《應(yīng)用大地測(cè)量學(xué)》第四章-大地測(cè)量觀測(cè)技術(shù)

1、第四章 大地測(cè)量觀測(cè)技術(shù),中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),第四章 大地測(cè)量觀測(cè)技術(shù),應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),大地測(cè)量的基本任務(wù)： ————地面點(diǎn)空間位置 ————重力傳統(tǒng)的測(cè)量方法： ————天文測(cè)量 ————三角測(cè)量 ————導(dǎo)線測(cè)量 ———

2、—幾何水準(zhǔn)測(cè)量主要觀測(cè)元素： ————角度 ————距離 ————高差,,第一節(jié)精密角度測(cè)量,第四章 大地測(cè)量觀測(cè)技術(shù),第一節(jié) 精密角度測(cè)量?jī)x器第二節(jié) 角度觀測(cè)誤差分析第三節(jié) 方向觀測(cè)法第四節(jié) 垂直角測(cè)量第五節(jié) 精密距離測(cè)量第六節(jié) 精密水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器及其檢驗(yàn)第七節(jié) 精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)與概算第八節(jié) GPS測(cè)量第九節(jié) 天文測(cè)量

3、簡(jiǎn)介第十節(jié) 重力測(cè)量簡(jiǎn)介,第四章 大地測(cè)量觀測(cè)技術(shù),第一節(jié) 精密角度測(cè)量?jī)x器第二節(jié) 角度觀測(cè)誤差分析第三節(jié) 方向觀測(cè)法第四節(jié) 垂直角測(cè)量第五節(jié) 精密距離測(cè)量第六節(jié) 精密水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器及其檢驗(yàn)第七節(jié) 精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)與概算第八節(jié) GPS測(cè)量第九節(jié) 天文測(cè)量簡(jiǎn)介第十節(jié) 重力測(cè)量簡(jiǎn)介,§4.1 精密角度測(cè)量?jī)x器,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造§4.1.2 光學(xué)測(cè)微器與對(duì)

4、徑重合讀數(shù)法§4.1.3 常用的J1、J2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀§4.1.4 電子經(jīng)緯儀,,第一節(jié)精密角度測(cè)量,§4.1 精密角度測(cè)量?jī)x器,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),我國光學(xué)經(jīng)緯儀系列分為：J1、J2、J6等級(jí)別。 J為經(jīng)緯儀漢語拼音第一個(gè)字母，下標(biāo)表示儀器室內(nèi)檢定時(shí)一測(cè)回水平方向觀測(cè)中誤差。,,第一節(jié)精密角度測(cè)量,§4.1 精密角度測(cè)量?jī)x器,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀

5、的基本構(gòu)造§4.1.2 光學(xué)測(cè)微器與對(duì)徑重合讀數(shù)法§4.1.3 常用的J1、J2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀§4.1.4 電子經(jīng)緯儀,,第一節(jié)精密角度測(cè)量,§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,———望遠(yuǎn)鏡 ———讀數(shù)設(shè)備———水準(zhǔn)器———軸系,第一節(jié)精密角度測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,1、望遠(yuǎn)鏡組成：物鏡、調(diào)焦鏡、十字絲分劃板、目鏡,§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)

6、造,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,等效物鏡的光心與十字絲中心的連線稱為望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸。 望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦時(shí)，調(diào)焦透鏡沿著望遠(yuǎn)鏡內(nèi)壁來回移動(dòng)。如果調(diào)焦透鏡不是沿著平行于光軸的直線運(yùn)動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致視準(zhǔn)軸改變方向，給方向觀測(cè)成果帶來誤差。 結(jié)論：規(guī)定一個(gè)測(cè)回內(nèi)不得重新調(diào)焦。微分上式得：,§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,2、水準(zhǔn)器（1）作用——使經(jīng)緯儀的垂直軸與測(cè)站鉛垂線一致。（2）圓水準(zhǔn)器——用于

7、粗平。,§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,2、水準(zhǔn)器（3）管水準(zhǔn)器——用于精平。冰點(diǎn)低、流動(dòng)性強(qiáng)、附著力小的液體（酒精、硫酸醚）。（4）水準(zhǔn)器格值τ”——一個(gè)分格（2mm）所對(duì)的圓心角。決定了靈敏度。防止太陽照射儀器，防止手指觸摸水準(zhǔn)管。,§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,3、讀數(shù)設(shè)備 （1）度盤（2）光學(xué)測(cè)微器（3）讀數(shù)顯微鏡,§4.1.1 精密

8、光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,3、讀數(shù)設(shè)備 （1）水平度盤 玻璃制成，安置在儀器及做到垂直軸套上，儀器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不得轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)。 度盤是量測(cè)角度的標(biāo)準(zhǔn)器，其圓周刻劃著等間距的分劃線，兩相鄰分劃線間的角值稱為格值。精密測(cè)角一起的度盤直徑75～160mm，格值4’～20’。如圖4-5。,§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,3、讀數(shù)設(shè)備 （1）水平度盤 度盤分化誤差主要表現(xiàn)為系

9、統(tǒng)誤差，其中沿度盤全局逐漸變化，形成以圓周為周期的周期性誤差，稱為長(zhǎng)周期誤差；以度盤上一小弧段，約20’～1°為周期，并在圓周上多次重復(fù)出現(xiàn)的周期性誤差，稱為短周期誤差。,§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,3、讀數(shù)設(shè)備 （1）水平度盤 為減弱周期誤差對(duì)方向觀測(cè)到影響，規(guī)范規(guī)定，在方向觀測(cè)中，各方向觀測(cè)中，各測(cè)回之間應(yīng)變換度盤位置。一般按照下式進(jìn)行配置：m為測(cè)回?cái)?shù)，ω為度盤格值的

10、一半。,§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（2）光學(xué)測(cè)微器。 用于讀取不足一個(gè)刻劃格值的讀數(shù)，精密經(jīng)緯儀采用雙光學(xué)零件的測(cè)微器，按對(duì)徑重合讀數(shù)法讀取讀數(shù)，可讀到1”～0.1”。,§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（3）讀數(shù)顯微鏡窗口。 測(cè)微尺分劃像 度盤對(duì)徑分劃像,§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,4、軸系（1）照準(zhǔn)部（

11、望遠(yuǎn)鏡、讀數(shù)設(shè)備、水準(zhǔn)器、垂直度盤）旋轉(zhuǎn)時(shí)，保證軸線定向不變。（2）照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)軸心、度盤刻度中心、度盤旋轉(zhuǎn)中心應(yīng)一致，否則，將產(chǎn)生照準(zhǔn)部偏心差、度盤偏心差。,§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,4、軸系（3）由于軸與軸套間的間隙，以及受到以及間隙中的潤(rùn)滑油作用，照準(zhǔn)部相對(duì)于正確的旋轉(zhuǎn)軸線位置也會(huì)產(chǎn)生偏差，稱為定向偏差。 定向偏差造成照準(zhǔn)部在旋轉(zhuǎn)過程中搖晃、歪斜或平移，這種現(xiàn)象叫做照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)不正

12、確。,§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造,§4.1 精密角度測(cè)量?jī)x器,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造§4.1.2 光學(xué)測(cè)微器與對(duì)徑重合讀數(shù)法§4.1.3 常用的J1、J2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀§4.1.4 電子經(jīng)緯儀,,第一節(jié)精密角度測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,1、轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微器測(cè)微輪時(shí)，測(cè)微尺移動(dòng)，同時(shí)，對(duì)徑分劃影像上下按相反方向移動(dòng)。測(cè)微尺全長(zhǎng)對(duì)應(yīng)上下對(duì)徑分

13、劃的半個(gè)分格。2、光學(xué)測(cè)微器有雙平板玻璃、雙光楔等類型。,§4.1.2 光學(xué)測(cè)微器與對(duì)徑重合讀數(shù),§4.1 精密角度測(cè)量?jī)x器,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造§4.1.2 光學(xué)測(cè)微器與對(duì)徑重合讀數(shù)法§4.1.3 常用的J1、J2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀§4.1.4 電子經(jīng)緯儀,,第一節(jié)精密角度測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,1、J1級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀－T3水平度盤最小格值

14、4′測(cè)微尺最小格值0.2″,§4.1.3 常用的J1、J2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,2、J2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀－T2,§4.1.3 常用的J1、J2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,3、J2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀－Zeiss010,§4.1.3 常用的J1、J2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀,§4.1 精密角度測(cè)量?jī)x器,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.1.1 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造§4.1.2 光學(xué)測(cè)微器與對(duì)徑重

15、合讀數(shù)法§4.1.3 常用的J1、J2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀§4.1.4 電子經(jīng)緯儀,,第一節(jié)精密角度測(cè)量,§4.1.4 電子經(jīng)緯儀,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,電子經(jīng)緯儀：安置有電子掃描度盤，在微處理控制下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)字測(cè)角的經(jīng)緯儀。電子速測(cè)儀：將電子經(jīng)緯儀、光電測(cè)距儀和存儲(chǔ)器集成在一起，在微處理器控制下，能同時(shí)測(cè)定和顯示距離、水平角和垂直角，并能對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行各種改正、計(jì)算和記錄地面點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)的電子測(cè)量?jī)x器。俗

16、稱全站儀。,§4.1.4 電子經(jīng)緯儀,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,1、構(gòu)成：光學(xué)部件、機(jī)械部件、電子掃描度盤、 電子傳感器、微處理機(jī)；2、光柵度盤：固定與移動(dòng)光柵探測(cè)器3、工作原理：,第四章 大地測(cè)量觀測(cè)技術(shù),第一節(jié) 精密角度測(cè)量?jī)x器第二節(jié) 角度觀測(cè)誤差分析第三節(jié) 方向觀測(cè)法第四節(jié) 垂直角測(cè)量第五節(jié) 精密距離測(cè)量第六節(jié) 精密水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器及其檢驗(yàn)第七節(jié) 精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)與概算第八節(jié) GPS測(cè)量第九節(jié) 天文測(cè)量簡(jiǎn)介第

17、十節(jié) 重力測(cè)量簡(jiǎn)介,§4.2 角度觀測(cè)誤差分析,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.2.1 外界條件引起的誤差§4.2.2 儀器誤差§4.2.3 觀測(cè)誤差§4.2.4 精密測(cè)角的一般原則,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.2 角度觀測(cè)誤差分析,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.2.1 外界條件引起的誤差§4.2.2 儀器誤差§4.2.3 觀測(cè)誤差

18、67;4.2.4 精密測(cè)角的一般原則,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.2.1 外界條件引起的誤差,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),外界條件主要指觀測(cè)時(shí)大氣的溫度、濕度、密度、太陽照射方位及地形、地物等因素。,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),水平折光影響,,微分折光——實(shí)際照準(zhǔn)方向與理想方向的微小夾角δ。大氣垂直折光——微分折光在鉛垂面上的分量。大氣水平折光——微分折光在水平面上的分量。,§4.2.1 外界條件引起的誤差

19、,§4.2 角度觀測(cè)誤差分析,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.2.1 外界條件引起的誤差§4.2.2 儀器誤差（難點(diǎn)）§4.2.3 觀測(cè)誤差§4.2.4 精密測(cè)角的一般原則,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.2.3 儀器誤差,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,§4.2.2 儀器誤差,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),（一）視準(zhǔn)軸誤差,,視準(zhǔn)軸——物鏡光心和十字絲中心的連線。視準(zhǔn)軸誤差——視準(zhǔn)軸不垂

20、直于水平軸。,對(duì)水平觀測(cè)方向的影響：△c=c／cosα,§4.2.2 儀器誤差,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),（一）視準(zhǔn)軸誤差,,盤左：視準(zhǔn)軸偏向正確方向左側(cè)，（c為負(fù)），正確方向讀數(shù)A比有誤差讀數(shù)L小： A = L - △c 盤右：視準(zhǔn)軸偏向正確方向右側(cè)，（c為正），正確方向讀數(shù)A比有誤差讀數(shù)R大： A = R + △c  A=（L+R）／2,C對(duì)方向觀測(cè)值的影響△c ，盤左盤右大小相等、

21、符號(hào)相反，取讀數(shù)中數(shù)可消除視準(zhǔn)軸誤差的影響。前提：c值在盤左、盤右觀測(cè)期間保持穩(wěn)定 ——規(guī)定一測(cè)回內(nèi)不得重新調(diào)焦）,影響規(guī)律：,§4.2.2 儀器誤差,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),（一）視準(zhǔn)軸誤差,,C對(duì)方向觀測(cè)值的影響△c，隨著α的增大而增加。當(dāng)觀測(cè)方向?yàn)樗綍r(shí)， α=0，△c = c,大地測(cè)量邊長(zhǎng)較長(zhǎng)，α大多在0°左右： α ≈ 0， △c ≈ c， L - R ≈2c即：同一測(cè)

22、回中，同一目標(biāo)的盤左盤右讀數(shù)之差等于2c。,對(duì)于2c互差規(guī)范規(guī)定：一測(cè)回中各方向2c值互差，J1不超過9”，J2不超過13”。 對(duì)于2c自身大小規(guī)范規(guī)定：J1不超過20”，J2不超過30”。,影響規(guī)律：,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),（二）水平軸誤傾斜差,,水平軸傾斜誤差——水平軸不垂直于垂直軸產(chǎn)生 i,§4.2.2 儀器誤差,對(duì)方向觀測(cè)值的影響：△i=itanα,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),（二）水平軸誤傾斜差,,盤左：水平軸傾斜左低右高取i為負(fù)，

23、正確讀數(shù)A比有誤差△i 的讀數(shù)L?。?#160; A = L - △i   盤右：水平軸傾斜左高右低i為正，正確讀數(shù)A比有誤差△i 的讀數(shù)R大： A = R + △i,§4.2.2 儀器誤差,盤左盤右取平均，可消除水平軸傾斜誤差的影響。 正確讀數(shù)：A=（L+R）/2,影響規(guī)律：,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),（二）水平軸誤傾斜差,,§4.2.2 儀器誤差,△i=itanα △i大小

24、既與i有關(guān)，也與α有關(guān)，α大，則△i大，α=0， 則△i=0，此時(shí)水平軸誤差對(duì)方向觀測(cè)值沒有影響。,影響規(guī)律：,盤左正確讀數(shù)：A = L - △c - △i盤右正確讀數(shù)：A = R + △c + △i 則 L - R = 2△c + 2△i,規(guī)范規(guī)定：某方向α超過±3°，則該方向2c互差可按同一觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)的相鄰測(cè)回進(jìn)行比較。即：它的2c可以不與△i影響小的方向比，而與該方向在相鄰測(cè)回中的2c比

25、。,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),（三）垂直軸誤傾斜差,,垂直軸傾斜誤差——垂直軸本身不豎直。,§4.2.2 儀器誤差,偏離鉛垂線位置的角度v對(duì)方向觀測(cè)值的影響：△v =itanα i =vcosβ△v = v cosβtanα,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),（三）垂直軸誤傾斜差,,V的方向和大小不隨照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)而變；△v的正負(fù)號(hào)不因盤左盤右而改變，即盤左盤右觀測(cè)不能消除△v。,§4.2.2 儀器誤差,影響規(guī)律：,垂直軸傾斜誤差對(duì)方向觀

26、測(cè)值的影響△v與垂直軸傾斜角v、照準(zhǔn)目標(biāo)的垂直角α、觀測(cè)目標(biāo)的方位β都有關(guān)系。,方法：觀測(cè)中特別注意垂直軸具有鉛垂位置，水準(zhǔn)管氣泡不得偏移 ±3°，各測(cè)回間重新整置一起，是氣泡居中。,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),（三）垂直軸誤傾斜差,,△v =itanα = nτ″tanαn為氣泡偏離格數(shù)，τ″為格值。,§4.2.2 儀器誤差,傾斜改正數(shù)的計(jì)算：,§4.2.3 儀器誤差,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),

27、,§4.2 角度觀測(cè)誤差分析,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.2.1 外界條件引起的誤差§4.2.2 儀器誤差§4.2.3 觀測(cè)誤差§4.2.4 精密測(cè)角的一般原則,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,§4.2.3 觀測(cè)誤差,§4.2 角度觀測(cè)誤差分析,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.2.1 外界條件引起的誤差§4.2.2 儀器誤差

28、67;4.2.3 觀測(cè)誤差§4.2.4 精密測(cè)角的一般原則,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.2.3 精密測(cè)角的一般原則,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),（1）盤左盤右兩個(gè)位置進(jìn)行觀測(cè)，取上、下半測(cè)回平均值作為最后觀測(cè)值，消除儀器視準(zhǔn)軸誤差和水平軸傾斜誤差影響。（2）一測(cè)回中，下半測(cè)回照準(zhǔn)目標(biāo)的先后次序和上半測(cè)回相反，削弱儀器腳架扭轉(zhuǎn)、因氣溫引起視準(zhǔn)軸變化和基座扭轉(zhuǎn)引起的度盤帶動(dòng)等誤差影響。（3）每半測(cè)回開始前，照準(zhǔn)部向?qū)⒁?/p>

29、轉(zhuǎn)的方向先轉(zhuǎn)1～2周；半測(cè)回觀測(cè)過程中，照準(zhǔn)部不得有相反方向運(yùn)動(dòng)，削弱照準(zhǔn)部對(duì)度盤的帶動(dòng)誤差和腳螺旋空隙帶動(dòng)誤差影響。（4）測(cè)微螺旋、水平微動(dòng)螺旋的最后操作應(yīng)為“旋進(jìn)”，削弱測(cè)微器、微動(dòng)螺旋的隙動(dòng)誤差。,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.2.3 精密測(cè)角的一般原則,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),（5）各測(cè)回的起始方向應(yīng)均勻分布在度盤和測(cè)微器的各個(gè)位置上，削弱水平度盤分劃的長(zhǎng)周期誤差和短周期誤差，以及測(cè)微尺的分劃誤差。（6）觀測(cè)前認(rèn)真對(duì)焦，

30、消除視差，一測(cè)回中不得改變望遠(yuǎn)鏡焦距，以免由于視準(zhǔn)軸的變動(dòng)而引起視準(zhǔn)軸誤差變化。（7）整平儀器時(shí)，照準(zhǔn)部氣泡應(yīng)嚴(yán)格居中，一測(cè)回觀測(cè)中氣泡偏差過大時(shí)應(yīng)停止觀測(cè)，重新整置儀器；當(dāng)目標(biāo)垂直角較大時(shí)，應(yīng)在測(cè)回之間重新整置儀器。（8）觀測(cè)要在通視良好、成像穩(wěn)定和清晰時(shí)進(jìn)行。有條件可在不同時(shí)段內(nèi)完成，盡力減弱旁折光和相位差。,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,第四章 大地測(cè)量觀測(cè)技術(shù),第一節(jié) 精密角度測(cè)量?jī)x器第二節(jié) 角度觀測(cè)誤差分析第三節(jié) 方向觀測(cè)

31、法第四節(jié) 垂直角測(cè)量第五節(jié) 精密距離測(cè)量第六節(jié) 精密水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器及其檢驗(yàn)第七節(jié) 精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)與概算第八節(jié) GPS測(cè)量第九節(jié) 天文測(cè)量簡(jiǎn)介第十節(jié) 重力測(cè)量簡(jiǎn)介,§4. 3 方向觀測(cè)法,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.3.1 方向觀測(cè)法的程序和規(guī)則§4.3.2 觀測(cè)手簿的記載§4.3.3 觀測(cè)限差§4.3.4 觀測(cè)成果的取舍和整理,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4

32、. 3 方向觀測(cè)法,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.3.1 方向觀測(cè)法的程序和規(guī)則§4.3.2 觀測(cè)手簿的記載§4.3.3 觀測(cè)限差§4.3.4 觀測(cè)成果的取舍和整理,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.3.1 方向觀測(cè)法的程序和規(guī)則,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),方向觀測(cè)法——在三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)中，一點(diǎn)周圍有三個(gè)以上方向。方向觀測(cè)法是在一測(cè)回內(nèi)把測(cè)站上所有觀測(cè)方向，先盤左位置依次觀測(cè)，再盤右位置依次觀測(cè)

33、，取盤左、盤右平均值作為各方向的觀測(cè)值。,,第三節(jié)方向觀測(cè),§4.3.1 方向觀測(cè)法的程序和規(guī)則,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),盤左位置順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，依次照準(zhǔn)A、B、C、D、E、A，讀取觀測(cè)值，稱為上半測(cè)回；然后縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤右位置逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，仍從A開始，依次照準(zhǔn)A、E、D、C、B、A并讀數(shù)，稱為下半測(cè)回。上、下兩個(gè)半測(cè)回合起來稱為一個(gè)測(cè)回。 觀測(cè)到起始方向常稱為零方向。要求每半測(cè)回觀測(cè)閉合到零方向（目的在于監(jiān)測(cè)觀

34、測(cè)過程中水平度盤有無方位變動(dòng)），此時(shí)上、下半測(cè)回構(gòu)成一個(gè)閉合圓，所以這種觀測(cè)又稱為全圓觀測(cè)法，這種閉合操作稱為“歸零”。 當(dāng)方向數(shù)不超過3個(gè)時(shí)，由于半測(cè)回持續(xù)時(shí)間較短，可以不歸零。方向數(shù)只有2個(gè)時(shí)，方向觀測(cè)法也就是測(cè)回法。,,第三節(jié)方向觀測(cè),應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,§4.3.1 方向觀測(cè)法的程序和規(guī)則,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),觀測(cè)規(guī)則,,1、零方向的選擇（距離適中、通視良好、成像清晰）；2、調(diào)焦、消除視差。照準(zhǔn)零方向，安置度盤位置

35、；（每一測(cè)回開始前進(jìn)行）3、上、下半測(cè)回照準(zhǔn)目標(biāo)的次序相反；4、半測(cè)回開始前，照準(zhǔn)部按規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)1-2周；5、微動(dòng)螺旋、測(cè)微螺旋最后保持旋進(jìn)方向；6、一測(cè)回觀測(cè)中，氣泡不得偏離一格。,§4.3.1 方向觀測(cè)法的程序和規(guī)則,§4. 3 方向觀測(cè)法,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.3.1 方向觀測(cè)法的程序和規(guī)則§4.3.2 觀測(cè)手簿的記載§4.3.3 觀測(cè)限差§4.3.

36、4 觀測(cè)成果的取舍和整理,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.3.2 觀測(cè)手簿的記載,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,1、盤左（上半測(cè)回）由上而下，觀測(cè)每一目標(biāo)照準(zhǔn)一次，讀數(shù)兩次，取平均值作為觀測(cè)值；2、盤右（下半測(cè)回）由下而上，觀測(cè)每一目標(biāo)照準(zhǔn)一次，讀數(shù)兩次，取平均值作為觀測(cè)值；3、歸零差的計(jì)算；4、兩倍視準(zhǔn)軸2c的計(jì)算；5、各方向平均值的計(jì)算；6、方向值計(jì)算（起始方向值為零度零分零秒）；7、凡記錯(cuò)度、分以及算錯(cuò)，可整齊劃去，在其

37、上方填寫正確數(shù)字，不得涂檫。,表4-1 水平方向觀測(cè)手簿,,,,表4-3水平方向觀測(cè)記簿,表4-3 水平方向觀測(cè)記簿,§4. 3 方向觀測(cè)法,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.3.1 方向觀測(cè)法的程序和規(guī)則§4.3.2 觀測(cè)手簿的記載§4.3.3 觀測(cè)限差§4.3.4 觀測(cè)成果的取舍和整理,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.3.3 觀測(cè)限差,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,§4.

38、 3 方向觀測(cè)法,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.3.1 方向觀測(cè)法的程序和規(guī)則§4.3.2 觀測(cè)手簿的記載§4.3.3 觀測(cè)限差§4.3.4 觀測(cè)成果的取舍和整理,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.3.3 觀測(cè)成果的取舍和整理,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（1）一測(cè)回內(nèi)2c互差或同一方向測(cè)回互差超限重測(cè)超限方向并聯(lián)測(cè)零方向；（2）零方向2c互差或下半測(cè)回歸零差超限，該測(cè)回應(yīng)全部重測(cè)；一測(cè)回中重

39、測(cè)方向數(shù)超過測(cè)站方向數(shù)的1/3時(shí)，也重測(cè)全部測(cè)回；（3）全部基本測(cè)回中，重測(cè)的方向測(cè)回?cái)?shù)超過全部方向測(cè)回總數(shù)的1/3時(shí)，全部成果重測(cè)；（4）基本測(cè)回和重測(cè)成果均應(yīng)記入記簿；（5）重測(cè)數(shù)計(jì)算方法：測(cè)站全部方向測(cè)回總數(shù)為（n-1）m，基本測(cè)回中，重測(cè)一個(gè)超限方向算作一個(gè)方向測(cè)回；零方向超限重測(cè)整個(gè)測(cè)回算作n-1個(gè)方向測(cè)回。（6）測(cè)站平差：求各方向值的算術(shù)平均值。,第四章 大地測(cè)量觀測(cè)技術(shù),第一節(jié) 精密角度測(cè)量?jī)x器第二節(jié) 角度觀測(cè)誤

40、差分析第三節(jié) 方向觀測(cè)法第四節(jié) 垂直角測(cè)量第五節(jié) 精密距離測(cè)量第六節(jié) 精密水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器及其檢驗(yàn)第七節(jié) 精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)與概算第八節(jié) GPS測(cè)量第九節(jié) 天文測(cè)量簡(jiǎn)介第十節(jié) 重力測(cè)量簡(jiǎn)介,§4. 4 垂直角測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.4.1 垂直度盤原理與垂直角計(jì)算§4.4.2 垂直角觀測(cè)方法§4.4.3 垂直角觀測(cè)成果的檢核,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4. 4 垂

41、直角測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.4.1 垂直度盤原理與垂直角計(jì)算§4.4.2 垂直角觀測(cè)方法§4.4.3 垂直角觀測(cè)成果的檢核,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.4.1 垂直度盤原理與垂直角計(jì)算,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（一）垂直度盤原理 1、垂直度盤與水平軸正交，能隨望遠(yuǎn)鏡俯仰運(yùn)動(dòng)； 2、指標(biāo)水準(zhǔn)器固定不動(dòng)。視準(zhǔn)軸水平時(shí)，指標(biāo)90°； 3、指標(biāo)差——指標(biāo)水準(zhǔn)器氣泡居中，指標(biāo)實(shí)際位

42、置與設(shè)計(jì)位置的微小夾角。,第四節(jié)垂直角測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（二）J2級(jí)經(jīng)緯儀垂直角和指標(biāo)差計(jì)算公式 J2級(jí)經(jīng)緯儀垂直度盤0°～360 °順時(shí)針方向全圓注記，視準(zhǔn)軸水平時(shí)，讀數(shù)指標(biāo)指向90 °。垂直角公式： ——推導(dǎo)見P94下。 α=（R-L）/2-90°指標(biāo)差公式： i=（L+R）/2-180°,§4.4.1 垂直度盤原理與垂

43、直角計(jì)算,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（三）J1級(jí)經(jīng)緯儀垂直角和指標(biāo)差計(jì)算公式以Wild T3經(jīng)緯儀為例，讀數(shù)指標(biāo)安置在水平位置，視準(zhǔn)軸水平時(shí)讀數(shù)為90 °，逆時(shí)針方向55 °～125 °注記，對(duì)徑180 °處注記相同，注記名義值比格值實(shí)際值減小1倍， 55 °～125 °之間的實(shí)際值為140 °。 ——推導(dǎo)見P94下。垂直角公式：

44、 α= L - R指標(biāo)差公式： i=（L+R）-180°,§4.4.1 垂直度盤原理與垂直角計(jì)算,§4. 4 垂直角測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.4.1 垂直度盤原理與垂直角計(jì)算§4.4.2 垂直角觀測(cè)方法§4.4.3 垂直角觀測(cè)成果的檢核,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.4.2 垂直角觀測(cè)方法,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（一）中絲法（單絲法）

45、 1、盤左，水平中絲照準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)平指標(biāo)水準(zhǔn)器氣泡，讀取垂直度盤讀數(shù)L。 2、盤右，水平中絲照準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)平指標(biāo)水準(zhǔn)氣泡，讀度盤讀數(shù)R。 3、計(jì)算指標(biāo)差i和垂直角α。 見表4-4：,表4-4　垂直角觀測(cè)記錄、計(jì)算（中絲法）,,,表4-4 垂直角觀測(cè)記錄、計(jì)算（中絲法）,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（二）三絲法 以三根水平絲為準(zhǔn)，依次照準(zhǔn)同一目標(biāo)。 1、盤左，按上、中、下三絲依次照準(zhǔn)目標(biāo)。調(diào)平氣泡后，讀數(shù)L上、L中、L下。

46、 2、盤右，按上、中、下三絲依次照準(zhǔn)目標(biāo)。調(diào)平氣泡后，讀數(shù)R下、R中、R上。 3、記錄按表4-5格式。注意盤左由上往下，盤右由下往上記錄。 4、計(jì)算指標(biāo)差i和垂直角α。,§4.4.2 垂直角觀測(cè)方法,表4－5　垂直角觀測(cè)的記錄、計(jì)算,表4-5 垂直角觀測(cè)記錄（三絲法）,§4. 4 垂直角測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.4.1 垂直度盤原理與垂直角計(jì)算§4.4.2 垂直角觀測(cè)方法§

47、;4.4.3 垂直角觀測(cè)成果的檢核,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.4.3 垂直角觀測(cè)成果的檢核,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,測(cè)角三角高程對(duì)垂直角觀測(cè)的要求,,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,,表2  測(cè)距三角高程對(duì)垂直角觀測(cè)和要求,§4.4.3 垂直角觀測(cè)成果的檢核,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,,重測(cè)原則： 垂直角和指標(biāo)差的互差超限時(shí)，應(yīng)分情況進(jìn)行重測(cè)： ——若一水平絲所測(cè)某一方向的垂直角或指標(biāo)差互差超限，則此方向需用中絲

48、重測(cè)一測(cè)回； ——若用三絲法在同一方向一測(cè)回中有兩根水平絲所測(cè)結(jié)果超限，則該方向需用中絲重測(cè)兩個(gè)測(cè)回，或用三絲法重測(cè)一個(gè)測(cè)回。,§4.4.3 垂直角觀測(cè)成果的檢核,第四章 大地測(cè)量觀測(cè)技術(shù),第一節(jié) 精密角度測(cè)量?jī)x器第二節(jié) 角度觀測(cè)誤差分析第三節(jié) 方向觀測(cè)法第四節(jié) 垂直角測(cè)量第五節(jié) 精密距離測(cè)量第六節(jié) 精密水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器及其檢驗(yàn)第七節(jié) 精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)與概算第八節(jié) GPS測(cè)量第九節(jié) 天文測(cè)量簡(jiǎn)介第十節(jié) 重

49、力測(cè)量簡(jiǎn)介,第五節(jié) 精密距離測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,距離測(cè)量是大地測(cè)量的一項(xiàng)重要工作。20世紀(jì)50年代國家大地網(wǎng)測(cè)量中使用因瓦基線尺直接丈量基線或其擴(kuò)大邊，確定大地網(wǎng)的起算邊長(zhǎng)；70年代以后，開始使用光電測(cè)距儀進(jìn)行精密距離測(cè)量，廣泛用于導(dǎo)線測(cè)量中的邊長(zhǎng)觀測(cè)；近10余年來，隨著GPS技術(shù)的迅速普及，中、遠(yuǎn)距離的測(cè)量已經(jīng)由GPS測(cè)量所取代。目前，高精度的較短距離測(cè)量在導(dǎo)線測(cè)量、特殊工程測(cè)量以及對(duì)高精度的大地網(wǎng)的檢測(cè)測(cè)量中還有應(yīng)用。本節(jié)主要介

50、紹光電相位式測(cè)距儀的基本結(jié)構(gòu)、測(cè)距原理和測(cè)距成果的整理計(jì)算。,,第五節(jié)精密距離測(cè)量,§4. 5 精密距離測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理§4.5.2 全站儀§4.5.3 電磁波測(cè)距誤差分析§4.5.4 測(cè)距的作業(yè)要求和成果轉(zhuǎn)換,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4. 5 精密距離測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理

51、§4.5.2 全站儀§4.5.3 電磁波測(cè)距誤差分析§4.5.4 測(cè)距的作業(yè)要求和成果轉(zhuǎn)換,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,,（一）長(zhǎng)度基準(zhǔn) 1、國際長(zhǎng)度基準(zhǔn) “檔案米”——過巴黎地球子午線的四千萬分之一的長(zhǎng)度——國際米原器——沿用71年 1960年11屆國際計(jì)量大會(huì)——氪-86原子輻射波長(zhǎng)的1650763.73倍的長(zhǎng)度； 1983年

52、第17屆國際計(jì)量大會(huì)規(guī)定：光在真空中，在 1/299792458 秒的時(shí)間間隔內(nèi)經(jīng)過的距離為1米。 2、我國的長(zhǎng)度基準(zhǔn) 我國采用國際適用單位m。,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（二）距離的測(cè)量方式 1、用因瓦基線尺丈量距離 在平坦地面上，用24m長(zhǎng)的因瓦基線尺一尺接一尺地懸空丈量?jī)牲c(diǎn)間的基線長(zhǎng)度。拉力一定，丈量結(jié)果中加入尺長(zhǎng)改正、溫度改正、懸鏈線改正，可達(dá)幾十萬～一百萬分之一的相對(duì)精度。 丈量前用水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)定每個(gè)尺段兩

53、端點(diǎn)的高差，進(jìn)行傾斜改正，以得到基線的水平長(zhǎng)度。 我國天文大地網(wǎng)的起算邊長(zhǎng)主要是采用茵瓦基線尺丈量確定。,,§4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理,距離測(cè)量?jī)x器：因瓦基線尺、電磁波測(cè)距儀,,衛(wèi)星激光測(cè)距儀,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（二）距離的測(cè)量方式2、電磁波測(cè)距 分類:紅外、微波、激光測(cè)距 范圍:幾米——幾十公里 精度:10-5——10-6 基本原理：D=(1/2)c·t,,

54、67;4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,2、電磁波測(cè)距（1）兩種方式 脈沖式測(cè)距——測(cè)距儀發(fā)射脈沖波，被目標(biāo)返回后，由儀器接收，測(cè)出脈沖往返傳播時(shí)間t。測(cè)程遠(yuǎn)時(shí)，其精度不如相位式的精度高。 相位式測(cè)距——測(cè)距儀發(fā)射正弦調(diào)制波，反射后由儀器接收，測(cè)出調(diào)制波在往返距離上的相位差，推算出距離，精度可達(dá)1—2cm。,,§4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,3、電磁波測(cè)距（2）相位式

55、測(cè)距分類按測(cè)程分有短程（15km）按精度分為Ⅰ級(jí)（每km中誤差≤5mm）、Ⅱ級(jí)（5—10mm）、 Ⅲ級(jí)（10—20mm）按載波頻率分為光波（光速、紅外、激光）、微波、多載波,,§4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（三）相位式測(cè)距原理 1、相位式測(cè)距基本公式相位差：φ=ωt=2πft，得t=φ/2πf，則因φ=N 2π+△φ，λ=c/f， 意義：用半波長(zhǎng)電測(cè)尺，測(cè)

56、了N尺段和不足一尺段的尾數(shù)△N。,,相位式測(cè)距原理,§4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（三）相位式測(cè)距原理 2、相位式測(cè)距原理示意圖,,§4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（三）相位式測(cè)距原理 3、N值確定基本原理（1）直接測(cè)尺頻率方式儀器中有精測(cè)尺、粗測(cè)尺固定頻率。精測(cè)頻率 f1=15MHz，λ1/2=c/2f1=10m，量出米、分米、厘米、毫米的位數(shù)。粗測(cè)精度 f

57、2=150kHz，λ2/2=c/2f2=1000m，量出百米、十米、米、分米的位數(shù)。組合起來，加上已知概略距離的公里數(shù)，得完整的距離讀數(shù)。,,§4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（三）相位式測(cè)距原理 3、N值確定基本原理（2）間接測(cè)尺頻率方式 原因：測(cè)程較長(zhǎng)，粗、精測(cè)尺頻率相差懸殊，電路中放大器的增益和相對(duì)穩(wěn)定性難于一致。 采用一組數(shù)值接近的測(cè)尺頻率，用其差頻頻率作為粗測(cè)頻率，放大器對(duì)各

58、種頻率增益相近。,,§4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（三）相位式測(cè)距原理 3、N值確定基本原理（2）間接測(cè)尺頻率方式例：精測(cè)頻率 f1=15MHz，λ1/2=10m，測(cè)得如 5.67mf2=0.9f1, f1-f2=1.5MHz，λ2/2=100m，測(cè)得如 45.6mf3=0.99f1, f1-f3=0.15MHz, λ3/2=1000m，測(cè)得如 345mf4=0.999f1, f1-f4=

59、0.015MHz, λ4/2=10000m，測(cè)得如 2340mf5=0.9999f1, f1-f5=0.0015MHz, λ5/2=100000m，測(cè)得如 12300m組合后,得距離12345.67m。,,§4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理,§4. 5 精密距離測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理§4.5.2 全站儀§4.5.3 電磁波測(cè)距誤差分析&#

60、167;4.5.4 測(cè)距的作業(yè)要求和成果轉(zhuǎn)換,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.5.2 全站儀,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,全站儀最早出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代末，它將電子測(cè)距、電子測(cè)角和微處理機(jī)結(jié)合成一個(gè)整體，能自動(dòng)記錄、存儲(chǔ)并具備某些固定計(jì)算程序。因?yàn)樵谝粋€(gè)測(cè)站點(diǎn)能快速進(jìn)行三維坐標(biāo)測(cè)量、定位和自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)等工作，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量和數(shù)據(jù)處理過程的電子化和一體化，所以稱為“全站型電子速測(cè)儀”，或簡(jiǎn)稱“全站儀”（Total station

61、）。,,§4.5.2 全站儀,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,1 全站儀基本結(jié)構(gòu)： 電子測(cè)角 電子測(cè)距 電子補(bǔ)償 微機(jī)處理：微處理器、存儲(chǔ)器、輸入、輸出,,自動(dòng)全站儀：自動(dòng)識(shí)辨、照準(zhǔn)、跟蹤目標(biāo)，又稱測(cè)量機(jī)器人。 徠卡公司生產(chǎn)的TPS1100系列全站儀（TCA2003自動(dòng)全站儀）,,§4.5.2 全站儀,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,2 全站儀精度及等級(jí) 全站儀精度由測(cè)角精度和測(cè)距精度共同決定。在

62、設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)測(cè)距和測(cè)角精度的匹配采用“等影響”的原則，即：,,取D=1～2km，ρ〃=206265，則有表4-7?！秶矣?jì)量檢定規(guī)程》（JJG100-94）將全站儀劃分為四個(gè)精度等級(jí)，見表4-8.,§4.5.2 全站儀,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,3 全站儀參數(shù)設(shè)置 （1）氣象改正： （2）棱鏡常數(shù)改正： （3）儀器加常數(shù)改正：,,§4. 5 精密距離測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.5.1

63、距離測(cè)量方式及其原理§4.5.2 全站儀§4.5.3 電磁波測(cè)距誤差分析§4.5.4 測(cè)距的作業(yè)要求和成果轉(zhuǎn)換,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.5.3 電磁波測(cè)距誤差分析,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（一）測(cè)距誤差種類分析方法：從原理公式——相位測(cè)距基本公式,,測(cè)距誤差分析,依據(jù)協(xié)方差傳播率：,§4.5.3 電磁波測(cè)距誤差分析,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),（一）測(cè)距誤差種類,,測(cè)距誤差分析,利用

64、誤差傳播定律，再顧及到儀器加常數(shù)測(cè)定誤差mk，對(duì)中或歸心改正誤差me，由高差測(cè)量誤差mh引起斜距化為平距的誤差 ，儀器內(nèi)部信號(hào)之間的串?dāng)_引起的與距離成周期變化的周期誤差mR，則有：,其中，與距離成比例增大的稱為——比例誤差；與距離無關(guān)的稱為——固定誤差。,mD為測(cè)距中誤差，mm；a為固定誤差，mm；b為比例誤差系數(shù)，mm/km；D為距離值，km。,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（二）比例誤差 1、真空中光速c0的誤差  

65、 ，對(duì)測(cè)距影響可忽略不計(jì)。 2、大氣折射率n的誤差 大氣中的光速為 ，可見大氣折射率的變化將使光在大氣中的傳播速度發(fā)生變化，將引起測(cè)距誤差。溫度t、氣壓p及濕度e產(chǎn)生的測(cè)距誤差比率約：19：7.4：1。 3、調(diào)制頻率的誤差 誤差來源：（1）儀器制造時(shí)頻率校正不精確；（2）晶振頻率不穩(wěn)定。 措施：測(cè)前對(duì)晶振頻率進(jìn)行測(cè)定、校正或測(cè)定后計(jì)算頻率改正。,,,§4.5.3 電磁波測(cè)距誤差

66、分析,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（三）固定誤差 1、相位差△φ的測(cè)定誤差 與測(cè)相電路本身的穩(wěn)定性和測(cè)相器件對(duì)時(shí)間的分辨率有關(guān)，其誤差大小<±1個(gè)最小顯示單位,可以多測(cè)幾組取平均值，減小測(cè)相誤差影響。 幅相誤差，即接收信號(hào)強(qiáng)弱使其幅度變化引起的測(cè)距誤差。儀器電路設(shè)有幅度自動(dòng)控制系統(tǒng)，使信號(hào)幅度保持在一定范圍。 發(fā)射光束相位不均勻引起照準(zhǔn)誤差。發(fā)射光束相位不均勻使信號(hào)強(qiáng)度不同，引起照準(zhǔn)誤差。采取措施：調(diào)整望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸和發(fā)射、

67、接收光軸三軸平行；在信號(hào)最強(qiáng)時(shí)測(cè)距。,,§4.5.3 電磁波測(cè)距誤差分析,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（三）固定誤差 2、儀器常數(shù)誤差 儀器加常數(shù)——實(shí)測(cè)結(jié)果與已知基線長(zhǎng)度之間存在固定不變的常數(shù)。 作業(yè)前應(yīng)精確測(cè)定儀器加常數(shù)，測(cè)定不準(zhǔn)會(huì)帶來誤差。 測(cè)距時(shí)應(yīng)注意儀器與反射鏡配套使用。,,§4.5.3 電磁波測(cè)距誤差分析,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（三）固定誤差3、對(duì)中誤差

68、 安置儀器和反光鏡時(shí)，應(yīng)使中心位置位于地面標(biāo)志中心的鉛垂線上。用經(jīng)過檢查的光學(xué)對(duì)中器，線量偏差：±3mm～ ±1mm 。,,§4.5.3 電磁波測(cè)距誤差分析,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（四）周期誤差 周期誤差——儀器內(nèi)部信號(hào)串?dāng)_引起的以距離為周期重復(fù)出現(xiàn)的誤差。測(cè)距信號(hào)E1與串?dāng)_信號(hào)E2有一定的相位差φ，合成信號(hào)EK，引起附加相位誤差△φ，隨φ不同（距離不同）近似成正弦規(guī)律變化。措施：（1）強(qiáng)信號(hào)時(shí)測(cè)距；

69、 （2）測(cè)定周期誤差，其振幅值較大時(shí)加改正。,,§4.5.3 電磁波測(cè)距誤差分析,§4. 5 精密距離測(cè)量,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),§4.5.1 距離測(cè)量方式及其原理§4.5.2 全站儀§4.5.3 電磁波測(cè)距誤差分析§4.5.4 測(cè)距的作業(yè)要求和成果轉(zhuǎn)換,,第二節(jié)角度觀測(cè)誤差分析,§4.5.4 測(cè)距的作業(yè)要求和成果轉(zhuǎn)換,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（一

70、）測(cè)距作業(yè)及有關(guān)規(guī)定 1、測(cè)距邊的選設(shè)（1）測(cè)距邊最好在儀器的最佳測(cè)程內(nèi)（2）測(cè)線高出地面或障礙物1.3m以上，離開高壓線2～5m（3）測(cè)線避免通過發(fā)熱體或水面上空，避免背景反光物體（4）測(cè)距中避開外界電磁場(chǎng)干擾（5）測(cè)距邊高差過大時(shí)，應(yīng)精確測(cè)定兩端的高差和高程，保證測(cè)距邊的化算精度。,,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（一）測(cè)距作業(yè)及有關(guān)規(guī)定 2、測(cè)距的主要技術(shù)要求,,§4.5.4 測(cè)距的作業(yè)要求和成果轉(zhuǎn)換,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),

71、,（一）測(cè)距作業(yè)及有關(guān)規(guī)定 3、測(cè)距作業(yè)中的注意事項(xiàng)（1）在大氣穩(wěn)定、成像清晰條件下進(jìn)行；（2）氣象儀表置于通風(fēng)、陰涼、與儀器同高處；（3）預(yù)熱，電池電壓符合要求，回光信號(hào)較強(qiáng)；（4）使用配套的反射鏡（與檢定時(shí)相同）；選取合適的棱鏡個(gè)數(shù)；中間不能出現(xiàn)兩個(gè)棱鏡；觀測(cè)中停止對(duì)講機(jī)通話；（5）儀器防曬，專人保養(yǎng)、看護(hù)；測(cè)距儀和反射器都要打傘。,,§4.5.4 測(cè)距的作業(yè)要求和成果轉(zhuǎn)換,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（二）距離觀測(cè)值的

72、改正計(jì)算換算為儀器中心至反光鏡中心的斜距。 1、氣象改正△Dn（1）輸入氣象因子后，儀器自動(dòng)改正；（2）按公式計(jì)算氣象改正（注意不同儀器氣象改正公式不同）； 2、周期誤差改正 按△Dφ=A sin（θ+φi）計(jì)算，式中 3、儀器常數(shù)改正 △DK=K，其值由檢測(cè)結(jié)果給出。 4、頻率改正,,§4.5.4 測(cè)距的作業(yè)要求和成果轉(zhuǎn)換,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),,（三）測(cè)距成果的換算 1、斜距換算至標(biāo)石中心的歸心計(jì)

73、算,,§4.5.4 測(cè)距的作業(yè)要求和成果轉(zhuǎn)換,2、斜距化為平距,應(yīng)用大地測(cè)量學(xué),（三）測(cè)距成果的換算 3、平距化至橢球面上,,§4.5.4 測(cè)距的作業(yè)要求和成果轉(zhuǎn)換,近似公式：,式中，d為斜距，h為兩點(diǎn)高差，Hm為兩點(diǎn)高程平均值，RA為A點(diǎn)處橢球平均曲率半徑。（用于10km內(nèi)距離化算）,弧長(zhǎng)S：,弦長(zhǎng)S0：,近似公式：,式中，ym為A、B兩點(diǎn)高斯平面y坐標(biāo)的平均值，R同上RA。,′,（三）測(cè)距成果的換算4、橢球面