《控制测量》测距成果的改正计算和质量检验

昆明冶金高等专科学校测绘学院第一部分测距仪的检验第二部分测距误差来源及其影响第三部分观测结果的化算第九讲测距成果的改正计算和质量检验

[习题]（1）测距仪的检视；（2）发射、接收、照准三轴关系正确性的检校；（3）发光管光相位不均匀性的检验；（4）幅相误差的检验；（5）周期误差的检验；（6）加常数和乘常数的检验；（7）棱镜常数的检验；（8）测程的检验；（9）内部符合精度的检验；（10）测程的检验；（11）检定综合精度的评定；（12）精测频率的检验。第一部分测距仪的检验电磁波测距的外业实施平面控制网等级仪器精度等级测回数一测回读数较差（mm）单程各测回较差（mm）往返较差（mm）往返三等5mm级仪器33≤5≤710mm级仪器44≤10≤15四等5mm级仪器22≤5≤710mm级仪器33≤10≤15一级10mm级仪器2─≤10≤15─二、三级10mm级仪器1─≤10≤15第二部分测距误差来源及其影响

测距误差的大小与仪器本身的质量，观测时的外界条件以及操作方法有着密切的关系。为了提高测距精度，必须正确地分析测距的误差来源，性质及大小，从而找到消除或削弱其影响的办法，使测距获得最优精度。一、比例误差的影响1．光速值的误差影响

1975年国际大地测量及地球物理联合会同意采用的光速暂定值

=299792458±1.2m/s。其相对误差，这样的精度是极高的，所以，光速值对测距误差的影响甚微，可以忽略不计。2．调制频率的误差影响

调制频率的误差，包括两个方面，即频率校正的误差（反映了频率的精确度）和频率的漂移误差（反映了频率稳定度）。前者由于可用10-7～10-8的高精度数字频率计进行频率的校正，因此这项误差是很小的。后者则是频率误差的主要来源，它与精测尺主控振荡器所用的石英晶体的质量，老化过程以及是否采用恒温措施密切相关。当主控振荡器的石英晶体不加恒温措施的情况下，其频率稳定度为±1×10-5。频率误差影响在精密中远程测距中是不容忽视的，作业前后应及时进行频率检校，必要时还得确定晶体的温度偏频曲线，以便给以频率改正。

3．大气折射率n的误差影响

正确地测定测站和镜站上的气象元素，并使算得的大气折射系数与传播络径上的实际数值十分接近，从而大大地减少大气折射的误差影响，这对精密中、远程测距乃是十分重要的。因此，在实际作业中必须注意以下几点：（1）气象仪表必须经过检验，以保证仪表本身的正确性。读定气象元素前，应使气象仪表反映的气象状态与实地大气的气象状态充分一致。温度读至0.2oC，其误差应小于0.5◦C，气压读至0.0667kPa，其误差应小于0.1333kPa，这样，由于气象元素的读数误差引起的测距误差可望小于1×10-6。（2）气象代表性的误差影响较为复杂，它受到测线周围的地形、地物和地表情况以及气象条件诸因素的影响。为了削弱这方面的影响，选点时应注意地形条件，尽量避免测线两端高差过大的情况，避免视线擦过水域。观测时，应选择在空气能充分调和的有微凤的天气或温度比较稳定的阴天。必要时，可加测测线中间点的温度。（3）气象代表性的误差影响，在不同的时间（如白天与黑夜），不同的天气（如阴天和晴天），具有一定的偶然性，有相互抵消的作用。因此，采取不同气象条件下的多次观测取平均值，也能进一步地削弱气象代表性的误差影响。二、固定误差的影响

如前所述，测相误差、仪器加常数误差、和对中误差都属于固定误差。它们都具有一定的数值，与距离的长短无关，所以在精密的短程测距时，这类误差将处于突出的地位。

1．对中误差

对于对中或归心误差的限制，在控制测量中，一般要求对中误差在3mm以下，要求归心误差在5mm左右。但在精密短程测距时，由于精度要求高，必须采用强制归心方法，最大限度地削弱此项误差影响。2．仪器加常数误差

仪器加常数误差包括在已知线上检定时的测定误差和由于机内光电器件的老化变质和变位而产生加常数变更的影响。对于仪器加常数变更的影响，则应经常对加常数进行及时检测，予以发现并改用新的加常数来避免这种影响。同时，要注意仪器的保养和安全运输，以减少仪器光电器件的变质和变位，从而减少仪器加常数可能出现的变更。

3．测相误差

测相误差是由多种误差综合而成。这些误差有测相设备本身的误差，内外光路光强相差悬殊而产生的幅相误差，发射光照准部位改变所致的照准误差以及仪器信噪比引起的误差。此外，由仪器内部的固定干扰信号而引起的周期误差也在测相结果中反映出来。

第三部分观测结果的化算

距离观测值的化算，即将实测的距离初步值，加上各项改正之后，化算为两标石中心投影在椭球面上的正确距离。这些改正大致可分三类：第一类是由仪器本身所造成的改正；第二类是因大气折射而引起的改正，有气象改正和波道弯曲改正；第三类是属于归算方面的改正，即归心改正，倾斜改正和投影到椭球面上的改正，仪器加常数改正，周期误差改正。1．频率误差改正

设精尺频率的漂移值为，由此引起的距离改正为

通常，精测尺频率可通过检测，用补偿的办法调整到规定的标准值，这时频率改正就不必加了。但是，考虑到搬运振动，晶体老化等原因会导致频率变化，因此作业前后常常要进行频率对比，发现频率变化过大时，>lOHz，就要考虑对测得的距离加上频率改正2．气象改正

常取标准或平均大气条件下的折射系数。而实际的大气折射率为。二者相差。由此引起距离改正：

不难看出，气象改正数随温度和气压的变化而变化，因此气象元素（温度和气压）最好是取测线上的平均值来计算。气象改正数的计算方法有四种：（1）直接按公式计算；（2）按公式编制诺漠图（如DI1000）；（3）按公式编制计算用表（如JCY-2)；（4）按公式制成改正系数盘（如DCJ-32）。—大气压，mmHg—

空气膨胀系数，=1/273.16—

光波在大气标准状态（温度=0Cº

，气压=760mmHg,湿度=0，CO2含量0.03%）下的群折射率：2．气象改正（公式）

3．波道弯曲改正

波道弯曲改正数包括两个内容：其一是由于波道弯曲引起的弧长化为弦长的波道几何改正。其二是由于实际大气折射系数仅用测线两端的中值，而没有采用严格沿波道上的积分平均值，因此产生了所谓折射系数的代表性改正。4．归心改正

在某些情况下，如觇标橹柱遮挡了测距仪的视线，视线的中间有障碍物等，就要采用偏心观测。

式中：下标“1”表示测站偏心，“2”表示镜站偏心。5．倾斜改正和投影改正

经过以上各项改正之后，得到了两点间的倾斜距离。最后，还要将这一斜距投影到参考椭球面上。

对于高差不太大的非高原地区，可得：6．椭球面上水平距离的计算设参考椭球面上的水平距离以S表示，则:式中,C为仪器常数，为仪器周期误差改正。

应当指出，以上各项改正并非每项都要计算，根据仪器情况，边的长短和测边精度要求，有些项实际上不存在或本身过小而无需计算。属于各测回不同的改正计算，必须在各测回内分别计算，而其余的改正项各测回都是一样的。则可在最后一次计算。习题1．测距误