全站儀測距精度如何表示
在全站儀說明書上,測距精(jing)度一(yi)般表示為A+Bppm×Dmm,需要注意的(de)是(shi)(shi),這一(yi)數(shu)據反映的(de)是(shi)(shi)全站儀或者測距儀的(de)標稱測距精度(du),不是(shi)(shi)實際(ji)測距精度(du)。
其中A代(dai)表儀器的(de)(de)固定(ding)誤(wu)(wu)差(cha)(cha),主要是(shi)由儀器加常數的(de)(de)測(ce)(ce)定(ding)誤(wu)(wu)差(cha)(cha)、對中誤(wu)(wu)差(cha)(cha)、測(ce)(ce)相誤(wu)(wu)差(cha)(cha)造成的(de)(de),固定(ding)誤(wu)(wu)差(cha)(cha)與測(ce)(ce)量(liang)的(de)(de)距離沒有關系。即不管(guan)測(ce)(ce)量(liang)的(de)(de)實際(ji)距離多遠(yuan),全站儀都將(jiang)存在不大于該值的(de)(de)固定(ding)誤(wu)(wu)差(cha)(cha)。
Bppm×D公里代表比例誤差,其(qi)中的B是比例誤(wu)差系數,它主要(yao)由(you)儀器頻率誤(wu)差、大氣折射率誤(wu)差引起(qi)。ppm是百萬(wan)分之一(yi)的意(yi)思(parts per million),是針對1km即(ji)1000000mm距離(li)的誤差單位(wei)是mm。
D是全站(zhan)儀(yi)或(huo)者測距儀(yi)實際測量的距離值,單位(wei)是km。隨著實際(ji)測量距的(de)變化,儀器的(de)這比例誤(wu)差(cha)部分也就按(an)比例的(de)變化。例如,當距離為1km的時候(hou),比例誤差為(wei)Bmm。 對于一臺測距(ju)精度為(1+2ppm×D)mm的全站儀或者測距儀,當被測量距離(li)為1公(gong)里時,儀器的測距(ju)精度(du)為1mm+2ppm×1(km)=3mm,也就(jiu)是說,全站儀測距1km,最(zui)大測距誤差不大于3mm。特別指(zhi)出的(de)(de)是(shi),標(biao)稱測距(ju)(ju)精度是(shi)一(yi)中誤差極限的(de)(de)概(gai)念,也就(jiu)是(shi)說,每臺全站儀或者測距(ju)(ju)儀測距(ju)(ju)誤差不得(de)超(chao)過生產(chan)廠家提供的(de)(de)標(biao)稱測距(ju)(ju)精度。
全站儀測距精度影響因素有哪些
1、儀器內部的影響
(1)儀器自身的影響
長(chang)時間(jian)的(de)(de)(de)使用全站儀(yi),會使儀(yi)器(qi)(qi)(qi)在(zai)測(ce)量中增加(jia)非人(ren)為因素(su)誤差(cha)的(de)(de)(de)干擾(rao)。儀(yi)器(qi)(qi)(qi)自(zi)身(shen)部(bu)件(jian)因為長(chang)時間(jian)的(de)(de)(de)耗損,會發(fa)生不同程(cheng)度(du)的(de)(de)(de)擾(rao)動(dong),使得儀(yi)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)測(ce)量精度(du)大大降低(di),而且有時誤差(cha)超(chao)過了測(ce)量限差(cha)。當然這種儀(yi)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)影響是(shi)沒有辦法通過儀(yi)器(qi)(qi)(qi)自(zi)身(shen)參(can)數進行修改調整的(de)(de)(de),要送專(zhuan)業檢校部(bu)門,重新評(ping)定儀(yi)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)測(ce)量精度(du)。
觀(guan)測過程中會發(fa)生儀(yi)器和棱鏡沉降,觀(guan)測時間長(chang),觀(guan)測誤(wu)差也就相應地(di)增大,所以(yi)往返觀(guan)測法和加快換(huan)站的速度(du),都(dou)是有(you)效抵消該部(bu)分(fen)影響的方法。
(2)反射介質的影響
觀(guan)(guan)測(ce)(ce)環境處于穩(wen)定狀態,免棱(leng)鏡(jing)全站儀的(de)(de)(de)觀(guan)(guan)測(ce)(ce)范圍會(hui)受反(fan)射(she)(she)介(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)穩(wen)定性、反(fan)射(she)(she)介(jie)質(zhi)顏(yan)色的(de)(de)(de)深淺、發射(she)(she)光(guang)源的(de)(de)(de)強(qiang)度等因素的(de)(de)(de)影(ying)響,即反(fan)射(she)(she)面信號越(yue)穩(wen)定、反(fan)射(she)(she)物(wu)體(ti)顏(yan)色越(yue)淺、反(fan)射(she)(she)能力(li)越(yue)強(qiang)、觀(guan)(guan)測(ce)(ce)條件越(yue)好時,測(ce)(ce)程會(hui)越(yue)遠。 觀測條件處在適宜的(de)條件下(xia),當(dang)物體(ti)表(biao)面反射能力較強,反射信號穩定的(de)情(qing)況下(xia),則物體(ti)表(biao)面的(de)粗糙程度對數據精度的(de)影響很小。
一般情況(kuang)下,反(fan)射(she)(she)介(jie)質的(de)顏色越淺,反(fan)射(she)(she)介(jie)質的(de)反(fan)射(she)(she)信(xin)號越強,儀器測量(liang)時(shi)讀數的(de)相(xiang)應速度相(xiang)對越快。但對無棱鏡模(mo)式(shi)時(shi),測距精度的(de)影響相(xiang)對較小,除(chu)黑色反(fan)射(she)(she)介(jie)質外。
2、外界條件的影響
(1)氣象因素的影響
任何儀(yi)器(qi)的(de)標準組(zu)折射(she)率測量(liang)(liang)標準的(de)天氣條件下(xia),它可以被視(shi)為一個固定的(de)值。然而,對于一個工作(zuo)區域的(de)位(wei)置(zhi)(zhi)而言,由于當地氣象(xiang)條件變(bian)化(hua),折射(she)率也發生了變(bian)化(hua)。特別是在戈(ge)壁、高海(hai)拔地區,溫度變(bian)化(hua)越明顯,壓力變(bian)化(hua)就越大,所以在實際的(de)測量(liang)(liang)中正確的(de)位(wei)置(zhi)(zhi)添(tian)加天氣修正是必要的(de)。
單一氣(qi)象(xiang)修正長度(du)是正確的高度(du)和溫度(du)的增加(jia),變化更加(jia)明(ming)顯(xian),所以對于高精密測量的控制應嚴格(ge)執(zhi)行規(gui)定“工程測(ce)量代碼”,當測(ce)(ce)(ce)量(liang)四個(ge)及(ji)以上(shang),應該(gai)采(cai)取點兩端測(ce)(ce)(ce)量(liang)氣象數據的(de)(de)(de)(de)(de)整個(ge)固(gu)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)邊緣,應該(gai)以平均(jun)值(zhi)計算(suan)。實際大氣壓(ya)力和(he)溫度(du)測(ce)(ce)(ce)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離測(ce)(ce)(ce)量(liang)之(zhi)前,和(he)全站儀的(de)(de)(de)(de)(de)輸入直接(jie)修正(zheng)。折射率(lv)系數的(de)(de)(de)(de)(de)準確性決定(ding)了(le)測(ce)(ce)(ce)距(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)精度(du),建立高精度(du)控制網時,必須使(shi)用正(zheng)確的(de)(de)(de)(de)(de)氣象條件的(de)(de)(de)(de)(de)公式。理論和(he)經驗的(de)(de)(de)(de)(de)基礎上(shang),確定(ding)溫度(du)和(he)氣象條件的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力,確保儀器、顯微鏡測(ce)(ce)(ce)量(liang),長度(du)往返(fan)完成調(diao)查的(de)(de)(de)(de)(de)最佳時間削弱天氣引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)折射率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。
各種因素對測距精度的影(ying)響(xiang)呈線(xian)性變化,其中氣壓的影(ying)響(xiang)尤為顯(xian)著,其次是溫度和距離。距(ju)離(li)不變(bian)時,隨(sui)著(zhu)溫度的升高,對測距(ju)精度的影響(xiang)呈正(zheng)梯(ti)度變(bian)化。隨(sui)著(zhu)作用(yong)距(ju)離(li)的增(zeng)加,溫度的影響(xiang)也將進一步增(zeng)大。距(ju)離不變時,隨著(zhu)壓力(li)的增(zeng)加,對測距(ju)精度(du)的影(ying)響(xiang)呈負梯度(du)變化。隨著(zhu)作用距(ju)離的增(zeng)大,其影(ying)響(xiang)程度(du)也(ye)將進(jin)一步加劇(ju)。溫度(du)、壓力和濕度(du)不(bu)變時,距(ju)離對測距(ju)精度(du)的(de)影響呈負梯度(du)變化(hua)。
(2)水文因素的影響
按照性質的(de)(de)(de)不(bu)同、形(xing)狀的(de)(de)(de)不(bu)同、尺(chi)度的(de)(de)(de)不(bu)同海洋波(bo)動可以分成許多類型。一般由風引起的(de)(de)(de)波(bo)浪,所占能量最大(da),波(bo)動周期(qi)通(tong)常在1~30秒。由風暴引(yin)起的(de)波浪,以長涌或(huo)先行涌的(de)形式存在(zai),為長周期重力波,波動周期在(zai)30~5分鐘。由地(di)震、風暴等(deng)引(yin)起(qi)的(de)波浪,它們的(de)恢(hui)復力主要來源(yuan)中,產(chan)生從5分鐘到數(shu)小(xiao)時的(de)(de)長周(zhou)期波動。由(you)日、月引(yin)潮力(li)產生的(de)(de)潮波,主要的(de)(de)波動周(zhou)期為(wei)12~24小時。
3、觀測者的影響
(1)儀器安置的影響
在儀器使用(yong)(yong)過程中(zhong)(zhong),觀測(ce)者對(dui)儀器的(de)使用(yong)(yong)規范性和所采用(yong)(yong)的(de)測(ce)量(liang)方(fang)法對(dui)測(ce)量(liang)的(de)精度也(ye)會造成較大的(de)影響。比如(ru)在安裝、調整過程中(zhong)(zhong),望(wang)遠鏡中(zhong)(zhong)的(de)十(shi)字絲發生(sheng)了偏離,從而導致視準軸(zhou)(zhou)方(fang)向與水平橫(heng)軸(zhou)(zhou)方(fang)向不垂直而產生(sheng)的(de)誤差等。
在使用全站儀(yi)(yi)測(ce)量的(de)(de)過程中(zhong),量取(qu)的(de)(de)棱(leng)鏡(jing)(jing)高(gao)(gao)(gao)和(he)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)高(gao)(gao)(gao),得到的(de)(de)都(dou)是斜距。通常情況(kuang)下,測(ce)得的(de)(de)棱(leng)鏡(jing)(jing)高(gao)(gao)(gao)和(he)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)高(gao)(gao)(gao)并(bing)不相等。所(suo)以無意(yi)中(zhong)得到,測(ce)得的(de)(de)棱(leng)鏡(jing)(jing)高(gao)(gao)(gao)和(he)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)高(gao)(gao)(gao)相比于真實值偏大,這就(jiu)產生了人為的(de)(de)測(ce)量誤差,即測(ce)量過程中(zhong)棱(leng)鏡(jing)(jing)高(gao)(gao)(gao)和(he)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)測(ce)量值與真實值不相符。
(2)照準誤差的影響
觀測人員通過望遠鏡里的十字絲照準目標時產生誤差,不包含由棱鏡等儀器原因產生的誤差,這種誤差稱為照準誤差。觀測人員用全站儀在1000米的距離上,分別(bie)使(shi)用大(da)、小(xiao)棱鏡(jing)進(jin)行多(duo)次坐標測(ce)(ce)量,對同一個(ge)棱鏡(jing)相鄰兩個(ge)觀測(ce)(ce)值之(zhi)間(jian)的數據依(yi)次求差,并(bing)且按大(da)、小(xiao)棱鏡(jing)分別(bie)對邊的測(ce)(ce)量數據進(jin)行統(tong)計(ji)。
通過對相(xiang)關影(ying)響因素(su)進(jin)行(xing)分析實驗,采用有效的(de)(de)方(fang)法進(jin)行(xing)實施(shi)控(kong)制,能夠顯著地提高(gao)全(quan)站(zhan)儀的(de)(de)精度(du),即通過減小(xiao)儀器(qi)的(de)(de)內部因素(su)、外在(zai)的(de)(de)自然條件因素(su)和人為因素(su)的(de)(de)影(ying)響,從而有效地提高(gao)全(quan)站(zhan)儀測量的(de)(de)質量和測量的(de)(de)效率。
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