第3章全站仪观测误差

• 测量模式第2页菜单中，选择“改正”， 进入EDM（电子测距）菜单。
EDM 温度： 15 ℃ 气压： 1013 hPa ppm： 0 0ppm 编辑
EDM 温度： 气压： ppm： 0ppm
15 ℃ 1013 hPa 0 编辑
如果不顾及气象 改正，只需要选 择“0ppm”，仪 器恢复为标准气 象条件（15 ℃ ， 1013hPa）。
加常数误差产生原因
.发光管的发射面、接收面与仪器中心不重 合 • 反射棱镜的等效发射面与棱镜中心不重 合 • 内光路相位延迟 • 电子元件相位延迟
加常数的检测
该项检测应在固定基线上进行，没有条 件时可以按以下步骤检测： 在平坦场地上选 择相距100米左右 的A、B两点 Байду номын сангаас在A、B上分别安 置全站仪和棱镜
C
c c cos
视准轴误差的检验
• 四分之一法（见《土木工程测量学教程（ 上册）》P.54） • 读数法 读数法检验的步骤： • 盘左 瞄准目标A(A为平点，竖直角近似 为0 °)，读数为L； • 盘右 瞄准目标A，读数为R，则 c＝R-L-180°
全站仪视准轴误差的自动检测
• 检验时，全站仪采用程序化处理，自动
OK
三、观测误差的消减
• 对中误差 对中偏差小于1mm • 对点误差 对点偏差小于1mm 注意垂准杆立直 • 照准误差 精确照准棱镜中心
四、环境影响的误差消减
• 大气情况的影响 ——注意防止旁折光 • 温度变化的影响 ——使用遮阳伞，防止仪器不均匀变形
§3—2 测距误差及其消减方法
一、全站仪距离观测的误差来源：
NO YES
•显示稳定后，按 “YES”，存储 X1,Y1 屏幕显示X和Y方向 上的原改正数和新 改正数
• 若XY均在400± 20范围内，按“NO”对 原改正值进行更新后返回“仪器常数” 菜单 • 继续进行检验，直至XY均不超过± 20”
偏差值 • 按“ESC”键退 X -0°00’13” 回“仪器常数” Y 0°00’04” 屏幕 HAR 182°02’10” 盘左读数：
第3章 全站仪观测误差
由于震动、温度变化等因素，仪器的状态 会发生变化，导致观测误差变大。
在仪器第一次使用之前、进行精密测量 之前、长途运输之后、长期使用前后、温 度变化超过10°C时都应该进行检验。
测角误差——视准轴误差、横轴误差、 竖轴误差 测距误差——固定误差、比例误差
§3—1 测角误差及其消减方法
NO YES
二、横轴误差和竖轴误差
• 横轴不垂直于竖轴的误差 i 称为横轴误差 。 • 横轴误差对方向观测值的影响为：
1 i tg
• 由于仪器未严格整平而使竖轴不在竖直位置， 竖轴偏离铅垂线一微小角度，这就是竖轴倾 斜误差。 • 竖轴倾斜误差不是仪器方面的误差，而是由 于仪器安置不正确所致。 • 消除这项误差应仔细安置仪器。
2
R
O
垂直角斜距改平原理
2.2 测角误差修正
1、双轴自动补偿系统：
铅垂线 视准轴 水平轴
垂直轴 vT
v
X
X
vL
Y
Y
垂直轴倾斜及分量
2.2 测角误差修正
2、水平方向观测中的轴系误差修正
Hz0 Hz C cos(90 V ) i tan(90 V ) v cos tan(90 V )
再选“视准差测定”进 入视准差测定屏幕
仪器常数 倾斜 X400 Y400 视准差测定
视准差测定 ZA: 30°00’45” HAR： 60°48’00” 盘左读数：
OK
选择“YES”设置视 准轴误差改正数
盘左精确照准一个 固定点后，按 “OK” 盘右精确照准同一 固定点后，按 “OK” 视准差测定 EL: - 0°00’15” V OFF： 0°00’10”
全站仪观测水平角的误差来源：
一）仪器误差 1、视准轴误差 2、横轴误差 二）观测误差 1、对中误差 2、对点误差 三）外界条件的影响 1、大气情况的影响 3、竖轴误差 3、照准误差
2、温度变化的影响
一、视准轴误差
C
• 视准轴CC不垂直于横轴HH
的误差c称为视准轴误差
c H H
• 随竖直角的变化，视准误 差对水平方向观测值的影 响也随之变化，其关系为
仪器误差 ——加常数误差 、乘常数误差、周期误差 观测误差 ——对中误差、对点误差 外界条件的影响 ——大气折光、空气透光率、背景反射、电磁 场干扰
一、加常数误差
• 什么是仪器常数？ 所谓仪器常数包括仪器加常数和乘常数。 加常数是由于仪器电子中心与其机械中 心不重合而形成的；
而乘常数主要是由于测距频率偏移其标 准值而产生的。
Y偏差=（Y1+Y2）/2
•X偏差和Y偏差均应在± 20”内，否则应校正
校正步骤
偏差值 X -0°01’23” Y 0°00’04” HAR 184°14’50” 盘左读数： OK
• 按“OK”存储XY值并 将水平读盘置零，屏 幕显示“盘右读数” • 根据显示的平盘读数 转动照准部180° 偏差值 当前 X400 Y400 新值 X408 Y396
对“温度”、 “气压”进行编辑 ，然后按“OK”键 ，仪器自动计算气 象改正数，并存储 起来。
二、 全站仪误差自动修正技术
2.1 测距误差修正
相位法测距基本公式： 1、气象改正（n0 n）: 2、频率改正（ f0 f ）:
c D 4fn Dn D(n0 n) f0 f D f D f
A B
测定A、B两点间的距离10次，并计算平均 值AB
仪器安置在A、B中间的C点
精确测定CA、 CB距离各10次 计算距离加常数： K=AB-(CA+CB)
A C B
重复以上步骤，测定2~3次加常数，如果 均在标称精度内，无需校正；反之送修。
二、乘常数误差
• 产生原因：石英晶体振荡器频率漂移 • 检测方法：专业检定机构检测 • 频率偏差过大时，对所测距离进行改正：
2.2 测角误差修正
5、照准部偏心差误差修正 确定绝对编码度盘测角精度的要素： 1、CCD阵列个数：1-4个（参见下图）
2、偏心改正：使用本厂专用的角度计量仪器TPM对其全站仪度盘的残
余偏心差进行确定（度盘偏心的幅度，度盘偏心的相位角）。
本章重点
• • • • • 全站仪观测误差的来源； 角度观测误差的类型； 测角误差的检验和校正； 距离观测误差的类型； 测距误差的检验和校正。
仪器常数 倾斜 X400 Y400 视准差测定
• 等显示稳定后 读取自动补偿倾 角值X1,Y1。
• 照准部平转 180°，稍候。 • 等显示稳定后 读取自动补偿倾 角值X2,Y2。
偏差值 X -0°01’23” Y 0°00’04” HAR 184°14’50” 盘左读数：
OK
•计算零点偏差值：
X偏差=（X1+X2）/2
开关 组合 方式 补偿器 改正数 水平角（Hz0）
ON OFF ON OFF
垂直角（V0）
参考基 准
1 2 3 4


Hz-C/cos-itgvcostg Hz Hz-C/cos-itg Hz
V-I+ vL
V-I+ vL V-I V-I
铅垂线 铅垂线 垂直轴 垂直轴
2.2 测角误差修正
3、垂直角观测中的轴系误差修正
补偿器零位 O1
铅垂线 垂直轴 vL iL L
I
V
O2 垂直度盘参考零位
望远镜视准轴
补偿器
全站仪垂直角显示（V0）
参 考基准
开（ON）
关（OFF）
V – I + vL
V-I
铅垂线
垂直轴
垂直角测量示意图
2.2 测角误差修正
4、补偿及改正开/关（ON/OFF）的不同选择对全站仪测角的影响
计算出视准误差。 • 不同型号的仪器，或采用菜单，或采用 指令进行检验操作。虽菜单、指令不尽 相同，但基本方法是一致的。 • 下面以索佳SET610为例予以说明。
在“配置”模式下进入“设置”菜单，选择“仪器 常数” SET610 SOKKIA 设置 No. 观测条件 Ver. ×××-×××-×× 仪器设置 ×××-×××-×× 仪器常数 文件 JOB1 通讯参数 单位设置 测量 内存 配置
倾斜传感器零点误差检校
• 全站仪横轴和竖轴有微小倾斜时，仪器内 部的倾斜传感器可以进行自动校正。 • 倾斜传感器的零点必须正确。 • 当仪器精确整平后，倾角的显示值应该接
近零，否则说明存在传感器零点误差，需
要校正。
检验步骤
• 检校照准部水准管。 • 精确整平仪器。 • 在测量菜单下，按2次“置零”，将水平 方向值设置成0°00’00”。
F(动态 ) F0 K1 t K 2 t 2 K 3 t 3
3、常数改正:
DC C R D
2.1 测距误差修正
4、斜平改正：
DH D cos a D(2 ) sin
C C
A

D
D—斜距观测值；
B
DH
—垂直角观测值； —地球弯曲改正项， D cos /( 2R) ； —大气垂直折光改正项， K D cos /(2R) ； k—大气垂直折光系数，k=0.12或0.2 ； R—地球曲率半径，R6371km。
设置成 0°00’00” 按2次
•在“配置”模式下进入“设置”菜单，选 择“仪器常数”
SET610 SOKKIA No. Ver. ×××-×××-×× ×××-×××-×× 文件 JOB1 测量 内存 配置
设置 观测条件 仪器设置 仪器常数 通讯参数 单位设置
•显示X和Y方向上的当 前改正值，选取“倾斜 XY”后回车，并稍候
df
f1 f 0 D f0
f1——检测确定的实际频率 f0——仪器的标称频率
三、气象参数
• 仪器的测尺长度是在一定的标准气象条件 下确定的 • 精密测距时，要根据野外实际的气象条件 进行气象改正 • 气象改正数与气温、气压有关 • 全站仪可以根据输入的气温、气压，对测 距结果进行自动改正
SOKKIA SET610气象参数设置