【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(dāng)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(dāng)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(yuǎn)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(dāng)?shù)貧庀髾z定部門進(jìn)行檢定。有條件時配備一個標(biāo)準(zhǔn)氣壓表或多備幾個氣壓表，施測期間將標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)氣壓表進(jìn)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(jìn)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(jìn)行設(shè)定。 ? 將儀器瞄準(zhǔn)棱鏡中心（平距觀測時，應(yīng)使儀器橫絲精確照準(zhǔn)棱鏡中心），開始測距。觀測平距時必須采用盤左、盤右分別進(jìn)行，以消除垂直角觀測中的儀器豎盤指標(biāo)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(jìn)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(zhǔn)目標(biāo)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(zhǔn)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(jìn)行重新觀測。 ? 當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(yuǎn)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(jìn)行溫度表的讀數(shù)精確到小數(shù)一位， 并將讀數(shù)進(jìn)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(zhǔn)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(jī)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(jìn)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(jìn)行復(fù)誦，嚴(yán)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(yán)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(biāo)準(zhǔn)。 ? 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(biāo)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(zhǔn)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(biāo)、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(jìn)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(jī)中并進(jìn)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(jī)上的模板”，選擇所要的記錄模板）進(jìn)行記錄。在沒有原有記錄文檔備份文件時，嚴(yán)禁打開原有的記錄文檔進(jìn)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(biāo)測量與定位系統(tǒng)。 全站儀精度指標(biāo) ? 在所有全站儀測距部分標(biāo)稱精度指標(biāo)的表達(dá)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(dá)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(dāng) 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(jìn)行變化，例如當(dāng) 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(dāng)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(dāng)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(biāo)稱精度指標(biāo)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(biāo)稱精度指標(biāo)。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(yuǎn)小于這個限差，因此決不能把某臺儀器的標(biāo)稱精度當(dāng)作該儀器的實際精度。沒有誤差的全站儀是不存在的，但標(biāo)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(dāng)多的徠卡全站儀的實測精度高于標(biāo)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(biāo)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(zhǔn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)氣象條件的基礎(chǔ)上進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)氣象條件。在標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(xì)心的全站儀用戶常常提出這樣一個問題：在固定照準(zhǔn)部的情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)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(dá)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(zhǔn)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(dāng)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(zhǔn)軸誤差引起的水平度盤讀數(shù)影響以及豎盤指標(biāo)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(yuǎn)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(zhǔn)軸方向和水平軸方向兩個分量。視準(zhǔn)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(biāo)點 的垂直角。從式中可以看出，這種影響主要表現(xiàn)在望遠(yuǎn)鏡偏離水平面時，如前所述，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡水平瞄準(zhǔn)時，橫向傾斜實際上對水平度盤沒有影響。但傾斜瞄準(zhǔn)時，該影響就明顯增加（如望遠(yuǎn)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(dāng)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動時，即使照準(zhǔn)部