)測(cè)量實(shí)驗(yàn)， 得到以下觀測(cè) 數(shù)據(jù) (見附表 1)。 ′ ″ 1 59 23 14 74 01 10 46 35 33 2 59 23 10 74 01 12 46 35 34 3 59 23 12 74 01 14 46 35 37 4 59 23 13 74 01 10 46 35 33 5 59 23 16 74 01 14 46 35 35 6 59 23 14 74 01 13 46 35 37 7 59 23 12 74 01 15 46 35 37 8 59 23 15 74 01 10 46 35 30 9 59 23 09 74 01 12 46 35 35 10 59 23 16 74 01 13 46 35 35 11 59 23 18 74 01 14 46 35 36 12 59 23 10 74 01 11 46 35 36 13 59 23 14 74 01 15 46 35 35 14 59 23 12 74 01 10 46 35 33 15 59 23 17 74 01 12 46 35 36 16 59 23 14 74 01 14 46 35 38 17 59 23 13 74 01 14 46 35 37 18 59 23 15 74 01 15 46 35 35 19 59 23 14 74 01 10 46 35 31 20 59 23 13 74 01 14 46 35 37 ⑦ 精度分析 根據(jù)表 32 中的三角形的三個(gè)內(nèi)角的觀測(cè)值 i? 、 i? 、 i? ，可以求出閉合差180i i i iw ? ? ?? ? ? ?(i=1， 2? n)。設(shè)測(cè)角中誤差為 m ， 根據(jù)誤差傳播定律可以得到 22()3mm? ? ??? ? ，所以測(cè)角中誤差 的估值 為： 根據(jù)式 ()求測(cè)角中誤差 的估值 ： 根據(jù)表 32 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用公式 2() /1LLmn?? ? ?? 利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算角度中誤差，式中 L 為某一個(gè) 角的角度測(cè)量的平均值， L 為相應(yīng)角各次角度測(cè)量值， n為角度測(cè)量的次數(shù)。 ″ 177。 豎直角觀測(cè)精度分析 ① 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?： 通過(guò)測(cè)量不同方向的豎直角，分析全站儀測(cè)量豎直角的精度。測(cè)量每個(gè)目標(biāo)的豎直角時(shí) 都要求觀測(cè)兩個(gè)測(cè)回。那么就可以得到兩組不同的觀測(cè)值： 對(duì)于任何一個(gè)被觀測(cè)值 i? 來(lái)說(shuō)，由這個(gè)量的真值組成的差數(shù)必為零，即0ii????。 表 35 各目標(biāo)觀測(cè)值的差數(shù) 目標(biāo) ?? 176。按中誤差定義公式，得到差數(shù)的中誤差 的估值 為 ： 式中： n 是 d的個(gè)數(shù)，也就是觀測(cè)對(duì)的個(gè)數(shù)。 ② 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： 銅仁水果市場(chǎng) ③ 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 20xx 年 5 月 30 日 ④ 觀測(cè)天氣： 陰 ，溫度 17176。 C，1013hPa)，觀測(cè)該條邊的距離 50 次。 C、 35176。最后通過(guò)對(duì)這些觀測(cè)數(shù)據(jù)的比較分析就可以得到全站儀距離的觀測(cè)精度以及溫度與氣壓對(duì)距離測(cè)量的影響。 C 5176。 C 800hPa 900hPa 1100hPa 1200hPa 相對(duì)誤差 1/18868 1/37037 1/55556 1/25000 測(cè)距精度分析結(jié)果顯示，全站儀進(jìn)行短距測(cè)量時(shí)精度相對(duì)比較高，完全可以適用于各種工程建設(shè)的工作中。 26 參 考 文 獻(xiàn) [1] 徐忠陽(yáng)，全站儀原理與應(yīng)用 [M]，北京：解放軍出版社， 20xx。 [5] 次建軍 .全站儀面積測(cè)量釋義 [J].中國(guó)煤田地質(zhì)， 20xx， 16(2)。 [9] 吳貴才 .全站儀在建筑工程放樣中的應(yīng)用 [J].山西建筑， 20xx， 33(15)。 [13] 劉紹堂，劉九州 .全站儀在田 賽距離測(cè)量中的應(yīng)用 [J].地理空間信息，20xx， 4(3)。 [11] 雷巨光 ， 劉成龍 ， 高淑照 .全站儀中的新技術(shù)在高層建筑垂直度監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 [J].測(cè)繪， 20xx， 32(1)。 [7] 皺文河 .全站儀坐標(biāo)測(cè)量在導(dǎo)線測(cè)量中的應(yīng)用 [J].水電能源科學(xué)， 20xx，25(6)。 [3] 周儉清，單曉東 .全站儀專項(xiàng)測(cè)量功能及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用 [J].大眾科技， 20xx， (8)。 C 其相對(duì)誤差越?。辉跍囟缺３植蛔儠r(shí)，氣壓參數(shù)越接近 1013hPa 其相 對(duì)誤差越小。 C 35176。 ⑦ 精度分析 取全站儀在氣象參考點(diǎn)下的 50 個(gè)距離觀測(cè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為最或然值。再保持溫度 (15176。 C、 5176。測(cè)量時(shí)任意選擇兩個(gè)位置，分別架設(shè)儀器與棱鏡。即 按式 ()求得觀測(cè)值的中誤差 的估值： BFAA? ? ?? ? ?? ? ??? ?? ??、 ，、 ，[]d ddm n??[]22d ddmm n???() () 111 2 . 6 316m ? ????? 24 由于測(cè)量時(shí)觀測(cè)條件很好，儀器性能也良好，再加上在儀器對(duì)中與目標(biāo)的瞄準(zhǔn)都比較準(zhǔn)確，所以 實(shí)驗(yàn)是在較理想的條件下進(jìn)行的 ，其豎直角觀測(cè)的精度相對(duì)較高的。 ′ ″ d ″ dd A 33 16 44 33 16 49 5 25 B 26 23 14 26 23 18 4 16 C 17 56 18 17 56 15 +3 9 D 9 57 04 9 57 07 3 9 E 3 09 25 3 09 21 4 16 F 10 27 40 10 27 38 2 4 G 27 34 17 27 34 21 +4 16 H 35 16 38 35 16 42 +4 16 這里的 id 是觀測(cè)值的差數(shù)，而差數(shù)的真值為 “ 0” ，那么各差數(shù)的真誤差為0di iidd? ? ? ?。 現(xiàn)對(duì)每個(gè)量作兩次觀測(cè)，得到 i?? 和 i??? ，由于含有觀測(cè)誤差，所以其差數(shù)通常就不等于“ 0”，而有差數(shù) id ，即 i i id????? ?? 。 ⑥ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 對(duì)實(shí)驗(yàn)全部觀測(cè)結(jié)果都進(jìn)行粗差檢驗(yàn)，并剔除粗差，消除系統(tǒng)誤差后，逐項(xiàng)進(jìn)行檢驗(yàn)，得到以下觀測(cè)數(shù)據(jù) (見附表 2)。 C左右 ⑤ 實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)采用全站儀同精度觀測(cè)各個(gè)方向上的豎直角。 ″ () []wwm n? ? ??? ??() []33m wwm n? ? ???? ? ?（ ） （ ） 393 2 . 5 660m ? ????? 22 從表 34 可以看 出， 通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和 根據(jù)三角形的閉合差計(jì)算出測(cè)角的中誤差 所得結(jié)果基本一致。 表 34 角度中誤差 角度中誤差 概算 角度中誤差 m? m? m? 177。所以根據(jù)中 誤差的定義公式，得到三角形內(nèi)角和的中誤差 的估值 為： 式中 : 2 2 212[] nw w w w w? ? ? ?， n 為三角形的個(gè)數(shù)。 ′ ″ ? 176。測(cè)量每個(gè)水平角時(shí)都要求觀測(cè) 20個(gè)測(cè)回，測(cè)回間按規(guī)范規(guī)定配置度盤。通過(guò)對(duì)全站儀照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器、圓水準(zhǔn)器、視準(zhǔn)差、光學(xué)對(duì)中器、距離加常數(shù)等的檢校，該全站儀完全能滿足測(cè)量要求。本次實(shí)驗(yàn)主要采用索佳 SET510 全站儀 (其主要技術(shù)指標(biāo) [16]如表 31)進(jìn)行水平角 、豎直角與距離觀測(cè)，并進(jìn)行相關(guān)的測(cè)角、測(cè)距精度分析。而濕度影響最小，一般情況下可以不考慮。前者產(chǎn)生的頻率誤差可用高精度的頻串計(jì)校準(zhǔn)。而石英晶體 振蕩 器是測(cè)距系統(tǒng)產(chǎn)生時(shí)間基準(zhǔn)的主要元件， 調(diào)制頻率 也 是由石英晶體振蕩器產(chǎn)生的。 比例誤差 (1)真空光速值的測(cè)定誤差 。這時(shí)相位計(jì)測(cè)出的相位已不是測(cè)距信號(hào)的相位，而是測(cè)距信號(hào)與串?dāng)_信號(hào)的合成信號(hào)的相位。 周期誤差是以一定距離為周期重復(fù)出現(xiàn)的誤差，它的周期一般是精測(cè)光尺長(zhǎng)度，即精測(cè)波長(zhǎng)的二分之一，但也有例外。 用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中，對(duì)中誤差一般小于 1mm，對(duì)中桿相垂球?qū)χ?，一般可小?2mm。 加常數(shù)誤差是由儀器的測(cè)距部光學(xué)零點(diǎn)和儀器對(duì)點(diǎn)器不一致造成的，其現(xiàn)象是對(duì)所有測(cè)量值都加入了一個(gè)固定偏差。影響測(cè)距信號(hào)分辨能力的是信噪比，即信號(hào)功率與噪聲功率的比值。為了減小幅相誤差的影響，可改善電路系統(tǒng)，加設(shè)自動(dòng)增益控制電路，以控制電流的輸出幅度。這就是相位不均勻所造成的誤差。理想的情況是，砷化鎵發(fā)光管發(fā)射的光束，在與發(fā)光管等距離的圓弧面上的相位均相同。 測(cè)相系統(tǒng)本身的誤差 ： 目前紅外測(cè)距均采用脈沖數(shù)字式自動(dòng)測(cè)相裝置。 固定誤差 (1)測(cè)相誤差 。在顯示窗上顯示的數(shù)值，即兩位置讀數(shù)的平均值，度盤偏心差的影響已得到消除。 度盤偏心差 度盤的偏心包括水平度盤和豎直度盤的偏心。通過(guò)補(bǔ)償器的指標(biāo)差修正可以消除或減弱。但可在盤左、盤右的平均值中消除。 望遠(yuǎn)鏡的十字絲交點(diǎn)與物鏡光心的連線稱為視準(zhǔn)袖。豎 軸不嚴(yán)格鉛垂，也造成橫 軸 的 傾斜，這用于豎軸誤差。豎軸傾斜對(duì)水平方向的影響不能通過(guò)盤左、盤右取平均值得方法予以消除，而且豎直角越大，對(duì)水平方向的影響就越 大。 為了減弱望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦誤差的影響，當(dāng)觀測(cè)某一組方向時(shí)，目標(biāo)距離應(yīng)比較接近、避免在方向之間重新凋焦。 望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦時(shí)視準(zhǔn)軸變動(dòng)引起的測(cè)角誤差 全站儀望遠(yuǎn)鏡的作用有二：一是將遠(yuǎn)方的目標(biāo)通過(guò)成像加以放大 (放大視場(chǎng)角 )，以便看清目標(biāo)；二是提供精確照準(zhǔn)目標(biāo)的視準(zhǔn)軸，以確定目標(biāo)的視線方向。 由于支撐儀器的基座腳螺旋和螺孔之間有空隙存在，當(dāng)照淮部旋轉(zhuǎn)時(shí)，輕微的軸對(duì)摩擦可能使腳螺旋在螺孔內(nèi)移動(dòng)，從而使基座連同水平度盤產(chǎn)生微小的方位變動(dòng)，故此誤差也稱為基座空隙帶動(dòng)誤差。 全站儀在使用過(guò)程中應(yīng)按規(guī)程定期檢定照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)的正確性，對(duì)超出限差的儀器應(yīng)進(jìn)行維修。 照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)的正確性主要由儀器的制造工藝來(lái)保證。 (2)照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)不正確產(chǎn)生的原因 。 旋轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性要高。 對(duì)于靜態(tài)度盤測(cè)角，把各測(cè)回均勻分配在度盤多個(gè)位置上進(jìn)行觀測(cè)，取其中數(shù)能減弱度盤 分劃誤差的影響。 周期性：因刻度機(jī)或被刻制的區(qū)盤安置不正確，使度盤各部分分劃不準(zhǔn)確而產(chǎn)生誤差。 圖 27 全站儀垂直度檢測(cè)示意圖 121 2XYXXYY??????????? () //XXYYKH????????? () () 2212 /YXKH? ? ? ? 14 全站儀的精度分析 全站儀 的誤差 分析 全站儀 測(cè)角系統(tǒng)的誤差分析 全站儀角度觀測(cè)的主要誤差來(lái)源主要有三個(gè)方面： 一是觀測(cè)人員的誤差，通常稱之為人差，如人照準(zhǔn)習(xí)慣不同引起的目標(biāo)照準(zhǔn)差等；二是外界條件引起的誤差，如大氣折光等； 三是儀器誤差。若1