全站仪使用知识

关于全站仪转动望远镜水平角读数变化的原因王士渊关于这个问题我原来写过。还在上个世纪八、九十年代，索佳的全站仪问世不久时，就有不少用户来问过这个问题。他们说，仪器的水平制动钮已经制动了为什么转动望远镜水平角会变化？是不是仪器有问题？答案是仪器没有问题。 原因在哪里？在于仪器的自动倾斜补偿。在这里，让我们从经纬仪的三轴误差：视准轴误差、横轴倾斜误差和竖轴偏斜误差说起。一、 视准轴误差 理论上讲，视准轴与横轴应垂直，但实际上不会绝对垂直，其偏差称为视准轴误差，造成的原因是十字线分划板位置偏离了准确位置。它对水平方向观测结果的影响为 ，根据球面三角形求得它们和高度角的关系为： （）从上式可以看出：1. 当观测方向近似水平时，则 ，高度角愈大（也就是离天顶愈近），则 也愈大。2. 的符号取决于，若规定视准轴偏向竖盘一侧时为正，则 也为正，反之为负。3. 它在盘左、盘右时，对读数的影响如下： o（）o（）对某一方向而言，高度角（或者天顶距）是一定的，读数和读数相差180，取盘左、盘右读数的平均值作为观测值： （oo180）（180）（180）（）由（）式可见平均值中不含视准轴误差的影响。将（）式与（）式合并得：（180） （5） 由于高度角一般较小，可以近似认为 ，则上式可写成：（ 180） （6） 这就是我们通常说的，我们由（4）式可以看出，对于取盘左、盘右读数的平均值作为观测值来说，“规范”中规定的限差是没有意义的，而规定在一个观测时段的变化的限差才具有保证测角精度的意义。二、 横轴倾斜误差 理论上讲，当竖轴处于铅直时，横轴应该是水平的，事实上因为加工装配调试的原因，横轴不可能绝对水平，由此而产生的误差称为横轴倾斜误差。横轴倾斜误差用i表示，它对水平方向值的影响为i，设照准目标的高度角为，由球面直角三角形解出它们之间的关系是：sinitgitg，由于i和i都是小角度，上式可写成： iitg （）由（）式可以看出i有以下特点：. i随变化而变化，愈大，i亦愈大；时，i。也就是说视线水平时i，对观测结果无影响，这点与不同。i对盘左、盘右观测结果的影响也是绝对值相等符号相反：oi（8） oi（9）取盘左、盘右平均值作为观测值：M（oo180）（180）消除了横轴倾斜误差的影响。 三、竖轴偏斜误差 竖轴不铅直，偏离铅垂线的一个小角度I，即称为竖轴偏斜误差。由于竖轴偏斜引起的横轴倾斜i是随着照准部的转动而变化的，其关系是：iIcosA （10）A是水平方向值。由此可以认为，竖轴偏斜误差I对观测结果的影响I是由横轴倾斜的方式表现出来的，将（10）式代入（7）式得：IIcosAtg （11）由此可知，对某一方向而言，竖轴偏斜误差对观测结果的影响，横轴倾斜的方向和大小均不变（这与前两轴误差不同），无论盘左还是盘右它对方向观测结果的影响其大小和符号都是相同的，因此这项误差的影响不能用盘左、盘右观测取平均值的方法来消除，它对方向观测结果的影响是系统性的。为了减弱其影响，以前，在精密测角中，规定当大于2时，需要在观测过程中测定横轴倾斜，以便对观测方向值进行竖轴偏斜误差改正。测定的方法是读取长水准管偏离中央位置来计算的。因为我们接触的用户中，不少人对三轴误差概念模糊，在此先把上述概念明确一下再回到我们的主题：照准部已经制动了全站仪转动望远镜时水平角为什么会变？为了削弱竖轴偏斜误差的影响，在前面的“三，竖轴偏斜误差”里已经提及了以前光学经纬仪的做法。下面让我们看看全站仪的解决方法：大家知道，为了提高仪器的测角精度，现在的全站仪比光学经纬仪多了一个倾斜传感器，它其实是一个电子气泡，时时感知出仪器竖轴的倾斜角，然后对方向值进行改正。在这里就不需要人工来计算改正了，而是由仪器的DT-CPU自动计算的。由（11）式可以看出这个改正是高度角（或者天顶距）的函数，高度角愈大（天顶距愈小）这个改正愈大。我们的仪器不可能整置得绝对水平，总会有个I存在，于是，当把照准部制紧了，转动望远镜，则高度角（或者天顶距）在变化，那么这个改正也就在变，自然，显示出的水平方向值也就跟着变化了，如果倾斜传感器的零点误差比较大，或者仪器整置水平差得多一点，转动望远镜时显示出的水平角值变化就显得幅度大些。反之，则小一些。使用全站仪进行控制测量的一点经验录入时间: 2006-12-29 17:23:26作者: 企划部 使用全站仪进行控制测量时，我们采用直返觇法进行观测，既可消除拆光影响，又可检验测量精度。同时将全站仪气象改正值设为用气压表和温度计实测气象条件值。 1.仪器测量前必须严格校验盘读数指标差，特别是竖盘读数指标差的校验。一周进行一次校验，只要发现竖角盘左、盘右读数指标差偏差过大，就要校仪器。 2. 严格控制安置仪器的位置：不宜在路上的非原生石板、石块、杂草丛生的地方、膨胀土及繁忙公路，大树下等位置建站。只要仪器安置在这些地方，人员走动、吹风等因素都会造成竖角3秒左右的抖动。即使无这些外界因素，操作人员的心跳也会造成仪器读数2秒的跳动。使用中一旦发现仪器竖角有两秒跳动，仪器三角架一定没安实。同时要求读数时，其余人员远离仪器，不得随意走动 3.视线对地满足规范要求：工程测量规范要求视线对地不小于1.5m。以免出现视距误差达0.09-0.05m的误差。严禁视线上有障碍物。 4.雨后天晴不宜观测。冬天山区雨后天晴的天气，雾气浓、空气扰动大，不宜进行测量操作，因地热辐射引起视线抖动等天气条件不宜进行测量。并且清晨日出时，当测站与前视高差相差不大时，测站至前视方向不宜逆光，否则望远镜里根本找不到目标。 5.光学对中器使用注意事项：全站仪和棱镜连接器都有光学对中器，很好使用。这里不按：调平-对中-再调平-再对中的顺序。快速建站的诀窍：而是对中调平再对中再调平。 (1)将全站仪固定在大致平的脚架上。 (2)调整脚架粗略对中后,使用脚螺旋精确对中, (3)使用脚架居中圆气泡后,使用脚螺旋精确居中长气泡. (4)稍稍松开仪器与脚架的固定螺栓,使用双手轻微推动仪器基座精确对中, (5)反复精平和对中完成建站. 6.视距测回数：规范要求视距测量时测四测回，每测回读数四次的平均度，再把三测回的数平均作为视距测量数。但在实践中,由于全站仪测距精度较高,而测角因读数记录所须时间较少,只要只要视线上无干扰物，视距任意次读数都不会变，一个测回数足够,两个测回反倒费时间.不知规范这样要求的是不是该修改了. 7.视距直觇和反觇读数比较可以发现错误和误差来源：如视线障碍、对地距离过小、读数错误、记录错误、对测站中心不准等问题。可以减少人为误差因素。 8. 利用竖盘读数指标差提高测量成果精度。反复对中后读数指标差仍不满足要求，就校竖角指标差。通过正反镜指标差的验证，查找误差原因，使得测量成果的人为失误因素降为零。提高测量成果准确率。 9.仪高、棱镜高测量不易精确。按规范上要求：棱中心到基座用游标卡尺量下后，作固定值记录，测量过程中用钢卷尺量基座以下部分，两者加起来作镜高。但实际操作时，量仪高（镜高）时，从测桩中心量到棱镜（仪器中心）,直线按曲线量，不准确。 10.视线倾角不大于15问题：三角高程测量规范中要求视线倾角不大于15，我们在实际操作前认为不易达到这个标准。实际操作时，发现倾角多数在2左右，所以不足为虑。 11.测量结果要求现场计算，以检验测量成果。由于计算复杂，我们采用手提电脑，用电子表格编写测量记录薄现场进行计算。这样方便、快捷、不易出错，只是手提电脑在强光下不好用。 12.用CAD几何作图法计算各控制点坐标。平面控制测量中控制点坐标计算是最繁琐的，用CAD几何作图法先作各边长度和转角，再查询端点坐标。站仪坐标测量中定向的目的是什么？悬赏分：0 - 解决时间：2009-5-13 18:44 提问者： 涤渡 - 试用期 一级 最佳答案简单的说，定向就是确定测量坐标系统。当需要测量或放样的时候，地面上的点都对应一个坐标，而我们用的测量方式是极坐标法，也就是测量角度（方位角，或与正北的夹角），测量距离。只有我们用测站、后视点的坐标定向了，