测角误差及减弱措施

基础测量测绘工程系活动1全站仪正确测角应满足的轴系条件1.全站仪的主要轴线

全站仪有五条主要轴线①管水准轴：过管水准器零点（水准管圆弧顶点）与圆弧相切的切线，称为管水准轴；②圆水准轴：连接圆水准器零点（玻璃盖中央小圆圈的中心）与球面球心的直线，称为圆水准轴；③照准轴：望远镜物镜光心与十字丝网中心的连线，称为照准轴（或视准轴）；④水平轴：望远镜旋转的中心轴，称为水平轴（或横轴）；⑤垂直轴：照准部旋转的中心轴，称为垂直轴。2.全站仪应满足的几何条件要保证观测精度，主要轴线和平面之间，必须满足一定的几何条件。这些条件是：①照准部管水准轴应垂直于垂直轴；②十字丝竖丝应垂直于水平轴；③照准轴应垂直于水平轴；④水平轴应垂直于垂直轴；⑤垂直度盘指标差应接近于0；⑥垂直轴应与水平度盘盘面正交，且过度盘中心；⑦水平轴应与垂直度盘盘面正交，且过度盘中心。二、管水准轴应垂直于垂直轴若此条件不满足，则管水准器无法严格整平。1.检验方法①将管水准器置于与两个脚螺旋A、B边线平行的方向上（如图3-16），旋转这两个脚螺旋使管水准器气泡居中。②将仪器旋转180°，观察管水准器气泡的移动；若管水准器气泡居中，说明满足检验条件，否则，应进行校正。图3-16管水准器检验2.校正方法①调整管水准器一端的校正螺丝，利用改针将管水准器气泡向中间移回偏移量的一半。②利用脚螺旋调整剩下的一半。③将仪器再一次旋转180°，检查气泡的偏移情况，若气泡还有偏移，则重复上述校正过程三、圆水准器应垂直于垂直轴若此条件不满足，则管水准器气泡居中时圆水准器气泡不居中。1.检验方法先将管水准器整平，观察圆水准器，若圆水准器气泡居中，则不需要校正，否则，进行校正。2.校正方法利用改针，调整圆水准器盒底部的三个校正螺丝（如图3-17），使圆水准气泡居中。校正螺丝B底面图3-17圆水准器校正螺丝位置四、十字丝竖丝应垂直于水平轴若此条件不满足，则十字丝倾斜，无法严格照准目标。1.检验方法①将仪器安置在三脚架上，严格整平。②用十字丝中心瞄准50米外的一点A；A点要求清晰可见。③通过望远镜微动螺旋，让望远镜上下轻微移动；移动过程中，观察A点是否偏离十字丝的竖丝，若是，则要校正，否则不用校正。见图3-18。图3-18十字丝检查2.校正方法①逆时针旋转十字丝护罩，取下护罩，可见四颗目镜固定螺丝（见图3-19）②利用螺丝刀松开四颗固定螺丝（记住旋转的圈数），旋转目镜直至十字丝竖丝与A点重合，最后按刚才旋转的相同圈数将四颗固定螺丝旋紧。③再检验一次，直到满足条件，才算校正完毕。五、照准轴应垂直于水平轴若此条件不满足，则引起2c误差，它可以通过盘左盘右观测计算消除，但2c

误差过大，对半测回的观测影响较大。1.检验方法①将仪器安置在三脚架上，严格整平；②选择一目标A，盘左照准，并读数；③盘右照准目标，并读数；④按下式计算2c

(3-11)对于6″级仪器，

值如不超过1′，则认为条件满足，否则应校正。2.校正方法①根据c值计算盘右位置的正确读数R：

（3-12）②旋转水平微动螺旋，使全站仪水平度盘读数为R值；③打开十字丝护罩，旋转十字丝校正螺丝（见图3-20），使十字丝中心照准目标A，校正结束后将校正螺丝拧紧六、水平轴应垂直于垂直轴1.检验方法①在离墙约20m处安置仪器并整平，在墙的高处(垂直角约等于30°左右)贴上白纸片，并划一“十”字标明目标点P(称为高点)。在P点的正下方与仪器同高处贴一白纸片。②盘左照准高点P，松开垂直制动螺旋，下俯望远镜到水平位置并制动，指挥另一人在十字丝中心照准的P点下方的白纸片上点一点A（称为平点）。③松开两个制动螺旋，纵转望远镜，用盘右位置照准高点P，然后松开垂直制动螺旋，下俯望远镜到水平位置并制动，又在十字丝中心照准的P点下方的白纸片上点一点为B。如果在水平位置的A，B两点重合，表示水平轴垂直于垂直轴，否则应进行校正。2.校正方法水平轴的校正一般由仪修人员进行，外业人员只作检验，若不合格就送仪修人员修理。七、垂直度盘指标差应接近于零1.检验方法①整平仪器，用盘左照准远方一明显目标P（用水平中丝切准），读取垂直度盘读数为L。②松开两制动螺旋，倒转望远镜于盘右位置，用水平中丝切准目标P的原部位，读取垂直度盘读数R。③按下式计算指标差：

（3-13）≤

即为合格，否则应进行校正。2.校正方法TOPCON全站仪中垂直角指标差的校正步骤如表3-32所示。表3-32垂直角指标差校正步骤操作过程操作按键屏幕显示安置仪器并整平

按住F1键，开机F1+POWER校正模式1/2F1：竖角零基准F2：仪器常数F3：指标差/轴系差P↓选择F1“竖角零基准“F1竖角零基准<第一步>正镜V:90°00′00″回车选择一目标A，照准后按F4“回车”F4竖角零基准<第二步>正镜V:270°00′00″回车

换为盘右，照准目标A后按F4“回车”，屏幕显示“设置”后退出，完成校正F4

<设置！>

校正模式1/2F1：竖角零基准F2：仪器常数F3：指标差/轴系差P↓竖角零基准<第一步>正镜V:90°00′00″

回车竖角零基准<第二步>正镜V:270°00′00″

回车

<设置！>

校正完成后，应按前述检验方法，重新进行检验。若不满足条件，则应重新校正。八、光学对中器的校正1.检验方法①将光学对中器中心对准某一清晰地面点。②将仪器旋转180°，观察光学对中器的中心标志，若与地面点重合，则不需校正，否则，需校正。2.校正方法①打开光学对中器目镜端的护罩，可见四颗校正螺丝(如图3-21a)，利用改针旋转校正螺丝，将中心标志移向地面点，注意校正量应为偏离量的一半(如图3-21b)。②利用脚螺旋使地面点与中心标志重合。③再一次将仪器旋转180°，检查光学对中器的中心标志与地面点是否重合，若不重合，则重复上述步骤。图3-21光学对中器校正任务六：全站仪角度测量误差1.仪器检校不完善和制造加工不完备引起的误差2.仪器的对中误差和目标偏心误差3.照准误差4.外界条件的影响活动1角度测量误差分类根据角度误差来源任务六：全站仪角度测量误差1.仪器检校不完善和制造加工不完备引起的误差分类仪器检校不完善视准轴误差水平轴倾斜误差垂直轴误差制造加工不完备照准部偏心差和水平度盘偏心差水平度盘刻划误差水平度盘与竖轴不正交误差任务七：全站仪角度测量误差2.仪器的对中误差和目标偏心误差仪器对中误差1目标偏心误差23.照准误差照准误差是衡量用望远镜照准目标的精度。在角度观测中，影响照准精度的因素有

望远镜放大倍率、

物镜孔径等仪器参数、

人眼的判断能力、

照准目标的形状、大小、颜色、

衬托背景、

目标影像的亮度和清晰度

以及通视情况等。4.外界条件的影响外界条件的影响主要指各种外界条件的变化对角度观测精度的影响。

大风影响仪器稳定；

大气透明度差影响照准精度；

空气气温变化，特别是太阳直接曝晒。活动2活动2消除或削弱角度测量误差的方法和措施一、仪器检校不完善和制造加工不完备引起的误差：㈠仪器检校不完善引起的误差视准轴误差、水平轴倾斜误差都可以通过盘左、盘右观测，取一测回方向中数的方法，消除其对水平角观测方向值的影响。垂直轴倾斜误差只能每测回观测前仔细整平仪器来削弱其影响。全站仪主要有三个轴：视准轴、水平轴和垂直轴。三轴之间在测角时应满足一定的几何关系。当这些关系不能满足时，就分别引起视准轴误差、水平轴倾斜误差和垂直轴倾斜误差。二、仪器的对中误差和目标偏心误差㈠仪器对中误差观测接近180°的水平角或边长过短时，应特别注意仪器对中。三、照准误差

经验证明：目标亮度适宜，清晰度好，花杆粗细适中，双丝照准时，照准精度会略高一些。四、外界条件的影响

影响是极其复杂的，要想完全避免是不可能的，但大多数是与时间有关。因此，在角度观测时应选择有利的观测时间，操作要稳定，尽量缩短一测回的观测时间，仪器不让太阳直接曝晒，尽可能避开不利的条件等，以减少外界条件变化的影响。（二）目标偏心误差目标偏心越大，距离越短，偏心方向与测站方向的夹角成90°时，对观测方向值的影响越大；因此，观测边越短，越要注意将照准目标立在目标点位中心。㈡仪器制造加工不完备引起的误差仪器制造加工不完备的误差，如：水平度盘偏心、垂直度盘偏心、照准部偏心度盘刻划误差、水平度盘与垂直轴不正交。1.照准部偏心差和水平度盘偏心差：

此两项可以通过盘左、盘右观测，取一测回水平角观测方向值中数的方法消除。2.水平度盘刻划误差