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经纬仪/全站仪/水准仪误差分析和校准

时间:2013-09-23浏览:责任编辑:四川拓图测绘仪器

一、误差分类

1、仪器构造误差

1)视准轴误差的影响,盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。

2)横轴不水平误差的影响,盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。

3)纵轴误差的影响

  • 纵轴误差的影响不仅随观测目标的垂直角的增大而增大,且与横轴所处的方向有关;
  • 盘左盘右取平均不能消除该项误差。

4)照准部偏心差的影响在度盘对径方向上读取读数而取平均值的方法及盘左、盘右读数的平均值都可消除该项误差的影响。

5)其他仪器误差的影响 度盘刻划不均匀误差,竖盘指标差。

2、与观测者有关的误差

1)仪器对中误差 

2)目标偏心误差

3)照准误差

4)读数误差

3、与外界条件有关的误差

1)温度的变化

2)大风的影响

3)大气折光

4)大气透明度 

5)地面稳定性

二、经纬仪

误差分析:

有六项主要误差,即:

(1)安平水准器轴垂直于竖轴误差;

(2)十字丝竖丝与铅垂线平行误差;

(3)视准轴垂直于横轴误差;

(4)横轴垂直于竖轴误差——i角误差;

(5)竖盘指标差误差;

(6)2C误差。

(7)光学对中器的检校

(8)圆水准器的检校(次要)

前六项主要误差校正,是在不存在度盘偏心差前提下进行的、否则需先校正度盘偏心差。

三、水准仪

水准仪分类:电子水准仪、自动安平水准仪、微倾式水准仪

误差分析:

(1)圆水准器轴平行于仪器的竖轴误差;

(2)十字丝的中丝应垂直于仪器的竖轴误差;

(3)水准管轴 应平行于视准轴误差 。

水准仪应满足上述各项条件,在水准测量之前,应对水准仪进行认真的检验与校正。

水准仪的i角误差定义:

水准仪的视准轴在垂直方向与水准轴的夹角,换言之:水准仪的视准轴不水平,也就是横轴不垂直于竖轴——i角误差;

如何校正水准仪的i角误差?

原 因:仪器本身的结构与外业工作条件的变化所致,仪器中的十字丝是固定在上下的V形槽中,下面的V形槽由弹簧支撑着,上面是一个压紧调节螺丝。由于因内部与 外界环境条件的变化,如温度、湿度、震动的变化它会产生i角微小的变化,或者,由于其它内应力的变化而产生不同程度的变化所致。仪器经过长途运输、仪器经 过长期作业、仪器操作环境的不断变化、均可能使水准仪的i角发生变化,所以,经常性地、自觉地、定期地检查与检校水准仪的i角以确保水准仪测量精度。

检测i角误差的方法:

1)将水准仪置平在二支水准标尺的中间,仪器距标尺约30米或40米,前后大约等距离,读取标尺上的读数得到二点的高差值。

2)搬迁仪器至二支标尺的一内侧或外侧均可,此时,仪器至标尺的距离分别为近距离的标尺只是几米,而远距离的标尺已是几十米。同样,测量这二点的高差值,如果二次测得的高差相等,说明仪器i角为零。高差不等就说明仪器存在着i角的误差。

四、全站仪

全站仪是由测距装置和测角装置两大部分组成的,也就是说是经纬仪和水准仪的集合,所以全站仪的误差检校与经纬仪和水准仪是一样的,这里就简单的提一下。

测距原理:全站仪是由测距主板(发射板)发射波长、频率比较固定的光波,通过棱镜反射到全站仪接收板,经中频板进行处理,得到带测距信号的光电信号,再由测距主板CPU进行处理比较,得到我们要求的距离。

影响测距精度的几个因素:

1.i角(垂直角误差)

2.2C值(水平角误差)

3.棱镜常数

仪器显示输入的棱镜常数必须与使用的棱镜常数一致,如不符需重新输入。

4.气压、温度

仪器显示的气压和温度大致和仪器所处测量地的气压和温度保持一致,如不符需重新输入,仪器自动计算ppm值。

5.测距精度加常数、乘常数:

表示:±(A+Bppm×D)mm ,D是测量距离,单位是km

A是与测量距离长短无关的误差,就是我们通常说的加常数,是该仪器的固定误差,主要是由仪器加常数的测定误差、对中误差、测相误差造成的,固定误差与测量的距离没有关系,即:不管测量的实际距离多远,全站仪都将存在不大于该值的固定误差;

B 是与测量距离长短有关的误差,也就是我们通常说的乘常数,是一个随机误差。A+Bppm,它反映的是全站仪或者测距仪的标称测距精度。Bppm×Dkm代 表比例误差,其中的B是比例误差系数,它主要由仪器频率误差、大气折射率误差引起的。ppm是百万分之(几)的意思,随着实际测量距离的变化,仪器的比例 误差部分也就按比例的变化。例如:对于一台测距精度为1mm+2ppm的全站仪或者测距仪,当被测量距离为1公里时,仪器的测距精度为 1mm+2ppm×1(公里)=3mm,也就是说,全站仪测距1公里,最大测距误差不大于3mm. 特别指出的是,标称测距精度是一中误差极限的概念,也就是说,每台全站仪或者测距仪测距误差不得超过生产厂家提供的标称精度。标称精度不是每个仪器的实际 精度。据实际统计资料表明,相当多的徕卡型号的全站仪、测距仪的实际精度都高于标称精度一倍以上。

6.补偿器精度

补偿器功能是对垂直角和水平角进行弥补,来保障全站仪在使用过程中产生偏斜时,垂直角和水平角的准确性。

7.格网因子

格网因子是指全站仪在进行坐标测量、坐标放样时的比例尺,一般比为1。

8.坐标输入顺序

一般全站仪坐标输入方式有两种:NEZ和ENZ,实际坐标输入的方式和全站仪选的输入方式需一致,否则会出现飞点或跑点情况。

不同情况测距不准的校正方法:

1.一般测距时,加常数测定及校正

全站仪显示加常数(仪器常数)为A,测量距离为Smm,实际距离为S′mm,则误差△S=(S-S′)mm,则加常数改为A-△S即可。

2.一般测距时,出现一个随机误差(与测距长度有关)

结合固定误差,进行乘常数的调整。

3.一般测距准确,坐标测量、放样不准

出现这一情况,只需检查全站仪设置菜单中的格网因子和坐标输入顺序是否正确,反之则进行相应的调整即可。

4.一般测距,出现出大数、跳数、E31、E33等错误提示时,应和公司维修部直接联系。

5.i角、2c误差和经纬仪、水准仪相同。

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