精密测角水准 误差来源及消除

精密测角的误差来源及影响

1）外界条件影响：

（1）、大气密度的变化和大气透明度对目标成像质量的影响

大气密度的变化对目标成像稳定性的影响

大气透明度对目标成像清晰的影响

选择有利的观测时间，一般晴天在日出1小时后的1～2小

时内和下午3～4点钟到日落前1小时为最佳观测时间。

（2）、水平折光的影响

视线避免靠近平行山坡，大河方向。

选择有利的观测时间。

（3）、照准目标的相位差

采用微相位照准圆筒，上下午各观测半数测回

（4）、温度变化对视准的影响

采用按时间对称排列的观测程序观测。上半测回顺时针，下半测回逆时针。

（5）、外界条件对觇标内架稳定性的影响：主要是温度变化造成

。采用按时间对称排列的观测程序观测。上半测回顺时针，下半

测回逆时针。

2）仪器误差的影响

（1）水平度盘位移的影响：旋转时仪器弹性扭曲造成度盘微小位移

。上半测回顺时针，下半测回逆时针。

（2）照准部旋转不正确的影响：竖轴与轴套间隙过小或过大。照准

部偏心差，测微器行差。重合法读数。

（3）照准部水平微动螺旋作用不正确的影响：测微器弹簧不能及时

到位。照准时，微动螺旋最后为旋进方向。

（4）、垂直微动螺旋作用不正确的影响

照准时，不使用垂直微动，直接手动照准。

3）、照准和读数误差的影响

认真操作，重合法读数，多测回观测。

5．精密测角的一般原则

根据前面所讨论的各种因素对测角精度的影响规律，为了最大限度地减弱或消除各种误差的影响。在精密测角时应遵循下列原则：

①观测应在目标成像清晰、稳定的有利于观测的时间进行，以提高照准精度和减小旁折光的影响。

②观测前应认真调好焦距，消除视差。在一测回的观测过程中不得重新调焦，以免引起视准轴的变动。

③各测回的起始方向应均匀地分配在水平度盘和测微分划尺的不同位置上．以消除或减弱度盘分划线和测微分划尺的分划误差的影响。

④在上、下半测回之间倒转望远镜，以消除和减弱视难轴误差、水平轴倾斜误差等影响，同时可以由盘左、盘右读数之差求得两倍视准误差2c，借以检核观测质量。

⑤上、下半测回照准目标的次序应相反，并使观测每一目标的操作时间大致相同，即在一测回的观测过程中，应按与时间对称排列的观测程序，其目的在于消除或减弱与时间成比例均匀变化的误差影响，如觇标内架或三脚架的扭转等。

⑥为了克服或减弱在操作仪器的过程中带动水平度盘位移的误差，观测前照准部按规定的转动方向先预转1—2周。

⑦使用照准部微动螺旋和测微螺旋时，其最后旋转方向均应为旋进。

⑧为了减弱垂直轴倾斜误差的影响，观测过程中应保持照准部水准器气泡居中。当使用J1型和J2型经纬仪时，若气泡偏离水准器中央一格时，应在测回间重新整平仪器，这样做可以使观测过程中垂直轴的倾斜方向和倾斜角的大小具有偶然性，可望在各测回观测结果的平均值中减弱其影响。

精密水准测量的误差

1)、i 角误差（视准轴与水准轴不平行的误差）

⑴与视距成正比。

⑵一个测站的影响

⑶一个测段的影响：

由此可见，在i 角保持不变的情况下。一个测站上的前后视距

相等或一个测段的前后视距总和相等，则在观测高差中由于i 角

的误差影响可以得到消除。

⑷ 但在实际作业中，要求前后视距完全相等是困难的。下面讨论前后视距不等差的容许值问题。视距差的规定，视距累积差的规定i=15″,δs=0.1mm 由上式可得

2） φ 角误差的影响（仪器垂直轴倾斜造成）

当仪器不存在i 角，则在仪器的垂直轴严格垂直时，交叉误差φ并不影响在水准标尺上的读数，因为仪器在水平方向转动时，视准轴与水准轴在垂直面上的投影仍保持互相平行，因此对水准测量并无不利影响。但当仪器的垂直轴倾斜时，如与视准轴正交的方向倾斜一个角度，那么这时视准轴虽然仍在水平位置，

但水准轴两端却产生倾斜、从而水准气泡偏离居中位置，仪器在水平方向转动时、水准气泡将移动，当更新调整水准气泡居中进行观测时，视准轴就会偏离水平位置而倾斜，显然它将影响在水准标尺上的读数。为了减少这种误差对水准测量成果的影响．应对水准仪上的圆水准器进行检验与校正和对交叉误差φ进行检验与校正。

3)、水准尺每米长度误差

f —水准标尺每米间隔平均真长误差

对一个测站高差应加的改正数

对一个测段高差应加的改正数

4)、水准尺零点差

两水准标尺的零点误差不等，设a ，b 水准标尺的零点误差分别为Δa 和Δb,它们都会在水准标尺上产生误差。

如下图所示，在测站Ⅰ上顾及两水准标尺的零点误差对前后视水准标尺上读数b1，a1的影响，则测站Ⅰ的观测高差为

ρδ''-''=1)(前后s s i s ∑∑∑''-''=ρδ1)(前后s s i s ()m i s s s 4.1≈'''

'≤-ρδ前后hf f =δ∑

∑=h f f δb a b a b b a a h ∆+∆--=∆--∆-=)()()(111112

在测站Ⅱ上，顾及两水准标尺零点误差对前后视水准标尺上读数a2,b2的影响，则测站Ⅱ的观测高差为

则1﹑3点的高差，即I 、Ⅱ测站所测高差之和为

由此可见，尽管两水准标尺的零点误差 , 但在两相邻测站的观测高差之和中，抵消了这种误差的影响，故在实际水准测量作业中各测段的测站数目应安排成偶数，且在相邻测站上使两水准标尺轮流作为前视尺和后视尺。

5）、温度变化对i 角的影响

在观测的较短时间内，由于受温度的影响，i 角与时间成比例地均匀变化，可采用改变观测程序的方法来消弱其影响：

（1）两相邻测站I ，Ⅱ于基本分划如按下列①，②，③，④程序观测。即

在测站 I 上：①后视 ②前视

在测站Ⅱ上：③前视 ④后视

则由上图可知，对测站I ， Ⅱ观测高差的影响分别为—S(i2-i1)

和+S(i4-i3)，S 为视距， i1， i2，i3，i4，为每次读数变化了的I

角。

a b a b a a b b h ∆+∆--=∆--∆-=)()()(222223)

()(2211231213a b b a h h h -+-=+=