角度测量的误差分析

时间：2022-10-10 百科知识版权反馈

【摘要】：在一个测站上可增加测回数，变换起始方向的读数，取各测回的平均值，来消除或减弱度盘分划不均匀的误差，提高观测精度。竖直度盘分划误差、指标差和偏心差均为仪器误差，其中度盘的分划误差无法消除，但其本身极小，可忽略不计。偏心差影响甚大，偏心差是竖直度盘的旋转中心和分划中心不一致造成的。可采用对向观测竖直角的方法来削减此项误差。竖直度盘的指标位置正确与否，是靠指标水准管气泡居中与否来判断的。

3.6　角度测量的误差分析

3.6.1　水平角观测的误差与消除

1.仪器误差

仪器误差一方面来自生产厂家在制造仪器时的度盘偏心差、度盘分划不均匀造成的误差、水平度盘与竖轴的不完全垂直造成的误差等;另一方面来自在使用仪器之前的检验与校正的不完善，遗留下来的残余误差。

为此，在观测时可采用盘左和盘右两盘位观测，取其平均值作为最后结果，这不但能相互检核，还可消除或减弱度盘偏心差、横轴与竖轴不完全垂直误差、2c照准误差、竖盘指标差等。在一个测站上可增加测回数，变换起始方向的读数，取各测回的平均值，来消除或减弱度盘分划不均匀的误差，提高观测精度。

2.观测误差

1)对中误差和目标偏心差

安置仪器时，竖轴的铅垂线和地面角顶的标志不重合造成了对中误差，所观测目标的铅垂线和目标地面标志不重合造成的目标偏心误差。为消除这两项误差，在安置仪器时一定要精确地对中和整平。照准目标距离较近时，直接照准标志点，或立铅笔、钉子来代替标杆。距离较远时，标杆一定要立垂直，尽量照准目标的根部，可减弱这两项误差的影响。

2)整平误差

整平误差会引起竖轴倾斜，盘左、盘右观测时影响相同，因此不能消除。应严格整平仪器，观测时竖直角越大，影响也越大。所以，在建筑施工中由底层向高层投测轴线时，一定要严格调平水准管气泡。

3)照准误差和读数误差

照准误差的来源主要是望远镜的放大倍率、目标形状、人眼的判断能力、目标影像的亮度和清晰度。

读数误差主要来源于读数设备，如果读数设备中的照明情况不佳，显微镜的目镜未调好焦距，观测者的读数技术又不熟练，估读的极限误差则可能大大增加。因此，在观测时一定要仔细进行调焦，并消除视差，读数时估读要尽量准确。

3.外界条件的影响

在观测水平角时如遇大风，仪器则不稳定。地面的辐射热也会导致大气的不稳定，大气的透明度会影响照准目标的精确度，气温的骤冷骤热会影响仪器的正常状态，地面的坚实程度又影响仪器的稳定性，等等，这些外界因素都会影响观测的精度。然而，这些不利因素又不可能完全避免，所以在工作中尽量选择有利的外界条件，避开不利因素，削减这些不利因素的影响。

3.6.2　竖直角观测的误差

1.竖直度盘分划误差、指标差和偏心差

竖直度盘分划误差、指标差和偏心差均为仪器误差，其中度盘的分划误差无法消除，但其本身极小，可忽略不计。指标差可采用盘左、盘右两个盘位观测，计算竖直角的平均值，可以消除。偏心差影响甚大，偏心差是竖直度盘的旋转中心和分划中心不一致造成的。可采用对向观测竖直角的方法来削减此项误差。

2.竖直度盘指标水准管气泡居中误差

竖直度盘的指标位置正确与否，是靠指标水准管气泡居中与否来判断的。因此，每次读取竖直度盘读数时必须使指标水准管气泡居中。

3.照准误差和读数误差

照准误差和读数误差与水平角的影响大致相同。

习题和思考题

1.什么是水平角?在同一竖直面内照准不同高度的目标点在水平度盘上的读数是否一样?为什么?

2.什么是竖直角?在同一竖直面内照准不同高度的目标点在竖直度盘上的读数是否一样?为什么?

3.经纬仪测角时为什么要对中与整平?如何进行?

4.如图3.27所示，水平度盘与竖直度盘的读数各是多少?