【文章內(nèi)容簡介】 ???????????????dedndPdndtdnlPi666? ? ? ? ettePtn ?????? ????????? ? 6?????????????????dedndPdndtdnlPi666? 將（ 193）式與（ 191）式作一比較，可以看出：溫度、氣壓的誤差對激光測距和微波測距的影響不相上下，但水汽壓對二者的誤差影響則相差十分懸殊，即對激光測距的影響可忽略不計，而對微波測距的影響相當顯著。設(shè)想干濕球溫差（ t－ t′）的測定誤差為 1℃ ，則算得水汽壓誤差 de＝ ，由此引起大氣折射系數(shù)的誤差 dn1＝ 106 ＝ 106，從而產(chǎn)生測距相對誤差 ，顯然，這是一個相當可觀的誤差影響。 ? 從以上的誤差分析來看，正確地測定測站和鏡站上的氣象元素，并使算得的大氣折射系數(shù)與傳播路徑上的實際數(shù)值十分接近，從而大大地減少大氣折射的誤差影響，這對精密中、遠程測距乃是十分重要的。因此，在實際作業(yè)中必須注意以下幾點。 ? a. 氣象儀表必須經(jīng)過檢驗，以保證儀表本身的正確性。讀定氣象元素前，應(yīng)使氣象儀表反映的氣象狀態(tài)與實地大氣的氣象狀態(tài)充分一致。溫度應(yīng)讀至 ℃ ，其誤差應(yīng)小于 ℃ ，氣壓讀至 （或），其誤差應(yīng)小于 1mmHg（或 1hPa）。 ? 尤其是氣壓表，由于零點誤差或振動的影響，可能會引起較大（十幾個毫巴甚至更大）的儀表誤差，所以一定要購買質(zhì)量可靠的氣象儀器，并且定期送當?shù)貧庀髾z定部門進行檢定。有條件時配備一個標準氣壓表或多備幾個氣壓表，施測期間將標準的儀表一律放在駐地，以免受到震動，野外所用氣壓表在每期業(yè)務(wù)前后均與標準氣壓表進行比較修正。 6103 ???DdD? b. 氣象代表性的誤差影響較為復(fù)雜，它受到測線周圍的地形、地物和地表情況以及氣象條件諸因素的影響。為了消弱這方面的誤差影響，選點時，應(yīng)注意地形條件，盡量避免測線兩端高差過大的情況，避免視線擦過水域；觀測時，應(yīng)選擇在空氣能充分調(diào)和的有風(fēng)之天或溫度比較均勻的陰天。必要時，可加設(shè)中間點測定溫度。 ? c. 氣象代表性的誤差影響，在不同的時間（如白天與黑夜），不同的天氣（如陰天和晴天），具有一定偶然性，有相互抵消的作用。因此，采取不同氣象條件下的多次觀測，也能進一步地削弱氣象代表性的誤差影響。 （ 2）固定誤差 ? 1）歸心或?qū)χ姓`差 m l ? 2）儀器加常數(shù)誤差 m k ? 3）測相誤差 mΦ 精密光電測距 ? 1）測距作業(yè) ? 在測站上安置測距儀（全站儀），鏡站安置配套棱鏡（鏡面對向儀器）。觀測開始（及結(jié)束）時，測定氣象元素，并根據(jù)需要對儀器的氣象改正進行設(shè)定。 ? 將儀器瞄準棱鏡中心（平距觀測時，應(yīng)使儀器橫絲精確照準棱鏡中心），開始測距。觀測平距時必須采用盤左、盤右分別進行，以消除垂直角觀測中的儀器豎盤指標差等（參見 垂直角觀測 ）。斜距與垂直角分開觀測時測距作業(yè)可只進行儀器單面觀測 ? 精密距離測量采用往返觀測，往返各觀測二至四個測回，一測回為照準目標一次，讀數(shù)四次。觀測平距時每次讀數(shù)應(yīng)使儀器橫絲精確照準棱鏡中心。 ? 2）觀測成果的重測和取舍 ? 凡超出限差的觀測成果，均要進行重新觀測。 ? 當一測回中讀數(shù)較差超限時，可重測 2個讀數(shù)，然后去掉一大一小取平均。重測超限時，整測回應(yīng)重新觀測。 ? 當測回間較差超限時，可重測 2個測回，然后去掉一大一小取平均，當重測后測回差仍超限時，重測該測距邊的所有測回。 ? 往、返（或不同時段）較差超限時，應(yīng)分析原因后，重測單方向的距離，若重測還是超限，重測往、返兩方向的距離。 ? 3）氣象元素的測定 ? 測距作業(yè)前，應(yīng)預(yù)先打開溫度表和氣壓表。溫度表必須懸掛在離地面 、不受陽光直射、受輻射影響小和通風(fēng)良好的地方（操作者及儀器周圍障礙物應(yīng)遠離溫度表球部至少半米）。在使用通風(fēng)干濕溫度表時，須經(jīng)過 15~30min后方能開始觀測，觀測時將通風(fēng)器的發(fā)條上緊，等通風(fēng)器轉(zhuǎn)動 2~4分鐘（應(yīng)按其使用說明上所定的通風(fēng)時間，此時通風(fēng)速度不得小于 ）以后，進行溫度表的讀數(shù)精確到小數(shù)一位， 并將讀數(shù)進行修正（按相應(yīng)有效檢定證書所列的修正值）。 ? 溫度表讀數(shù)時，觀測者應(yīng)站在下風(fēng)方，讀數(shù)要迅速準確。在野外使用時如風(fēng)速大于 3m/s應(yīng)在通風(fēng)干濕度表通風(fēng)器的迎風(fēng)面上套上一個風(fēng)擋，以防止大風(fēng)對于通風(fēng)速度的不良影響。 ? 氣壓表測讀時必須水平放置，要防止指針擱滯。讀數(shù)前用手指輕輕扣敲儀器外殼或表面玻璃，以消除傳動機構(gòu)中的摩擦。觀測時指針與鏡面指針像重疊，此時讀數(shù)精確到小數(shù)一位。讀取氣壓表上的溫度值以進行溫度訂正。 ? 氣壓值的求算應(yīng)經(jīng)過溫度、示度、補充等項的訂正（按相應(yīng)有效檢定證書所列的修正值）。 變形觀測手簿的記錄和計算要求 ? 1）手簿中的原始數(shù)據(jù)和記事項目，必須在現(xiàn)場用鉛筆或鋼筆記錄，記錄者必須對觀測者的讀數(shù)進行復(fù)誦，嚴禁憑記憶補記。手簿的計算和檢查必須在離點前做完。 ? 2）一切數(shù)字、文字記載均應(yīng)正確、清楚、整齊、美觀。凡需更正錯誤，均應(yīng)將錯字整齊劃去，并在其上方填寫正確文字或數(shù)字，嚴禁隨手涂擦。對超限的成果須注明原因和重測結(jié)果所在頁數(shù)，對重測記錄，則需加注“重測”字樣。書寫的文字、符號和單位均應(yīng)符合國家頒布的有關(guān)標準。 ? 3）對原始記錄的秒值（毫米數(shù)）不得做任何涂改，原始記錄的度、分（米、分米）確屬讀錯、記錯，可在現(xiàn)場更正，但同一方向（測站）內(nèi)不能有兩個相關(guān)的數(shù)字連續(xù)劃改。 ? 4）外業(yè)手簿中，每點的手頁，應(yīng)記載測站名稱、等級、覘標類型等。每一觀測時間段的首末頁上端各項，均須記載齊全。 ? 5）精密三角測量和精密導(dǎo)線測量記錄和計算的小數(shù)位：采用 TC（ A）2022/1201/1800、 TM30（ TS30）全站儀觀測水平及垂直角讀數(shù)到 ″/″/1″、計算到 ″，采用 T3/J2型儀器觀測水平及垂直角讀數(shù)到 ″/1″、計算到 ″；精密水準測量記錄和計算的小數(shù)位：讀數(shù)到 、計算到 ；最后計算的平面坐標、高程及變形量等成果取至 。 ? 6）精密距離測量中，每測回要記全數(shù)一次，厘米和厘米以下的數(shù)字不得更改；邊長讀數(shù)至 ，計算至 ；溫度讀至 ℃ ，氣壓讀至 （毫巴）；儀器高和鏡高，讀至 。 ? 7）有條件時應(yīng)首先考慮采用電子記錄，電子記錄時必須按照有關(guān)電子記錄基本規(guī)定執(zhí)行。有關(guān)的測站、測點名稱應(yīng)進行必要的注記。記錄在記錄器中的原始數(shù)據(jù)必須及時錄入到計算機中并進行資料的計算整理。 ? 采用電子記錄時，必須建立各項目記錄模板，每次記錄時打開相應(yīng)項目記錄模板（可選擇“文件”菜單的“新建”命令，單擊“本機上的模板”，選擇所要的記錄模板）進行記錄。在沒有原有記錄文檔備份文件時，嚴禁打開原有的記錄文檔進行編輯記錄。 全站儀及其特性 全站儀又稱全站型電子速測儀、電子全站儀，是一種兼有電子測距、電子測角、計算和數(shù)據(jù)自動記錄及傳輸功能的自動化、數(shù)字化的三維坐標測量與定位系統(tǒng)。 全站儀精度指標 ? 在所有全站儀測距部分標稱精度指標的表達式中，均使用 177。 （ A＋ BD）的形式，如徠卡 TC2022系列為 177。 （ 1mm＋ 1ppm D）。顯然，該精度表達形式由以下兩部分組成： ? A，代表固定誤差，單位為 mm。它主要由儀器加常數(shù)的測定誤差、對中誤差、測相誤差等引起。固定誤差與測量的距離無關(guān)，即不管實際測量距離多長，全站儀將存在不大于該值的固定誤差。全站儀的這部分誤差一般在 1mm~5mm之間； ? BD，代表比例誤差。它主要由儀器頻率誤差、大氣折射率誤差引起。其中 B的單位為 ppm（ PartsPerMillion），是百萬分之（幾）的意思，它廣泛地出現(xiàn)在國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料上。它不是我國法定計量單位，而僅僅是人們對這一數(shù)學(xué)現(xiàn)象的習(xí)慣叫法。全站儀 B的值由生產(chǎn)廠家在用戶手冊里給定，用來表征比例誤差中比例的大小，是個固定值，一般在 1ppm~5ppm之間； D的單位為“ km”，即 1 106mm，它是一個變化值，根據(jù)用戶實際測量的距離確定，它同時又是一個通用值，對任何全站儀都一樣。由于 D是通用值，所以比例誤差中真正重要的是“ ppm”，通常人們看比例部分的精度也就是看它的大小。 ? B和 D的乘積形成比例誤差。一俟距離確定，則比例誤差部分就會確定。顯然，當 B為 1ppm，被測距離 D為 1km時，比例誤差 BD就是1mm。隨著被測距離的變化，全站儀的這部分誤差將隨之按比例進行變化，例如當 B仍為 1ppm，被測距離等于 2km時，則比例誤差為 2mm。 ? 固定誤差與比例誤差絕對值之和，再冠以偶然誤差 177。 號，即構(gòu)成全站儀測距精度。如徠卡 TPS1100系列全站儀測距精度為 2mm＋2ppm D。當被測距離為 1km時，儀器測距精度為 4mm。換句話說，全站儀最大測距誤差不大于 4mm；當被測距離為 2km時，儀器測距精度則為 6mm，最大測距誤差不大于 6mm。 ? 特別需要指出的是，全站儀的標稱精度指標是一種誤差限差的概念，也就是說每臺全站儀測距誤差不得超過生產(chǎn)廠家提供的標稱精度指標。所謂不得超過，可能出現(xiàn)的情況是，有的儀器實際誤差接近于這個限差，也可能有的小于或遠小于這個限差，因此決不能把某臺儀器的標稱精度當作該儀器的實際精度。沒有誤差的全站儀是不存在的，但標稱精度一樣的全站儀其實際精度，即存在的實際誤差卻不同，有的相差還很大。據(jù)資料統(tǒng)計表明，相當多的徠卡全站儀的實測精度高于標稱精度一倍以上。 ? 目前的 TC（ A） 2022/1800、 TM30（ TS30）等全站儀使用初期其實測及檢定測距精度與其標稱精度相比一般均在 ，許多儀器僅 。隨著使用期的延長，其精度會略微有所下降。 國家計量檢定規(guī)程（ JJG100— 2022）將全站儀及電子經(jīng)緯儀的準確度劃分為 4個等級，見表 129。 ? 全站儀測距氣象改正 ? 全站儀在測距作業(yè)中必須進行氣象改正，即通過測量作業(yè)現(xiàn)場的溫度 T（ Temperature）和氣壓 P（ Pressure）以及濕度 H（ Humidity，該項僅在高精度測量時使用），按照一定的氣象改正公式，求出氣象改正數(shù) ppm以及距離改正數(shù)△ D。 ? 不同廠家的全站儀，其氣象改正公式也不同。 ? 全站儀的氣象改正是在標準氣象條件的基礎(chǔ)上進行的。為了便于用戶的使用，廠家選定更接近作業(yè)現(xiàn)場的氣象條件作為儀器標準氣象條件。在標準氣象條件下，全站儀的氣象改正 ppm值為零。如徠卡全站儀選 T＝ 12℃ ， P＝（ 760mmHg）， H＝ 60％作為標準氣象條件，此時的氣象改正值 ppm＝ 0。也有的廠家溫度 T選 15℃ （如拓普康）或 20℃ （如捷創(chuàng)力），但氣壓 P一般都選 。實際測量時，現(xiàn)場的氣象條件一般會與標準氣象條件有所不同，因此通常所說的氣象改正就是指對相對標準氣象條件變化的改正。 ? 0m高程的氣壓值，在 0~2022m范圍內(nèi)，高程每升高8~10m，氣壓一般減小約 1mbar；在 2022~4000m范圍內(nèi)，高程每升高10~13m，氣壓一般減小約 1mbar。但即使同一高程，隨著氣象條件的變化，其氣壓值一般會變化 20~60mbar。 全站儀的三軸補償 ? 細心的全站儀用戶常常提出這樣一個問題：在固定照準部的情況下，當轉(zhuǎn)動望遠鏡上下俯仰的時候，發(fā)現(xiàn)水平角的讀數(shù)在不斷地變化。這個變化，有的儀器幾秒，也有的儀器可達十幾秒甚至幾十秒。他們納悶，俯仰望鏡時，由于儀器在水平方向沒有轉(zhuǎn)動，引起讀數(shù)變化的應(yīng)該是垂直角，可是為什么水平方向也跟著變呢？他們懷疑是不是儀器出了毛病，因此不敢相信顯示數(shù)據(jù)的準確性。 ? 長期以來，人們使用的電子經(jīng)緯儀和全站儀，如徠卡的 T2022S， TC2022等，在上述情況下，水平方向都不會發(fā)生什么變化?？墒侨緝x技術(shù)發(fā)展到今天，全站儀性能大大提高，然而其水平方向反而不穩(wěn)定了，這到底是怎么一回事？ ? 其實這正是當今全站儀性能提高的一個表現(xiàn)。補償器是用來補償由于經(jīng)緯儀垂直軸傾斜而引起的讀數(shù)誤差的。老式的單軸補償器，僅僅能補償垂直方向的讀數(shù)誤差，爾后出現(xiàn)自動雙軸補償器，則可以同時補償垂直方向和水平方向的讀數(shù)誤差。但這都是對垂直軸傾斜的補償。 1989年徠卡推出的 T3000以及其后的徠卡全站儀（低精度的除外），則不僅能補償 經(jīng)緯儀垂直軸傾斜引起的垂直度盤和水平度盤讀數(shù)誤差， 而且還能補償由于 水平軸傾斜誤差和視準軸誤差引起的水平度盤讀數(shù)影響以及豎盤指標差引起的豎盤讀數(shù)影響 。 通常稱為“三軸補償”。這也使改善水平方向讀數(shù)因素或者說望遠鏡轉(zhuǎn)動時水平讀數(shù)變化的因素增加到三個。下面簡要解釋這三種因素的原理。 ? 雙軸補償將垂直軸傾斜量分解成視準軸方向和水平軸方向兩個分量。視準軸方向的分量影響垂直度盤讀數(shù)，水平軸方向的分量 影響水平度盤讀數(shù)，其影響為 ，其中 為目標點 的垂直角。從式中可以看出，這種影響主要表現(xiàn)在望遠鏡偏離水平面時，如前所述，當望遠鏡水平瞄準時，橫向傾斜實際上對水平度盤沒有影響。但傾斜瞄準時，該影響就明顯增加（如望遠鏡傾斜 45176。 時， 1′ 橫向傾斜引起 1′ 的水平方向誤差）。因此如果補償器設(shè)置成雙軸補償，當望遠鏡轉(zhuǎn)動時，即使照準部