簡(jiǎn)述水平角觀測(cè)的(水平角測(cè)量誤差與注意事項(xiàng))

1.水平角測(cè)量誤差與注意事項(xiàng)

在水平角測(cè)量中影響測(cè)角精度的因素很多，主要有儀器誤差、觀測(cè)誤差以及外界條件的影響。

一、儀器誤差 儀器誤差的來(lái)源有兩方面：一方面是儀器檢校不完善所引起的，如視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸，以及橫軸不垂直于豎軸等；另一方面是由于儀器制造加工不完善所引起的，如度盤(pán)偏心差、度盤(pán)刻劃誤差等。1.視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸的誤差 盡管儀器進(jìn)行了檢校，但校正不可能絕對(duì)完善，總是存在一定的殘余誤差。

在觀測(cè)過(guò)程中，通過(guò)盤(pán)左、盤(pán)右兩個(gè)位置觀測(cè)取平均值，可以消除此項(xiàng)誤差的影響。2.橫軸不垂直于豎軸的誤差 與視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸的誤差一樣，橫軸不垂直于豎軸的誤差通過(guò)盤(pán)左、盤(pán)右觀測(cè)取平均值，可以消除此項(xiàng)誤差的影響。

3.豎軸傾斜誤差 由于水準(zhǔn)管軸垂直于儀器豎軸的校正不完善而引起豎軸傾斜誤差不能用盤(pán)左盤(pán)右取平均值的方法來(lái)消除。這種殘余誤差的影響與視線豎直角的正切成正比。

因此，在山區(qū)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)特別注意水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸的檢校。在觀測(cè)過(guò)程中，應(yīng)特別注意儀器的整平。

圖3-23 度盤(pán)偏心差4.度盤(pán)偏心差 照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與水平度盤(pán)分劃中心不重合，使讀數(shù)指標(biāo)所指的讀數(shù)含有誤差，稱(chēng)為度盤(pán)偏心差，如圖3-23所示。采用對(duì)徑分劃符合讀數(shù)可以消除度盤(pán)偏心差的影響。

對(duì)于單指標(biāo)讀數(shù)的儀器，可通過(guò)盤(pán)左、盤(pán)右取平均值的方法來(lái)消除此項(xiàng)誤差的影響。在圖3-23中，由于O與O′不重合，當(dāng)盤(pán)左瞄準(zhǔn)某目標(biāo)時(shí)，經(jīng)緯儀一側(cè)的水平度盤(pán)讀數(shù)Ⅰ′（實(shí)線箭頭讀數(shù)）比無(wú)偏心時(shí)的讀數(shù)Ⅰ（虛線箭頭讀數(shù)）大一個(gè)小角度x。

在盤(pán)右位置，仍瞄準(zhǔn)該目標(biāo)時(shí)，實(shí)線箭頭讀數(shù)Ⅱ′比無(wú)偏心時(shí)的虛線箭頭讀數(shù)Ⅱ小一個(gè)同樣大小的x小角度。因此，若盤(pán)左盤(pán)右觀測(cè)同一目標(biāo)時(shí)，讀數(shù)不相差180°，就可能存在有照準(zhǔn)部偏心誤差，取盤(pán)左盤(pán)右讀數(shù)的平均值，可消除其影響。

5.度盤(pán)刻劃誤差 度盤(pán)的刻劃總是或多或少存在誤差。在觀測(cè)水平角時(shí)，多個(gè)測(cè)回之間按一定方式變換度盤(pán)起始位置的讀數(shù)，可以有效地削弱度盤(pán)刻劃誤差的影響。

二、觀測(cè)誤差1.儀器對(duì)中誤差 如圖3-24，設(shè)C為測(cè)站點(diǎn)，A、B為兩目標(biāo)點(diǎn)。由于儀器存在對(duì)中誤差，儀器中心偏至C′，設(shè)偏離量CC為e，β為無(wú)對(duì)中誤差時(shí)的正確角度，β′為有對(duì)中誤差時(shí)的實(shí)測(cè)角度。

設(shè)AC′C為θ，測(cè)站C至A,B的距離分別為S1,S2。由于對(duì)中誤差所引起的角度偏差為 Δβ=β-β′=ε1+ε2 而 建筑工程測(cè)量 建筑工程測(cè)量 則 建筑工程測(cè)量 由上式可知，儀器對(duì)中誤差對(duì)水平角觀測(cè)的影響與下列因素有關(guān)：1）與偏心距e成正比，e愈大，Δβ愈大；2）與邊長(zhǎng)成反比，邊長(zhǎng)愈短，誤差愈大；3）與水平角的大小有關(guān)，θ，β′-θ愈接近90°，誤差愈大。

圖3-24 儀器對(duì)中誤差 【例3-1】當(dāng)e=3mm，θ=90°，β′=180°，S1=S2=100m時(shí)，由對(duì)中誤差引起的角度偏差是多少？解 建筑工程測(cè)量 因此，在觀測(cè)目標(biāo)較近或水平角接近180°時(shí)，應(yīng)特別注意儀器對(duì)中。2.目標(biāo)偏心誤差 圖3-25 目標(biāo)偏心誤差 如圖3-25,O為測(cè)站點(diǎn)，A,B為目標(biāo)點(diǎn)。

若立在A點(diǎn)的標(biāo)桿是傾斜的，在水平角觀測(cè)中，因瞄準(zhǔn)標(biāo)桿的頂部，則投影位置由A偏離至A′，產(chǎn)生偏心距e，所引起的角度誤差為 建筑工程測(cè)量 由式（3-12）可知，Δβ與偏心距e成正比，與距離S成反比。偏心距的方向直接影響Δβ的大小，當(dāng)θ=90°時(shí)，Δβ最大。

【例3-2】當(dāng)e=10mm,S=50m，θ=90°時(shí)，目標(biāo)偏心引起的角度誤差是多少？解 建筑工程測(cè)量 可見(jiàn)，目標(biāo)偏心差對(duì)水平角的影響不能忽視。尤其是當(dāng)目標(biāo)較近時(shí)，影響更大。

因此，在豎立標(biāo)桿或其他照準(zhǔn)標(biāo)志時(shí)，應(yīng)立在通過(guò)測(cè)點(diǎn)的鉛垂線上。觀測(cè)時(shí)，望遠(yuǎn)鏡應(yīng)盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)的底部。

當(dāng)目標(biāo)較近時(shí)，可在測(cè)站點(diǎn)上懸吊錘球線作為照準(zhǔn)目標(biāo)，以減少目標(biāo)偏心對(duì)角度的影響。3.儀器整平誤差 水平角觀測(cè)時(shí)必須保持水平度盤(pán)水平、豎軸豎直。

若氣泡不居中，導(dǎo)致豎軸傾斜而引起的角度誤差，不能通過(guò)改變觀測(cè)方法來(lái)消除。因此，在觀測(cè)過(guò)程中，應(yīng)特別注意儀器的整平。

在同一測(cè)回內(nèi)，若氣泡偏離超過(guò)1格，應(yīng)重新整平儀器，并重新觀測(cè)該測(cè)回。4.照準(zhǔn)誤差 望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)誤差一般用下式計(jì)算：建筑工程測(cè)量 式中：V——望遠(yuǎn)鏡的放大率。

照準(zhǔn)誤差除取決于望遠(yuǎn)鏡的放大率以外，還與人眼的分辨能力，目標(biāo)的形狀、大小、顏色、亮度和清晰度等有關(guān)。因此，在水平角觀測(cè)時(shí)，除適當(dāng)選擇經(jīng)緯儀外，還應(yīng)盡量選擇適宜的標(biāo)志、有利的氣候條件和觀測(cè)時(shí)間，以削弱照準(zhǔn)誤差的影響。

5.讀數(shù)誤差 讀數(shù)誤差與讀數(shù)設(shè)備、照明情況和觀測(cè)者的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，其中主要取決于讀數(shù)設(shè)備。一般認(rèn)為，對(duì)DJ6經(jīng)緯儀最大估讀誤差不超過(guò)±6″，對(duì)DJ2經(jīng)緯儀一般不超過(guò)±1″。

但如果照明情況不佳，顯微鏡的目鏡未調(diào)好焦距或觀測(cè)者技術(shù)不夠熟練，估讀誤差可能大大超過(guò)上述數(shù)值。三、外界條件影響帶來(lái)的誤差 外界環(huán)境的影響比較復(fù)雜，一般難以由人力來(lái)控制。

大風(fēng)可使儀器和標(biāo)桿不穩(wěn)定；霧氣會(huì)使目標(biāo)成像模糊；松軟的土質(zhì)會(huì)影響儀器的穩(wěn)定；烈日曝曬可使三腳架發(fā)生扭轉(zhuǎn)，影響儀器的整平；溫度變化會(huì)引起視準(zhǔn)軸位置變化；大氣折光變化致使視線產(chǎn)生偏折等。這些都會(huì)給角度測(cè)量帶來(lái)誤差。

因此，應(yīng)選擇有利的觀測(cè)條件，盡量避免不利因素對(duì)角度測(cè)量的影響。

2.經(jīng)緯儀水平角測(cè)量有哪些注意事項(xiàng)?

經(jīng)緯儀水平角測(cè)量的注意事項(xiàng)如下： （1）儀器要安穩(wěn)，標(biāo)志要立直。

儀器腳架要安穩(wěn)，且每支架腿均不在測(cè)線方向上，對(duì)中誤差要小于Imm，整平偏差要小于1/2分劃，在盤(pán)左、盤(pán)右觀測(cè)之間不得再進(jìn)行對(duì)中定平。 目標(biāo)上所立標(biāo)志要對(duì)準(zhǔn)中心且鉛直。

（2） 目標(biāo)要照準(zhǔn)。在盤(pán)左、盤(pán)右觀測(cè)時(shí)，應(yīng)使用十字絲交點(diǎn)照準(zhǔn)目標(biāo)的同一部位。

測(cè)水平角時(shí)，若目標(biāo)標(biāo)志為測(cè)釬，應(yīng)盡量照準(zhǔn)測(cè)釬的底部；若目標(biāo)標(biāo)志為垂球架，應(yīng)盡量照準(zhǔn)垂球線上部。測(cè)豎直角時(shí)，要用十字絲橫絲切準(zhǔn)目標(biāo)的固定點(diǎn)位。

（3）觀測(cè)要校核。測(cè)角必須取盤(pán)左、盤(pán)右觀測(cè)的平均值。

這樣做首先可以檢查觀測(cè)中有無(wú)錯(cuò)誤（若盤(pán)左、盤(pán)右誤差超限，則需重新觀測(cè)）；其次，可以抵消或減弱儀器的視準(zhǔn)軸不垂直橫軸和橫軸不垂直豎軸的誤差，測(cè)豎直角時(shí)還可以抵消豎盤(pán)指標(biāo)差的影響，提高觀測(cè)精度。