經(jīng)緯儀三軸誤差

1、13.4精密光學(xué)經(jīng)緯儀的儀器誤差及其檢驗和校正前面幾節(jié)具體介紹了光學(xué)經(jīng)緯儀的主要部件及其相互關(guān)系。儀器的制造和安裝不論如何精細，也不可能完全滿足理論上對儀器各部件及其相互幾何關(guān)系的要求，加之在儀器使用過程中產(chǎn)生的磨損、變形，以及外界條件對儀器的影響，必然給角度測定結(jié)果帶來誤差影響。這種因儀器結(jié)構(gòu)不能完全滿足理論上對各部件及其相互關(guān)系的要求而造成的測角誤差稱為儀器誤差。儀器誤差包括三軸誤差(視準軸誤差、水平軸傾斜誤差、垂直軸傾斜誤差)，照

2、準部旋轉(zhuǎn)誤差，分劃誤差(水平度盤分劃誤差、測微盤分劃誤差)以及光學(xué)測微器行差等。本節(jié)將介紹這些誤差的產(chǎn)生原因，消除或減弱其影響的措施及檢驗方法。3.4.1三軸誤差三軸誤差由3.1知，經(jīng)緯儀的三軸（視準軸、水平軸、垂直軸）之問在測角時應(yīng)滿足一定的幾何關(guān)系，即視準軸與水平軸正交，水平軸與垂直軸正交，垂直軸與測站鉛垂線一致。當這些關(guān)系不能滿足時，將分別引起視準軸誤差、水平軸傾斜誤差、垂直軸傾斜誤差。1視準軸誤差（1）視準軸誤差及其產(chǎn)生原因望遠

3、鏡的物鏡光心與十字絲中心的連線稱為視準軸。假設(shè)儀器已整置水平(即垂直軸與測站鉛垂線一致)，且水平軸與垂直軸正交，僅由于視準軸與水平軸不正交——即實際的視準軸與正確的視準軸存在夾角C，稱為視準軸誤差。如圖3—26。當實際的視準軸偏向垂直度盤一側(cè)時，C為正值，反之C為負值。產(chǎn)生視準軸誤差的原因是由于安裝和調(diào)整不正確，使望遠鏡的十字絲中心偏離了正確的位置，造成視準軸與水平軸不正交，從而產(chǎn)生了視準軸誤差。此外，外界溫度的變化也會引起視準軸的位置

4、變化，產(chǎn)生視準軸誤差。（2）視準軸誤差對觀測方向值的影響及消除影響的方法視準軸誤差C對觀測方向值的影響為C?（3?cosCC??10）式中：為觀測目標的垂直角。?由的表達式可知：C?1）的大小不僅與C的大小成正比，而且與觀測目標的垂直角有關(guān)。當越大C???時，△C也越大，反之就越?。划?0時，=C。?C?2）盤左觀測時，實際視準軸位于正確視準軸的左側(cè)，使正確的方向值L0比含有視準軸誤差的實際方向值L小，即C?CLL???0縱轉(zhuǎn)望遠鏡，以

5、盤右觀測同一目標時，實際視準軸在正確視準軸的右側(cè)，顯然此時對方向值的影響恰好和盤左時的數(shù)值相同，符號相反，即正確的方向值較有誤差的方向值R圖326視準軸誤差3交使水平軸傾斜一個小角i，稱為水平軸傾斜誤差，見圖328。引起水平軸傾斜誤差的主要原因是：在儀器安裝、調(diào)整時不完善，致使儀器水平軸兩支架不等高；或者水平軸兩端的直徑不相等。（2）水平軸傾斜誤差對觀測方向值的影響及消除影響的方法水平軸傾斜誤差對觀測方向值的影響為ii?（314）?ta

6、n???ii式中：為觀測目標的垂直角。?由的表達式可知：i?1）的大小不僅與的大小成正比，而且與觀測i?i目標的垂直角有關(guān)，當越接近于90，亦越大，??i?當=0時，則=0?i?2）上述情況為盤左時，由于水平軸傾斜，使視準軸偏向垂直度盤一側(cè)，正確的方向值L0較有誤差的方向值L小，即i?iLL???0（315）縱轉(zhuǎn)望遠鏡，在盤右位置觀測時，正確讀數(shù)較有誤差的讀數(shù)為大，故iRR???0（316）取盤左和盤右讀數(shù)的中數(shù)，得)(21)(2100

7、RLRL???上式說明，水平軸傾斜誤差對觀測方向值的影響，在盤左和盤右讀數(shù)中，可以得到消除。3）觀測一個角度時，如果兩個方向的垂直角相差不大且接近于0時，水平軸傾斜誤差在半測回角度值中可以得到減弱或消除。4）在望遠鏡縱轉(zhuǎn)前后，同一方向上的盤左和盤右的觀測值之差（3iRL????2180?17）這說明，即使沒有視準軸誤差存在，但由于有水平軸傾斜誤差的存在，使得同一方向的盤左和盤右讀數(shù)之差值中，仍含有水平軸傾斜誤差的影響。在山區(qū)，一個測站上

8、的各個觀測方向的垂直角相差較大，如果視準軸誤差和水平軸誤差同時存在時，則有（3iCRL??????22180?18）這樣，就不便于利用2C的變化來判斷觀測成果的質(zhì)量。所以，對儀器的角的大小要i加以限制，《規(guī)范》規(guī)定，J07、J1型儀器的角不得超過10″，J2型儀器不得超過i15″。若超過限差，應(yīng)對儀器進行校正。（3）水平軸傾斜誤差的檢驗1）檢驗公式式（318）為視準軸誤差與水平軸傾斜誤差同時存在時的盤左和盤右讀數(shù)之差，即iCRL????