【文章內(nèi)容簡介】 量的距離要經(jīng)過尺長、溫度的該正以將其化算為實(shí)際距離。設(shè)用鋼尺丈量兩點(diǎn)的距離為，對其應(yīng)加的尺長、溫度改正為 △＝ (5—5)其中t為丈量時(shí)溫度。兩點(diǎn)的實(shí)際距離Lt為 Lt＝＋△第九講：電子全站儀測距儀是在傳統(tǒng)的光學(xué)經(jīng)緯儀或電子經(jīng)緯儀上加上測距部分（測距頭），測距時(shí)將測距部分加上，測角時(shí)須將其摘下，這樣它存在如下缺點(diǎn)：（1）運(yùn)輸、觀測不便；（2）不便于觀測信息處理的實(shí)時(shí)化、自動化。因此20世紀(jì)80年代出隨著電子測角的發(fā)展，出現(xiàn)了集電子測角和電子測距于一體的儀器——電子全站儀（ Electronic Total tation），簡稱全站儀。全站儀實(shí)現(xiàn)了測角、測距的兩者同時(shí)信息化，儀器內(nèi)置微處理器，其觀測程序控制、觀測信息處理均由微處理器完成，實(shí)現(xiàn)了觀測結(jié)果完全信息化、觀測信息處理測站自動化、實(shí)時(shí)化，并可實(shí)現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)的野外實(shí)時(shí)存儲，以及內(nèi)業(yè)輸出等。和以往的單一的電子測角和電子測距相比，全站儀的特點(diǎn)是觀測信息處理自動化、測站實(shí)時(shí)化，極大地方便了測量工作，這是全站儀的突出優(yōu)點(diǎn)。目前國內(nèi)外生產(chǎn)多種型號的全站儀。需要指出的是不同型號的儀器，其功能、觀測序會有一些差別，可參閱隨機(jī)攜帶的使用說明?，F(xiàn)以日本TOPCON公司GTS—700為例說明全站儀的功能和使用。1．GTS—700的構(gòu)造與性能（1）GTS—700的構(gòu)造如圖5–6為GTS—700全站儀，其主要有主機(jī)、電池、反光鏡等幾部分組成。（a）主機(jī)主機(jī)包括望遠(yuǎn)鏡、顯示窗及鍵盤、外部電源接口、串行信號接口等。（b）電池GTS—700的電源為手柄式電池和BT－3Q型電池組。 （c）反光鏡GTS—700的反光鏡包括傾斜式單棱鏡組、固定式三棱鏡組及固定式多棱鏡組，可根據(jù)所測距離的遠(yuǎn)近予以選擇（2）GTS—700的主要性能指標(biāo)（a）精度 測角精度 2″測距精度 177。（2mm＋2ppm）（b）最大測程：（c）工作環(huán)境溫度－20～＋50176。2．GTS—700的程序功能接通電源開關(guān)，將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)幾圈，顯示屏將顯示程序主菜單，為六個(gè)模塊，對應(yīng)6個(gè)功能摸式（對應(yīng)軟鍵F1～F6），這6個(gè)摸式幾乎包含了全站儀的所有功能。（1）程序模式（Prog）本模式用于設(shè)置水平方向的方向角；導(dǎo)線測量；對邊測量等。（2）標(biāo)準(zhǔn)測量模式（Std）本模式用于角度測量、距離測量、坐標(biāo)測量等。（3）存儲管理模式（Mem）本模式用于文件的管理等。（4）數(shù)據(jù)通訊模式(Comm)本模式用于設(shè)置與外部儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)文件的輸入/輸出、讀入應(yīng)用程序等。（5）校正摸式(Adj)本模式用于檢驗(yàn)與校正，如儀器補(bǔ)嘗系統(tǒng)誤差的校正、設(shè)置儀器常數(shù)等。（6）參數(shù)設(shè)置模式(Para)本模式用于用于設(shè)置與觀測和顯示的內(nèi)容有關(guān)的參數(shù)。3．角度測量、距離測量角度測量、距離測量在標(biāo)準(zhǔn)測量（Std）的模式下。水平角測量：開機(jī)后出現(xiàn)主菜單，按F2鍵后進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)測量模式，操作程序如下：照準(zhǔn)第一個(gè)目標(biāo)（A）；將A 目標(biāo)的水平度盤讀數(shù)置零（按F4（0SET）鍵）；照準(zhǔn)第二個(gè)目標(biāo)（B），儀器顯示水平角和B目標(biāo)的豎直角。距離測量：照準(zhǔn)棱鏡中心；按F1鍵，顯示距離、豎角等。全站儀的其它功能的操作，可參閱隨機(jī)的使用手冊。4．測距儀的檢驗(yàn) 測距成果受到多種因素的因素的影向，其中一部分和儀器本身有關(guān)，這一部分屬系統(tǒng)影響。這類誤差中，一部分是和所測距離長短無關(guān)的誤差，稱加常數(shù)誤差；另一部分是和距離成比例的誤差，稱乘常數(shù)誤差。為了減弱和消除這這類誤差的影響，應(yīng)對新儀器進(jìn)行檢驗(yàn)，以便對測距結(jié)果進(jìn)行改正。加常數(shù)：加常數(shù)是信號往返傳播的路程的1/2和所測距離的差值。乘常數(shù)：由相位法測距公式D＝（N＋） （5—27）在僅考慮光速測定誤差、頻率測定誤差的情況下，由光速測定誤差和頻率測定誤差引起的測距誤差為△D＝(＋) D （5—28）由上式可見由光速值定誤差、頻率測定誤差所引起的測距誤差為和距離成比例的誤差，這部分誤差稱乘常數(shù)誤差。光速值測定誤差可忽略不計(jì)，故乘常數(shù)誤差主要由頻率測定誤差引起。由加常數(shù)和乘常數(shù)引起的測距誤差為 y＝c＋b x （5—29）其中c 為加常數(shù)，b為乘常數(shù)，x為所測距離。對測距儀進(jìn)行檢驗(yàn)的目的之一是確定加常數(shù)和乘常數(shù)。為了確定加常數(shù)和乘常數(shù)，常采用六段法。將一段基線，分為六段（基線距離用精密方法測出，可認(rèn)為沒有誤差）如圖5–7，然后將其組合成21段，用測距儀分別進(jìn)行觀測，同時(shí)記錄溫度、氣壓、豎角。六段法 圖 5–7 將所測每一段距離進(jìn)行氣象該正，然后組成一元線性回歸方程y＝c＋bx （5—30）通過線性回歸得b＝ （5—31 c＝ （5—32）式中 c——加常數(shù)； b——乘常數(shù)； x——各段基線觀測值；xi、yi0——各段基線觀測值、基線長； y——x、yi0之差； n——測段數(shù)； 、——為x、y的平均值。測距公式中測尺長度u＝＝ 式中電磁波在大氣中的傳播速度c隨氣象條件變化而變化；而儀器中只能按一個(gè)固定值計(jì)算測距值。因此應(yīng)根據(jù)測距時(shí)的氣象條件對測距成果進(jìn)行改正，稱氣象該正。不同的儀器給出的氣象改正公式也不盡相同，一般在其使用說明書中給出。 TOPCONG給出的氣象改正公式為Ka＝｛－｝10－6 （5—33）式中 p——大氣壓力（mmHg） t——大氣溫度（℃） 有的儀器說明書上還給出了大氣改正圖，根據(jù)大氣改正圖可很方便地查取氣象改正值。測距成果化算包括（1）氣象改正（2）加、乘常數(shù)改正（3）傾斜改正傾斜改正為將所測斜距化算為測站所在水準(zhǔn)面上的距離，傾斜改正公式為D ＝Scosα （5—34）式中 S——為斜距α——豎直角 當(dāng)考慮到地球曲率及大氣折光的影響時(shí)，上式變?yōu)? D ＝Scosα－S2sinαcosα （5—35）式中 K——為大氣折光系數(shù)，；R——為地球半徑 應(yīng)注意上式為測站的發(fā)射器所在的水準(zhǔn)面上的距離。（4）水準(zhǔn)面歸算改正在工程測量中一般應(yīng)選擇一基準(zhǔn)面作為進(jìn)行有關(guān)計(jì)算的參考面，這一參考面一般為某一高程的水準(zhǔn)面，由于是在較小范圍進(jìn)行測量，這個(gè)水準(zhǔn)面可近似為一水平面。要將所觀測的距離等量投影到這個(gè)計(jì)算參考面上進(jìn)行坐標(biāo)等量的計(jì)算，這是水準(zhǔn)面歸算改正，按下式計(jì)算，如圖5–8所示 D 0＝D －D （5—36）式中 D 0——?dú)w算至計(jì)算參考面的距離；D——測站發(fā)射器所在的水準(zhǔn)面上的距離；H——計(jì)算參考面的高程；h——測站發(fā)射器和計(jì)算參考面之間的高差。 以下以實(shí)例說明成果的化算例 某臺全站儀，側(cè)得AB兩點(diǎn)的斜距為AB＝1 ，測量時(shí)的氣壓p＝910mmHg，t＝25176。C，豎直角α＝＋15176。30′00″；儀器加常數(shù)c＝2mm，乘常數(shù)b＝＋10－6，求AB的水平距離。其氣象改正公式為Ka＝｛－｝10－6解：1．氣象改正由氣象改正公式式 Ka＝｛－｝10－6氣象改正數(shù)△D1＝Ka＝｛281. 8－｝10－6＝2．加常數(shù)改正△D 2＝＋2mm3．乘常數(shù)改正△D 3＝＋＝＋4．改正后斜距 S＝＋△D1＋△D 2＋△D 3＝1 5．AB的水平距離D D＝Scosα＝1 cos15176。30′00″＝1 6．測距注意事項(xiàng)1．在陽光下測距應(yīng)注意嚴(yán)禁將測距頭對準(zhǔn)太陽，以及強(qiáng)光源，以免損壞儀器的光電系統(tǒng)。在陽光必須撐傘以遮陽光。2．測距儀在高壓線下附近設(shè)站，以免受強(qiáng)磁場影響。3．測距儀在使用及保管過程中注意防震、防潮、防高溫。4．蓄電池應(yīng)注意及時(shí)充電。儀器不用時(shí)，電池要充電保存。 第十講：直 線 定 向 和 方 位 角 測 量一 、直線定向：就是確定直線與基本方向之間的水平夾角 直線定向的基本方向真子午線磁子午線坐標(biāo)縱線（一） （一） 真子午線過地球上某點(diǎn)及地球的南、北極的半個(gè)大圓稱該點(diǎn)的真子午線。真子午線方向要通過文測量方法或陀螺經(jīng)緯儀測定。 子午線收斂角：地面上兩子午線方向間夾角稱子午線收斂角 子午線收斂角計(jì)算：設(shè)AB兩點(diǎn)位于同一緯度，兩點(diǎn)間距e。AB兩點(diǎn)切線為子午線方向，它們相交與地軸D點(diǎn)，它們間的夾角就是AB兩點(diǎn)子午線收斂角。 對于A、B兩點(diǎn)在同一緯度的兩點(diǎn)，取兩點(diǎn)所在緯度上的平均值代入公式：l=yByA（二） （二） 磁子午線過地球上某點(diǎn)及地球南、北極的半個(gè)大圓稱該點(diǎn)的磁子午線，也就是靜止下來的磁針?biāo)傅姆较蚓褪谴抛游缇€方向，可用羅盤來確定。由于，地球南、北極與地球磁南北極不在同一位置，故磁子午線不重合，其之間夾角稱磁偏角δ：+磁子午線在真子午線東側(cè) 磁子午線在真子午線西側(cè)δ隨地點(diǎn)而異，且磁極在不斷變化。受外界因素也很大，此中基本方向不宜作為精密定向的基本方向。由于較方便再小區(qū)域也可用此。（三）、坐標(biāo)縱線 由于上兩個(gè)基本方向不平行故計(jì)算相當(dāng)不便，這樣就提出了以坐標(biāo)縱線計(jì)算基本方向，由于各點(diǎn)坐標(biāo)縱線都是平行的，故使計(jì)算很方便，通常取某一節(jié)中央子午線作為坐標(biāo)縱線或取某一點(diǎn)的子午線作為縱線 假如取過O點(diǎn)的子午線方向?yàn)樽鴺?biāo)縱線即X軸，過任意子午線方向與坐標(biāo)縱軸的夾角稱任意點(diǎn)O點(diǎn)的收斂角γ 坐標(biāo)縱線偏向：真子午線以東γ取+ 真子午線以西γ?。ㄋ模⒋_定直線方向的方法 就是確定直線與基本方向間的水平夾角：方位角和象限角 方位角：由基本方向的指北端起，安順時(shí)針方向量到直線的水平角；真方位角、磁方位角和坐標(biāo)方位角 三者關(guān)系 Aab=Amab+δ Aab=αab+γ 若以Q點(diǎn)真子午線為坐標(biāo)縱線：Aab=αab Aab=Aab177。180177。γ αab=αab177。180 象限角：直線與基本方向構(gòu)成的銳角稱直線的象限角Ⅰ象限 NE Ⅱ象限SEⅢ象限 SW Ⅳ象限 NW 象限角與方位角的關(guān)系Ⅰ R=α Ⅱ R=180AⅢ R=α180Ⅳ R=360α（三） （三） 已知兩直線方位角求兩直線夾角 已知 αOA、αOB β=αOAαOB (四)、方位角推算 α前=α后+180β右α前=α后80+β左第十一講： 算術(shù)平均值及其中誤差設(shè)對某個(gè)真值為X的變量，在同一個(gè)觀測條件下，進(jìn)行了幾次觀測起觀測值為LL2……Ln，真誤差為Δ1=x—L1Δ2=x—L2……………………+ ΔN=XLn [Δ]=Nx[L] = X=[L]/n+[Δ]/n=x+[Δ]/n當(dāng)n ∞時(shí)[Δ]/n=0故x=xx=[L]/n=L1/n+ L2/n………+ Ln/nΔx=Δ1/n+Δ2/n………+Δn/nMx= (1/n2+1/n2+………+Δn2)m2 =m/ n十 最或然誤差求觀測值的中誤差設(shè)對某個(gè)真值X的量，在同一觀測條件下進(jìn)行了幾次觀測觀測值為LL2………Ln,真值X未知、可按x=[L]/n求取或然值Vi=XLi (1) Δi= XLi (2)Δi—Vi=XxΔi= Vi+(Xx) 兩邊取平方ΔiΔi= Vi Vi+2(Xx) Vi+(Xx)2[ΔΔ]=[VV]+2[V](Xx)+n(Xx)2[V]=nx[L]=n*[L]/n[L]=0Xx=(xL1+xL2+……xLn)/n=(Δ1+Δ2+……Δn)/n(Xx)2=(Δ12+Δ22……Δ112+2Δ1Δ2+……2Δn1Δn)=[ΔΔ]/n2+2(Δ1Δ2+……Δn1Δn)/n2[ΔΔ]= [vv]+ [ΔΔ]/n [ΔΔ]/nm2/n=[vv]/nm2(11/n)= [vv]/n=m=177。 白塞爾公式Mx=N1/=十一 由三角形閉合差求觀測值中誤差對三角形三個(gè)內(nèi)角進(jìn)行了觀測其中閉合差應(yīng)為Wi=βi’+βi”+βi”’180=∑βi180186。假如測了幾個(gè)三角形則m∑β=177。 ∑β=β1+β2+β3m∑β2=3mβ2=177。 非則羅公式十二 誤差理論的應(yīng)用1 、水準(zhǔn)測量精度設(shè)測AB兩點(diǎn)高差設(shè)幾個(gè)站且精度相等為M站 hAB=h1+h2+……h(huán)n 按中誤差傳播定律Mn=*m站 在平坦地區(qū)每站間距之和大致相等為L則n=L/lMn=m站* 1/L是每公里的測站數(shù)那么M站*=M公里 故Mh =M公里*例在鐵路上水準(zhǔn)測量要求每公里往返測高差平均值中誤差不大于177。 求閉合限差h=(h往—h返)/2 Mh=m單/ m單=*mhm公里單=177。