第3章全站仪观测误差

第3章全站仪观测误差测角误差——视准轴误差、横轴误差、竖轴误差测距误差——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、进行精密测量之前、长途运输之后、长期使用前后、温度变化超过10°C时都应该进行检验。§3—1测角误差及其消减方法全站仪观测水平角的误差来源：一）仪器误差1、视准轴误差2、横轴误差3、竖轴误差二）观测误差1、对中误差2、对点误差3、照准误差三）外界条件的影响1、大气情况的影响2、温度变化的影响一、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

HHCCc视准轴误差的检验四分之一法（见《土木工程测量学教程（上册）》P.54）读数法读数法检验的步骤：盘左瞄准目标A(A为平点，竖直角近似为0°)，读数为L；盘右瞄准目标A，读数为R，则

c＝R-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。

SET610SOKKIANo.

Ver.×××-×××-×××××-×××-××

文件JOB1

测量内存配置在“配置”模式下进入“设置”菜单，选择“仪器常数”

设置

观测条件

仪器设置

仪器常数

通讯参数单位设置

仪器常数

倾斜X400Y400

视准差测定再选“视准差测定”进入视准差测定屏幕视准差测定ZA:30°00’45”HAR：60°48’00”

盘左读数：OK盘左精确照准一个固定点后，按“OK”盘右精确照准同一固定点后，按“OK”视准差测定EL:-0°00’15”VOFF：0°00’10”

NOYES选择“YES”设置视准轴误差改正数二、横轴误差和竖轴误差横轴不垂直于竖轴的误差i称为横轴误差。横轴误差对方向观测值的影响为：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，这就是竖轴倾斜误差。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。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，仪器内部的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。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，需要校正。检验步骤检校照准部水准管。精确整平仪器。在测量菜单下，按2次“置零”，将水平方向值设置成0°00’00”。按2次设置成0°00’00”

SET610SOKKIANo.

Ver.×××-×××-×××××-×××-××

文件JOB1

测量内存配置在“配置”模式下进入“设置”菜单，选择“仪器常数”

设置

观测条件

仪器设置

仪器常数通讯参数单位设置

仪器常数

倾斜X400Y400

视准差测定显示X和Y方向上的当前改正值，选取“倾斜XY”后回车，并稍候等显示稳定后读取自动补偿倾角值X1,Y1。偏差值X-0°01’23”Y0°00’04”HAR184°14’50”

盘左读数：OK等显示稳定后读取自动补偿倾角值X2,Y2。照准部平转180°，稍候。计算零点偏差值：X偏差=（X1+X2）/2Y偏差=（Y1+Y2）/2X偏差和Y偏差均应在±20”内，否则应校正偏差值当前

X400Y400新值X408Y396

NOYES校正步骤按“OK”存储XY值并将水平读盘置零，屏幕显示“盘右读数”根据显示的平盘读数转动照准部180°显示稳定后，按“YES”，存储X1,Y1偏差值X-0°01’23”Y0°00’04”HAR184°14’50”

盘左读数：OK屏幕显示X和Y方向上的原改正数和新改正数若XY均在400±20范围内，按“NO”对原改正值进行更新后返回“仪器常数”菜单继续进行检验，直至XY均不超过±20”偏差值X-0°00’13”Y0°00’04”HAR182°02’10”

盘左读数：OK按“ESC”键退回“仪器常数”屏幕三、观测误差的消减对中误差对中偏差小于1mm对点误差对点偏差小于1mm注意垂准杆立直照准误差精确照准棱镜中心四、环境影响的误差消减大气情况的影响——注意防止旁折光温度变化的影响——使用遮阳伞，防止仪器不均匀变形§3—2测距误差及其消减方法一、全站仪距离观测的误差来源：仪器误差——加常数误差、乘常数误差、周期误差观测误差——对中误差、对点误差外界条件的影响——大气折光、空气透光率、背景反射、电磁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.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的检测在平坦场地上选择相距100米左右的A、B两点AB在A、B上分别安置全站仪和棱镜测定A、B两点间的距离10次，并计算平均值AB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：计算距离加常数：K=AB-(CA+CB)ABC精确测定CA、CB距离各10次仪器安置在A、B中间的C点重复以上步骤，测定2~3次加常数，如果均在标称精度内，无需校正；反之送修。二、乘常数误差产生原因：石英晶体振荡器频率漂移检测方法：专业检定机构检测频率偏差过大时，对所测距离进行改正：f1——检测确定的实际频率f0——仪器的标称频率三、气象参数仪器的测尺长度是在一定的标准气象条件下确定的精密测距时，要根据野外实际的气象条件进行气象改正气象改正数与气温、气压有关全站仪可以根据输入的气温、气压，对测距结果进行自动改正SOKKIASET610气象参数设置测量模式第2页菜单中，选择“改正”，进入EDM（电子测距）菜单。EDM温度：℃气压：1013hPappm：00ppm编辑15对“温度”、“气压”进行编辑，然后按“OK”键，仪器自动计算气象改正数，并存储起来。如果不顾及气象改正，只需要选择“0ppm”，仪器恢复为标准气象条件（15℃，1013hPa）。EDM温度：℃气压：1013hPappm：00ppm编辑15二、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

2.1

测距误差修正1、气象改正（n0n）:2、频率改正（f0f）:相位法测距基本公式：3、常数改正:4、斜平改正：垂直角斜距改平原理DDHABCCRO2D—斜距观测值；—垂直角观测值；—地球弯曲改正项，；—大气垂直折光改正项，；k—大气垂直折光系数，k=0.12或0.2；R—地球曲率半径，R6371km。2.1

测距误差修正1、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vLvTvXYXY2.2

测角误差修正2、水平方向观测中的轴系误差修正

2.2

测角误差修正3、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补偿器全站仪垂直角显示（V0）参考基准开（ON）V–I+vL铅垂线关（OFF）V-I垂直轴2.2

测角误差修正4、补偿及改正开/关（ON/OFF）的不同选择对全站仪测角的影响

开关组合方式补偿器改正数水平角（Hz0）垂直角（V0）参考基准ONOFFONOFF1

Hz-C/cos-itg-vcostgV-I+vL铅垂线2

HzV-I+vL铅垂线3

Hz-C/cos-itgV-I