第6讲 全站仪测量误差分析

全站仪测量误差分析随着新仪器新设备的不断出现，测量技术的不断提高，同时对工程质量的要求也是愈来愈高，这就对精度的要求加强了许多，随着全站仪在施工放样中的广泛应用，为了使全站仪在实际生产中更好地运用,现结合工程测量理论,对全站仪在测量放样中的误差及其注意事项进行分析。

在我们建筑施工测量中，全站仪主要是用于测量坐标点位的控制和高程的控制，在以下几个方面对全站仪放样的误差作简要概述。

1、全站仪在施工放样中坐标点的误差分析全站仪极坐标法放样点点位中误差MP由测距边边长S(m)、测距中误差ms(m)、水平角中误差mβ(″)和常数ρ=206265″共同构成,其精度估算公式为：而水平角中误差mβ(″)包含了仪器整平对中误差、目标偏心误差、照准误差、仪器本身的测角精度以及外界的影响等。

式(3)表明,对固定的仪器设备,采用相同的方法放样时,误差相等的点分布在一个圆周上,圆心为测站O。

因此对每一个放样控制点O,可以根据点位放样精度m计算圆半径S,在半径范围内的放样点都可由此控制点放样。

由式(1)可看出,放样点位误差中,测距误差较小,主要是测角误差。

因此,操作中应时时注意提高测角精度。

2、全站仪在控制三角高程上的误差分析一般情况下，在测量高程时方法为:设A,B为地面上高度不同的两点。

已知A点高程HA,只要知道A点对B点的高差HAB即可由HB=HA±HAB得到B点的高程HB。

当A、B两点距离较短时，用上述方法较为合适。

在较长距离测量时要考虑地球曲率和大气折光对高差的影响。

设仪器高为i,棱镜高度为l,测得两点间的斜距为S,竖直角α,则AB两点的高差为:一般情况下，当两点距离大于400m时须考虑地球曲率及大气折光的影响，在高差计算时需加两差改正。

式中R为地球曲率半径,取6371km, k为大气折光差系数，k=1-2RC (C为球气差，C=0.43D2/R，D：两点间水平距离)。

从上式中可以看出，当距离较远时，影响高差精度的主要因素就是地球曲率及大气折光，如果高程传递次数较多，累计误差就会加大，在测量时，最好是一次传递高程，若有需要，往返测高程，取其平均值以减小误差。

全站仪测量误差规范引言全站仪是一种常用的测量仪器，广泛应用于土木工程、建筑工程等领域进行精确测量。

然而，由于各种因素的影响，使用全站仪进行测量时难免存在测量误差。

为了确保测量结果的准确性和可靠性，需要对全站仪的测量误差进行规范和控制。

本文将介绍全站仪测量误差的类型以及相应的规范要求。

全站仪测量误差类型1. 垂直角误差垂直角误差是指全站仪在测量垂直角度时的误差。

由于全站仪的仪器本身特性、环境条件以及人为因素等原因，垂直角误差是全站仪测量中最常见的误差之一。

主要包括仪器误差、辅助设备误差、观测人员误差等。

2. 水平角误差水平角误差是指全站仪在测量水平角度时的误差。

与垂直角误差类似，水平角误差也会受到仪器本身特性、环境条件和人为因素等的影响。

常见的水平角误差包括指向误差、刻度误差、仪器中心偏差等。

3. 距离误差距离误差是指全站仪在测量距离时的误差。

距离误差主要由于仪器的目镜、测距仪或激光测距设备的性能、环境条件和天气等因素引起。

常见的距离误差包括仪器误差、大气折射误差、反射器误差等。

全站仪测量误差规范要求1. 准备工作在进行全站仪测量前，需要进行一系列准备工作，以确保测量结果的准确性。

准备工作包括选择合适的测量场地，并确保场地平整、无障碍物；校准全站仪，检查仪器的水平性和垂直性；在测量过程中，采取相应的遮阳、防护措施，以减少环境条件对测量误差的影响。

2. 观测和记录规范在进行全站仪测量时，需要严格按照规范要求进行观测和记录。

观测时应保持仪器的稳定，并采取合适的测量方法和测量顺序；记录时应准确记录观测数据，并进行数据验证和审查，以确保数据的准确性和可靠性。

3. 控制误差方法为了控制全站仪的测量误差，在测量过程中可以采取一些措施。

首先，选择合适的测量方法和仪器设置，以减小系统误差和随机误差的影响；其次，进行定期的仪器校验和调整，以确保仪器的准确性和稳定性；最后，对测量数据进行精确的处理和分析，采用合适的数学模型进行误差校正。

关于全站仪测距不准的分析随着全站仪在测量中的广泛使用，越来越多的问题也随之出现，今天，我和大家一起共同探讨一下全站仪测距不准的起因及解决方法这一问题。

测距原理:全站仪是由测距主板(发射板)发射波长、频率比较固定的光波，通过棱镜反射到全站仪接收板，经中频板进行处理，得到带测距信号的光电信号，再由测距主板CPU进行处理比较，得到我们要求的距离。

一、影响测距精度的几个因素：1.i角(垂直角误差)2C值(水平角误差)精度2.棱镜常数仪器显示输入的棱镜常数必须与使用的棱镜常数一致，如不符请重新输入。

3.气压、温度仪器显示的气压和温度大致和仪器所处测量地的气压和温度保持一致，如不符需重新输入，仪器自动计算ppm值。

4.测距精度(加常数、乘常数)光波测距仪（全站仪）的测距精度统一表示如下：±（A+Bppm×D）mmD是测量距离，单位是mm；A是与测量距离长短无关的误差，就是我们通常说的加常数；B是与测量距离长短有关的误差，也就是我们通常说的乘常数。

加常数是一个固定误差，乘常数是一个随机误差。

5.补偿器精度补偿器功能是对垂直角和水平角进行弥补，来保障全站仪在使用过程中产生偏斜时，垂直角和水平角的准确性。

6.格网因子格网因子是指全站仪在进行坐标测量、坐标放样时的比例尺，一般比为1，南方全站仪选不使用。

7.坐标输入顺序一般全站仪坐标输入方式有两种：NEZ和ENZ，实际坐标输入的方式和全站仪选的输入方式需一致，否则会出现飞点或跑点情况。

二、不同情况测距不准的处理方法：1.一般测距时，出现一个固定误差先检查全站仪i角、2C值、棱镜常数是否正常，不正常将做相应的调整，如正常则只对加常数进行相应的调整。

如：全站仪显示加常数（仪器常数）为A，测量距离为Smm，实际距离为S′mm，则误差△S=（S-S′）mm，则加常数改为A-△S即可。

2.一般测距时，出现一个随机误差（与测距长度有关）结合固定误差，进行乘常数的调整，建议和南方公司维修部联系。

全站仪测量坐标误差是工程测量中常见的问题，如果不及时发现并采取应对措施，将影响工程质量和进度。

本文将从以下几个方面对全站仪测量坐标误差的常见原因及应对措施进行探讨。

一、设备校准不当全站仪是通过激光技术进行测量的高精度测量仪器，在使用前需要对其进行精密校准，包括水平、垂直、角度等多个方面的校准。

如果校准不当，将直接导致测量误差的产生。

应对措施：1. 定期进行全站仪的校准和维护，保证设备的精准度。

2. 在使用全站仪之前，进行必要的功能测试和校准操作，确保设备运行正常。

二、环境因素影响全站仪在测量过程中受到环境因素的影响，例如温度、湿度、风力等因素都可能引起测量误差。

应对措施：1. 在进行测量之前，充分了解测量现场的环境情况，做好环境预处理工作。

2. 根据实际情况，采用合适的防护措施，保护全站仪不受外界环境的干扰。

三、人为操作不当无论是测量者的技术水平还是操作流程的规范程度，都将直接影响全站仪的测量结果。

测量者在操作过程中的不稳定、疏忽大意等都会造成误差的产生。

应对措施：1. 提高测量人员的专业技能和操作水平，定期进行技术培训和考核。

2. 强化操作规范，制定严格的操作流程和标准，确保每一次测量都按标准操作进行。

四、测量过程中的隐性问题全站仪的测量过程中可能存在一些隐性问题，比如信号干扰、测量误差累积等，这些问题往往是造成误差的主要原因。

应对措施：1. 对测量过程中可能存在的隐性问题进行全面的了解和分析，制定相应的预防措施。

2. 强化测量过程中的质量监控，及时发现并解决存在的问题，避免误差的产生和蔓延。

五、数据处理不当在测量结束后，测量数据的处理和分析也是影响测量结果的重要因素。

如果数据处理不当，将直接导致误差的产生。

应对措施：1. 使用专业的数据处理软件进行数据的处理和分析，确保数据的准确性和可靠性。

2. 对数据处理的操作流程和标准进行规范，加强数据处理过程的质量控制。

全站仪测量坐标误差的产生是一个综合性的问题，需要全面从设备校准、环境因素、操作规范、隐性问题和数据处理等多个方面进行全面的把控和管理。

关于全站仪测量误差问题的分析作者：张毅余成起来源：《华夏地理中文版》2015年第02期摘要：全站仪作为工程中的重要测量仪器，集高程测量，平面测量，测距功能为一体，方便实用，是工程师们测设，放样的好帮手，许多工程师朋友虽然熟悉仪器的使用，但是对测量仪器的适用范围却不甚清楚，现就此作详细分析，如有不对之处还望各位批评指正。

关键词：全站仪；测量误差；问题分析一、全站仪高程测量的误差地球曲率对高程测量是有影响的，但用水准仪进行测量，在严格执行测量流程（前后视距离相同）的情况下这种误差可以消除。

（如下图）未知点高程 B=已知点高程A+后视读数-前视读数=已知点高程A+理论塔尺读数1+高程误差H1-（理论塔尺读数2+高程误差H2）在前后视距离相同的情况下H1=H2上式可简化为：未知点高程B=已知点高程A+理论塔尺读数1-理论塔尺读数2这样的结果消除了地球曲率对高程误差的影响。

而全站仪测量高程的过程却不能消除这种影响，全站仪根据仪器高和测站点高程计算出测站点高程，再根据测距仪测出与棱镜的距离，竖直夹角，和棱镜镜杆高度，计算出待测点高程，原理如下图：待测点高程H2=测站点高程H1+仪器高H3+对边长度L2-镜杆高度H4H1+H3+L*sina-H4其中测站点高程H1，仪器高H3，镜杆高H4由手动输入，测距L，竖直角a由仪器测得。

在测量平面是水平的情况下没有问题，但是在测量平面为球面的时候测量结果与实际则有出入，为便于表述，我们现在讨论测量数据基准点C’与真实数据基准点C的高程差和距离差，如下图所示：由勾股定理容易得到（R+△x）2=L32+R2，高程差△x=-R，距离差△L=L3-L4=L3-2Rsin，地球平均半径6371.4公里，假设我们测量平距L为500米带入公式计算得到：△x=20mm。

△L=0.00115mm。

全站仪高程测量的基础是建立在基准点C’与仪器高为同一水平面的基础上的，但由于地球曲率的影响，使得在测量平距等于500米的距离上测量数据基准点C’高程比真实数据基准点C高程高出20mm，从而使得测点高程H2相对于真实高程高出20mm。

探讨全站仪的应用和测距误差的分析与检测全站仪是一种常用的测量设备，它具有极高的精度和多功能性能，应用范围覆盖地理测量、建筑、采矿、石油勘探、环境测绘等领域。

本文主要对全站仪的应用和测距误差进行探讨，并分析和检测误差。

一、全站仪的应用1、地理测量全站仪在地理测量方面应用广泛，可以用于大地测量、地形测量、控制测量和建筑测量等。

其中地形测量中，还可以进行数字高程模型、数字地形模型及其应用等研究。

而在建筑应用方面，全站仪可以完成大型建筑物及桥梁、隧道和道路等的设计和施工。

2、采矿和石油勘探在采矿应用方面，全站仪可以用于岩体安全控制、采区控制、采煤机定位和隧道掘进等。

而在石油勘探应用中，全站仪可以在港口和码头进行平台水下布置与水下管线布置等。

3、环境测绘全站仪应用在环境测绘方面，可以进行河流、湖泊和海洋的水深测量、水质、水温、水流等参数的测量。

二、全站仪的测距误差分析与检测1、误差的来源全站仪的测量误差不仅仅来自测量仪器，还与现场环境和操作人员的相关因素有关。

一般来说，测量误差主要包括：气压、温度、湿度、地球传热和天线阻抗等因素所造成的噪声、环境条件、人为误差、系统及组件故障以及精度和稳定性等方面的因素。

2、误差的检测在使用全站仪进行测量时，要对其进行准确校验。

一般情况下，校验分为自校验和外校验两种方式。

自校验是指在测量之前，使用全站仪的自动校准功能，根据校准结果进行测量。

外校验则是通过与实际控制点（或标志点）的比对，计算与控制点实际距离的差值，来检测仪器的误差。

在检测误差时，需要注意以下几个方面：（1）测量以统计平均值为主，免得单次数据的误差随机。

（2）测量千级的距离值时，误差只算1-2毫米，万级的距离值时，误差在3-5毫米之间。

（3）在进行长距离测量时，必须保证目标在全站仪视线范围内，否则将会造成测量误差。

（4）在测量过程中，应防止施工噪声和干扰信号，以免造成误差。

三、结论全站仪作为一种高精度的测量设备，具有广泛的应用和良好的测量性能。

电子全站仪的校准与误差分析全站仪是一种现代化的测量设备，广泛应用于建筑、测绘等工程领域。

准确地校准和分析全站仪的误差是保证测量结果可靠性的重要环节。

本文将探讨电子全站仪的校准流程及误差分析，并着重介绍一些常见的误差类型与纠正方法。

一、校准流程电子全站仪的校准需要按照一定的流程进行，以确保其测量准确度。

校准流程主要包括基准标定、内部参数标定和外部参数标定。

基准标定是对全站仪的基准坐标系进行标定，通常采用经典的坐标转换方法，以及利用全站仪与已知控制点的测量结果进行配准。

这一步骤的目的是建立一个可靠的基准坐标系，以后进行测量时可以参考。

内部参数标定是校准全站仪的内部测量元件，包括人体曲线、水平角度和垂直角度等。

这一步骤需要使用专门的校准设备，通过与已知角度标准进行对比，修正全站仪内部元件的读数。

通常使用的方法是多次测量同一目标，通过对比不同结果之间的偏差来确定修正值。

外部参数标定是校准全站仪的外部元件，如非正交性、切射误差等。

这一步骤常常需要将全站仪安装在一台精密转台上，通过对不同角度的测量结果进行比较，确定外部参数的误差，并进行修正。

二、误差分析电子全站仪的测量误差主要包括观测误差、仪器误差和环境误差三个方面。

观测误差是由于人为操作不精确造成的，包括目标点非正中、照准精度不高等。

这种误差在测量中不可避免，但可以通过良好的操作训练和规范的测量流程来减小。

仪器误差是指全站仪本身的制造、装配等方面的误差。

例如，水平轴不垂直、垂直轴不水平等。

这些误差通常在校准过程中被发现，并通过修正或补偿来消除。

环境误差是由外部环境因素引起的，如温度、大气压等变化。

这些因素会对全站仪的测量结果产生影响，因此在测量过程中需要注意环境因素的监测和记录，以便进行误差消除。

此外，还有一些特殊误差需要特别关注，如大气折射误差、杆尺伸缩误差等。

这些误差通常需要专门的测量方法和校准设备来纠正。

通过校准与误差分析，我们可以了解全站仪的误差来源、大小及其对测量结果的影响。

全站仪导线测量误差分析及对策探讨作者：杨洋来源：《科技创新与应用》2018年第06期摘要：导线测量作为小区域控制测量中建立平面控制网的一种方法，在测量精度方面有着较高的要求。

外业观测中稍有不慎就会导致观测结果超限。

文章主要讨论利用全站仪进行导线测量时误差产生的原因及应对策略。

关键词：误差；全站仪；精度中图分类号：P214 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）06-0073-03Abstract： As a method of establishing plane control network in small area control survey，traverse surveying has a high requirement in measuring precision. A little carelessness in the field observation will cause the observation result to exceed the limit. This paper mainly discusses the causes and countermeasures of errors in traverse survey with total station.Keywords： error； Total Station； accuracy近年来全站仪在测绘工作中的应用已经越来越广泛。

特别是在控制测量中全站仪因其速度快、精度高等优势，已经逐步取代了传统的经纬仪测角、钢尺量距导线测量。

本文着重分析全站型电子速测仪在平面控制测量（各级导线测量）中产生误差的原因及减小误差的对策。

1 测量误差的分类测量误差按其对观测结果影响的性质可以分为三类：粗差、系统误差和偶然误差。

（1）粗差。

粗差是指测量工作中出现的错误。

例如瞄准错误、读数错误、以及记录错误等。

粗差主要是由测量工作中粗心大意引起的。

全站仪使用过程误差分析一、全站仪测图点位中误差分析1、全站仪测角误差分析检验合格的全站仪水平角观测的误差来源主要有：①仪器本身的误差（系统误差）。

这种误差一般可采用适当的观测方法来消除或减低其影响，但在全站仪测图中对角度的观测都是半测回，因此，这里还是要考虑其对测角精度的影响。

分析仪器本身误差的主要依据是其厂家对仪器的标称精度，即野外一测回方向中误差M标，由误差传播定律知，野外一测回测角中误差M1测= M标，野外半测回测角中误差M半测=M1测=2M标。

②仪器对中误差对水平角精度的影响，仪器对中误差对水平角精度的影响在《测量学》教材中有很详细的分析其公式为M中=ρe/×SAB/S1S2其中e为偏心距，熟练的仪器操作人员在工作中的对中偏心距一般不会超过3mm，这里取e=3mm。

S1在这里取全站仪测图时的设站点（图根点）至后视方向是（另一通视图根点）之间的距离，S2取全站仪设站点至待测地面点之间的规范限制的最大距离。

由公式知，对中误差对水平角精度的影响与两目标之间的距离SAB成正比，即水平角在180时影响最大，在本文讨论中只考虑其最大影响。

③目标偏心误差对水平角测角的影响，《测量学》教材推导出的化式为m偏=ρ/2×√(e1/S1)2+(e2/S2)2，S1、S2的取法与对中误差中的取法相同，e1取仪器设站时照准后视方向的误差，此项误差一般不会超过5mm，取e1=5mm，e2取全站仪在测图中的照准待测点的偏差。

因为常规测图中棱镜中心往往不可能与地面点位重合，偏差为棱镜的半径R=50mm，固取e2=50mm因为对中误差与目标偏心误差均为“对中”性质的误差，就对中本身而言，它是偶然性的误差，而仪器一旦安置完毕，测它们就会同仪器本身误差一样同时对测站上的所有测角发生影响，根据误差传播定律，则测角中误差Mβ=下面就以上分析，根据《城市测量规范》中给出的各比例测图，图根控制测量与各比例测图测距限值，通过计算得出下表：2、全站仪测距的误差估计目前全站仪大多采用相位式光电测距，其测距误差可分为两部分：一部分是与距离D成正比例的误差，即光速值误差，大气折射率误差和测距频率误差；另一部分是与距离无关的误差，即测相误差，加常数误差，对中误差。

测量偏差常见原因分析测量工作必须严谨细心，千万不能心存侥幸，不得有一丝马虎。

测量是施工的眼睛，引导施工前进，关系施工的进度、质量，因此测量工作必须精确、快速，以下是我对测量偏差常见原因的分析。

1、全站仪建站时，只记得精平，忘记了对中，从而导致对中粗差，定向偏差，放样偏差。

2、全站仪测量标高时，棱镜杆高度与全站仪设置棱镜高度不一致，从而导致测量标高错误。

3、全站仪网格因子因后方交会产生变化，使用后交后未及时修改网格因子，从而导致下次固定控制点建站测距偏差。

4、全站仪大气压及温度被修改后，没有及时修正，导致测距偏差。

5、全站仪反射物设置不正确，如棱镜、反射片、免棱镜等，每种反射物常数均不同，因设置错误从而导致测距偏差（需注意不同规格的棱镜常数也会有差别）。

6、全站仪在使用过程中，三脚架螺栓未拧紧或脚架未踩实，产生不均匀沉降，全站仪发生倾斜，从而导致放样偏差。

7、建站时，测站点坐标、后视点坐标或方位角输入错误，定向错误，并且未进行坐标反测，从而导致放样错误。

8、放样时，放样点坐标输入错误，从而导致放样错误，该情况应引起足够重视。

建议预先将测量数据用数据线上传全站仪后直接调取桩号，上传前应对坐标数据进行核对，放样时再次核对，该方法可节省坐标输入的时间，提高工作效率。

9、放样时，放样点角度偏离0度0分0秒较大，从而导致放样偏差。

10、对讲机传话时，表达或理解错误导致放点偏差，如向前5公分打桩，结果说成或理解成向后5公分打桩，就将导致10公分的偏位。

11、放样距离超过建站距离，从而导致放样偏差。

（要充分理解，角度发散原理，放样距离越远偏差越大。

）12、除以上操作问题外，挤土效应，机械行走，都会使放好的桩位发生位移，从而导致桩位偏差。

此外，管桩施打过程中，桩身垂直度控制不好，造成桩身倾斜。

同样会造成施工好的桩位发生偏差。

全站仪自身有补偿功能，在工地检查过程中，发现很多工地测量员在放点过程中，都未打开补偿器，补偿失去意义。

全站仪高程控制测量精度与误差分析【摘要】水准测量操作简单，数据量相对较小，容易计算与处理，而且精度高。

但是，由于位置差异，在一些特殊的地理位置采用全站仪进行高程控制测量更能提高效率。

例如在一些山区、丘陵地带，应用几何水准测量效率就很会很低，在应用全站仪进行高程测量的时候，采用什么方法来进行数据处理也是非常重要的。

为了提高计算精度与工作效率，更有利于设计最佳方案进行测量工作，那么我们将采用几种方法进行精度与误差分析比较。

精度与误差也是我们最需要关注的。

经过实践操作证明，使用全站仪进行山地水准测量能够达到三、四等要求。

因此，采用全站仪进行高程控制测量能够达到精度要求，大大提高了工作效率。

【关键词】全站仪；高程；精度分析；误差分析1.引言随着测绘专业的不断发展，全站仪的应用越来越广泛，并以其操作简捷，电脑计算，大大提高工作效率，而被广大测绘人员所青睐。

目前，人们对全站仪的研究也是越来越深入，希望能够将它应用到更多的工作中，而在山地高程控制测量中，使用水准仪的传统方式进行测量虽然精度高，但是工作量大，耗时长，效率太低；而采用三角高程控制测量虽不受地形限制，但是它受地球曲率、棱镜高和仪器高的因素的影响，精度与水准测量相比过低，误差相对较大。

那么，使用全站仪绝对是一个很好的发展方向，这就可以摆脱传统的水准测量方式，减少了数据量，降低了工作难度，不受地区地形限制，影响测量精度因素较少。

我们通过实践与研究，对全站仪高程测量精度与误差进行了分析。

2.全站仪高程测量原理与精度分析（1）基本原理全站仪高程测量的基本原理是把全站仪当作水准仪来使用，使棱镜高相同，达到抵消仪器高和棱镜高的目的，从而不必量取棱镜高和仪器高，这样既能在地形复杂地区进行快速的高程传递，又能确保足够的高程测量精度。

如果在较短的距离内不考虑两差对高差测量的影响，那么观测计算得到的A，B两点高差只受垂直角测量和距离测量精度的影响。

如果两点间高差较大或距离较远，仅安置一次仪器不能测出其高差时，就可以在两点间安置多次仪器，加设多个转点，然后再分段设站观测。