控制测量学与GPS测量技术97课件讲解

控制测量学与GPS测量技术精密测角误差来源01外界因素影响目录01

仪器误差01观测误差精密测角的误差来源及影响01PART精密测角的误差来源及影响理想的观测条件：来自观测目标的光线是一条直线；目标成像清晰稳定；观测过程中仪器各轴系保持稳定。实际的观测条件非常复杂，会受到以下条件的影响：外界的自然条件；仪器本身存在的误差；与观测员有关的观测误差。外界因素的影响01PART一、外界因素的影响（一）大气状况对目标成像质量的影响1、目标的成像稳定性主要取决于视线通过近地大气层（简称大气层）密度的变化情况大气密度变化稳定，则成像稳定；反之则不稳定。大气密度变化愈剧烈，则目标像愈抖动。夜间日升太阳中天日落夜间外界因素的影响01PART一、外界因素的影响2、目标成像的清晰度

目标成像是否清晰主要取决于大气的透明程度，也就是取决于大气中对光线散射作用的物质（如尘埃、水蒸气等）的多少。

日出太阳中天上午下午日落夜间最佳观测时段：日出约1小时后~太阳中天前约2小时；太阳中天后约2小时~日落前约1小时；整个夜间。外界因素的影响01PART（三）温度变化对视准轴的影响

如果在观测时仪器受太阳光的直接照射，则由于仪器的各部分受热不均匀，膨胀也不相同，致使仪器产生变形，各轴线间的正确关系不能保证，从而影响观测的精度。采用“按时间对称排列”的观测顺序，可消除仪器受温度变化的影响。1、观测时使上、下半测回的照准目标次序相反，并保持一个方向操作的均匀性。2、观测时应撑伞。外界因素的影响01PART（四）照准目标的相位差

照准目标如果是圆柱形实体，如木杆、标心柱，则在阳光照射下会有阴影，圆柱上分为明亮和阴暗的两部分。

视线较长时，当背景较阴暗时，往往十字丝照准明亮部分的中线；当背景比较明亮时，十字丝却照准了阴暗部分的中线。因此，最好半数测回在上午观测，半数测回在下午观测。外界因素的影响01PART（五）觇标内架或三脚架扭转的影响在地面上观测时，仪器通常安放在三脚架上，在高标上观测时，仪器则安放在觇标内架的观测台上。当温度发生变化，脚架(或觇标)扭转。与仪器基座相固连的水平度盘也会随之变动，给水平方向观测带来误差影响。假定在一测回的观测过程中，觇标内架或三脚架的扭转是匀速发生的，采用“按时间对称排列”的观测程序也可以减弱这种误差对水平角的影响。避免在日出、日落前后及温度、湿度有显著变化的时间段内观测。仪器误差01PART二、仪器误差仪器误差可分为两方面：A、三轴误差，主要轴线的几何关系不正确所产生的几何结构误差。如视准轴误差、水平轴倾斜误差、垂直轴倾斜误差。B、机械结构误差。制造误差、校准误差、传动误差。仪器误差01PART1、水平度盘位移的影响前已讨论，照准部旋转时带动仪器基座产生弹性扭曲，会使水平度盘发生位移，从而给水平方向观测值带来系统性的误差影响。依顺时针方向旋转照准部时，会使读数偏小；而依逆时针方向旋转照准部时，会使读数偏大。仪器误差01PART1、水平度盘位移的影响如果在半测回中保持照准部的旋转方向不变，则各照准目标的观测值中含有符号相同、大小基本相等的误差影响。规定：上半测回以顺时针方向旋转照准部，依次照准各目标，下半测回以逆时针方向旋转照准部，按相反的次序照准各目标。仪器误差01PART2、水平微动螺旋作用不正确的影响由于水平微动螺旋反作用力弹簧老化，使得“旋进”与“旋出”效果不一样。规定：用微动螺旋瞄准目标时，旋转方向必须采用“旋进”。注：右图为垂直制动与垂直微动机构仪器误差01PART3、光学测微器隙动差的影响隙动差是测微器的测微盘和活动的光学零件之间的转动存在着间隙而产生的读数误差。随着仪器使用时间的增长，测微器机械传动部分的磨损增大，“旋进读数”“旋出读数”的差异将更大。规范规定，在使用测微器进行读数时，应使测微器“旋进”而终止。观测误差01PART三、观测误差1、读数误差读数误差主要表现为重合误差，其精度主要取决于测微器质量；重合一次中误差：J10.3秒;J21.0秒；措施：一次瞄准，两次重合读数。2、照准误差影响因素：人眼、外界因素；措施：多测回，使照准误差具有随机误差性质。观测误差01PART精密测角的一般原则1.选择最佳观测时段。一定要在通视良好，成像稳定和清晰时进行，提高照准精度。有条件时可在不同时段内完成，尽力减弱旁折光和相位差的影响。2.一测回内禁止两次调焦。观测前要认真调焦，消除视差，在一测回中不得改变望远镜的焦距，以免由于视准轴的变动而引起视准轴误差的变化。观测误差01PART精密测角的一般原则3.各测回应配置不同的度盘初始位置。这样可以削弱水平度盘分划的长周期误差和短周期误差，以及测微尺的分划误差。4.观测时必须采用仪器的盘左和盘右两个位置进行，盘左观测上半测回，盘右观测下半测回，取上、下半测回的平均值作为最后观测值，这样可以消除仪器视准轴误差和水平轴倾斜误差的影响。并计算2C以检核观测质量。观测误差01PART精密测角的一般原则5.采用与时间对称排列的观测程序，在一测回观测中，要求下半测回照准目标的先后次序和上半测回相反，消除或减弱与时间成比例均匀变化的误差影响，如温度变化对视准轴的影响、觇标内架或三脚架的扭转等。6.每半测回开始前，照准部应向将要旋转的方向先转1~2周；在半测回观测过程中，照准部不得有相反方向转动，这样可以削弱照准部对度盘的带动误差和脚螺旋空隙带动误差的影响。观测误差01PART精密测角的一般原则7.使用照准部水平微动螺旋和测微