电子经纬仪的检定与误差解析
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经纬仪全站仪水准仪误差分析和校准Leica SUR John Shao一、误差分类1、仪器构造误差1)视准轴误差的影响,盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。
2)横轴不水平误差的影响,盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。
3)纵轴误差的影响(1) 纵轴误差的影响不仅随观测目标的垂直角的增大而增大,而且与横轴所处的方向有关;(2) 盘左盘右取平均不能消除该项误差。
4)照准部偏心差的影响在度盘对径方向上读取读数而取平均值的方法及盘左、盘右读数的平均值都可消除该项误差的影响。
5)其他仪器误差的影响 度盘刻划不均匀误差,竖盘指标差。
2、与观测者有关的误差1)仪器对中误差2)目标偏心误差3)照准误差4)读数误差3、与外界条件有关的误差1)温度的变化2)大风的影响3)大气折光4)大气透明度5)地面稳定性二、经纬仪误差分析:有六项主要误差,即:(1)安平水准器轴垂直于竖轴误差;(2)十字丝竖丝与铅垂线平行误差;(3)视准轴垂直于横轴误差;(4)横轴垂直于竖轴误差——i角误差;(5)竖盘指标差误差;(6)2C误差。
(7)光学对中器的检校(8)圆水准器的检校(次 要)前六项主要误差校正,是在不存在度盘偏心差前提下进行的、否则需先校正度盘偏心差。
(1)如何校正安平水准器轴垂直于仪器竖轴误差检验:初步整平仪器,转动照准部使水准管平行于一对脚螺旋连线,转动这对脚螺旋使气泡严格居中;然后将照准部旋转180˚,如果气泡仍居中,则说明条件满足,如果气泡中点偏离水准管零点超过一格,则需要校正。
校正:先转动脚螺旋,使气泡返回偏移值的一半,再用校正针拨动水准管校正螺钉,使水准管气泡居中。
如此反复检校,直至水准管旋转至任何位置时水准管气泡偏移值都在一格以内。
(2)十字丝竖丝与铅垂线平行误差检验 :用十字丝交点瞄准一清晰的点状目标P,转动望远镜微动螺旋,使竖丝上、下移动,如果P点始终不离开竖丝,则说明该条件满足,否则需要校正。
十字丝竖丝与铅垂线平行的检验校正:旋下十字丝环护罩,用小螺丝旋具松开十字丝外环的4个固定螺钉,转动十字丝环,使望远镜上、下微动时,P 点始终在竖丝上移动为止,最后旋紧十字丝外环固定螺钉。
经纬仪误差分析经纬仪三轴误差:经纬仪的三轴(视准轴、水平轴、垂直轴)之问在测角时应满足视准轴与水平轴正交,水平轴与垂直轴正交,垂直轴与测站铅垂线一致。
当这些关系不能满足时,将分别引起视准轴误差、水平轴倾斜误差、垂直轴倾斜误差。
1、视准轴误差(C):视准轴误差是指视准轴与水平轴的不正交误差,在望远镜的安装过程中容易出现这种误差,视准轴误差主要影响水平方向观测值。
2、消除的方法:取盘左与盘右的中数可以消除视准轴误差的影响。
水平轴倾斜误差:当仪器置平时,若横轴垂直于竖轴,则望远镜视准轴绕横轴旋转所划之圆切面为铅垂面,否则该圆切面与铅垂方向会产生一个夹角,称之i角误差。
1、测定的方法:在望远镜纵转前后,同一方向上的盘左和盘右的观测值之差2、取盘左和盘右读数的中数,可以消除水平轴倾斜误差对观测方向值的影响。
垂直轴倾斜误差:当仪器三轴间的关系均已正确由于仪器未严格整置水平,而使仪器垂直轴偏离测站铅垂线一个微小的角度v 称为垂直轴倾斜误差。
垂直轴倾斜误差对观测方向值的影响特性:1、垂直轴倾斜的方向和大小,不随照准部转动而变化,所引起的水平轴倾斜方向在望远镜纵转前后是相同的(即的正负号不变),因而,对任一观测方向不能期望通过盘左和盘右观测取中数而消除其误差影响。
2、垂直轴倾斜误差对观测方向值的影响,不仅与垂直轴倾斜量、观测目标的垂直角有关,而且随观测方向方位的不同而不同。
消除的方法及减弱的措施:1、观测前要精密整平仪器,观测过程中要经常注意照准部水准器是否居中,其气泡偏离中央不得超出一格。
否则,应停止观测,重新整置仪器水平。
2、在一站的观测过程中,适当的增加重新整平仪器的次数,以便改变垂直轴倾斜的方向,使其对观测结果的影响具有偶然性。
判断经纬仪零偏的精度与宽限误差之探討经纬仪是一种用于测量地球表面上点的经度和纬度坐标的仪器。
经纬仪的精度对于确定地点的准确性非常重要。
在测量过程中,经纬仪可能存在零偏,即指示读数与真实数值之间的差异。
为了保证测量的准确性,我们需要对经纬仪零偏的精度和宽限误差进行评估和探讨。
首先,我们需要理解经纬仪零偏的概念。
零偏是指仪器在测量过程中指示不准确的情况。
零偏可以由多种因素引起,如仪器制造的精度、使用过程中的损耗和仪器的环境条件等。
为了判断经纬仪的零偏精度,我们可以进行一系列标准测试。
一种常用的方法是使用铅直仪测量标准点的经纬度,并将其与经纬仪的读数进行比较。
首先,确定一个具有已知准确坐标的位置。
然后,使用经纬仪测量该位置的经度和纬度,并记录读数。
最后,将经纬仪读数与铅直仪测量的准确坐标进行比较,计算出经纬仪的零偏。
在进行零偏测试时,需要考虑宽限误差。
宽限误差是指在特定的测试条件下,经纬仪读数与真实数值之间允许的最大误差。
宽限误差可以由制造商提供的技术规格确定,或由国际测量标准组织制定的规范规定。
为了判断经纬仪零偏的精度和宽限误差,我们需要进行多次测试,并计算其平均值和标准偏差。
平均值可以帮助我们了解仪器的整体精度水平,而标准偏差可以衡量读数的离散程度。
通过计算这些统计值,我们可以获得对经纬仪精度和宽限误差的更准确的评估。
此外,还可以考虑进行重复性测试和环境条件测试。
重复性测试是指在相同的测量条件下进行多次测量,以评估仪器的稳定性和一致性。
环境条件测试是指在不同的环境条件下进行测量,例如不同的温度、湿度和大气压力等,以评估仪器在不同环境下的性能。
需要注意的是,经纬仪的精度和宽限误差与仪器本身的质量、使用方法和维护保养等因素密切相关。
在使用经纬仪进行测量时,应遵循正确的操作步骤,保持仪器的清洁和校准状态,以提高测量的准确性。
综上所述,判断经纬仪零偏的精度和宽限误差需要进行多次测试,并计算平均值和标准偏差。
经纬仪测量误差分析水平角测量误差1.仪器误差仪器误差的来源可分为两方面。
一是仪器制造加工不完善的误差,如度盘刻划的误差及度盘偏心差等。
前者可采用度盘不同位置进行观测(按180°/n计算各测回度盘起始读数)加以削弱;后者采用盘左盘右取平均值予以消除。
其次是仪器校正不完善的误差,其视准轴不垂直于横轴及横轴不垂直于竖轴的误差,可采用盘左盘右取平均值予以消除。
但照准部水准管不垂直于竖轴的误差,不能用盘左盘右的观测方法消除。
因为,水准管气泡居中时,水准管轴虽水平,竖轴却与铅垂线间有一夹角θ,水平度盘不在水平位置面倾斜一个θ角,用盘左盘右来观测,水平度盘的倾角θ没有变动,俯仰望远镜产生的倾斜面也未变,而且瞄准目标的俯仰角越大,误差影响也越大,因此测量水平角时观测目标的高差较大时,更应注意整平。
2.观测误差(1)对中误差观测时若仪器对中不精确,致使度盘中心与测站中心O不重合而偏至O′,OO′的距离e称为测站偏心距,此时测得的角值β′与正确角值β之差△β′即为对中不良所产生的误差,由图可知:△β=β-β′=δ1+δ2。
因偏心距e是一小值,故δ1和δ2应为一小角,于是把e近似地看作一段小圆弧,所以得:△β=δ1+δ2=ep〞(1/d1+1/d2)式中:d1、d2——水平角两边的边长;e——测站偏心距;p〞=206265″。
由上式可知,对中误差与偏心距e成正比,与边长d1和d2成反比。
例如,e=3mm、d1=d2=100m,则△β″;如果d1= d2 =50m,则△β″。
故当边长较短时,应认真进行对中,使e值较小,减少对中误差的影响。
(2)整平误差观测时仪器未严格整平,竖轴将处于倾斜位置,这种误差与上面分析的水准管轴不垂直于竖轴的误差性质相同。
由于这种不能采用适当的观测方法加以消除,当观测目标的竖直角越大其误差影响也越大,故观测目标的高差较大时,应特别注意仪器的整平,一般每测回观测完毕,应重新整平仪器再进行下一个测回的观测。
经纬仪的检验与校正一、照准部水准管的检校1、目的:使照准部水准管轴垂直于竖轴(LLVV)当照准部水准管气泡居中时,仪器的竖轴处于铅垂状态。
2、检验:初平经纬仪,旋转照准部使水准管平行于一对脚螺旋,调脚螺旋使气泡严格居中,然后将照准部旋转1800,如果气泡不再居中,说明LL不垂直于VV。
3、校正:相对旋转这一对脚螺旋使气泡向中间退回偏移格数的一半,然后用校正针拨动水准管一端的校正螺丝,使气泡*居中,反复几次,直到在任何位置气泡偏离中心小于半格为止。
二、十字丝的检校1、目的:使十字丝纵丝垂直于横轴HH观测角度时,可用纵丝或横丝的任意部位代替十字丝交点照准目标。
2、检验:整平经纬仪,用十字丝交点照准一固定目标,旋转望远镜的微动螺旋,观察目标是否一直在十字丝纵丝上移动。
3、校正:卸下十字丝的保护盖,松开四个固定螺丝,微微转动十字丝环,使条件满足,旋紧固定螺丝,装上十字丝的保护盖。
三、视准轴的检校1、目的:使望远镜视准轴CC垂直于横轴HH使视准面成为平面,否则视准面成为锥面。
2、原因:十字丝交点处于不正确的位置。
视准轴是物镜光心与十字丝交点的连线。
仪器的物镜光心固定的,十字丝交点的位置可以变动的。
3、视准轴误差:视准轴不垂直于横轴所偏离的角度C,视准轴与横轴的交角与90度的差值。
2C差:同一目标盘左、盘右读数差为2倍视准轴误差。
4、检验:整平经纬仪,选择一个与望远镜的视准轴大致水平的点为目标。
盘左照准此目标,得水平度盘的读数,盘右照准此目标,得水平度盘的读数,。
5、校正:此时,仪器仍为盘右位置,计算,转动照准部微动螺旋,使水平度盘的读数为,此时目标偏离十字丝交点,卸下十字丝的保护盖,松开四个固定螺丝,调节十字丝环左右两个校正螺丝,使条件满足,旋紧固定螺丝,装上十字丝的保护盖。
四、横轴的检验1、目的:横轴HH垂直于竖轴VV整平仪器,横轴水平,竖轴铅直,视准面为铅垂面,否则视准面为倾斜面。
2、检验方法:B1与B2重合,横轴HH垂直于竖轴VVB1与B2不重合,横轴HH不垂直于竖轴VV横轴HH与水平线的夹角i为横轴误差。
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。
经纬仪的检验和校正经纬仪是一种测量地表上各点位置和高程的仪器,具有高精度和高度的测量精度,广泛应用于建筑、测量、地理、地质等领域。
然而,经纬仪随着使用时间的增加,会出现误差和漂移,在保证测量精度的前提下,需要进行检验和校正。
一、经纬仪的检验经纬仪的检验是指通过一系列的检测和测试,对经纬仪的性能进行评估,以确定其是否符合设计要求和测量精度要求的程序。
具体的检验过程如下:1、仪器外观检验:首先需要检查仪器外观是否完好无损。
包括仪器表面有无划痕、变形、裂纹等;望远镜是否清晰、畸变、不正。
2、目镜准直检验:将目镜朝向参照点,在参照点上按照一定的顺序打点,并记录位置,重复3次,记录和计算偏差值。
3、平面度检验:将仪器放在10m以上的水平台面上,检测仪器水平度误差,方法是在不同位置放置参比物,一旦误差过大,就需要进行重新校正。
4、仪器尺度检验:仪器的尺度主要包括水平位移尺度和竖直位移尺度,用专门的长度校准器进行校准。
5、操作手感检验:检测仪器的调节手感应平稳,容易调节,并且不会有抖动等现象。
6、误差分析:通过以上的检验过程,需要对检验结果进行统计和分析,分析误差来源,查找问题,提出改进和修正措施。
通过以上的检验过程,可以确定经纬仪的性能是否正常,是否满足测量要求。
二、经纬仪的校正经纬仪的校正是指在检验的基础上,通过一系列的校正方法,消除误差和偏差,提高仪器的精度和灵敏度的过程。
具体的校正过程如下:1、水平气泡校正:在水平放置的经纬仪上,水平气泡应当位于表中心,如果气泡偏离中心,就要进行气泡调整,使其回到中心位置。
2、望远镜准直校正:将望远镜对准目标点,通过调节垂直圆锥镜的位置,使目标点经过十字线的中心,从而实现准直。
3、平面度校正:将仪器放在水平平台上,打在不同位置取平均值,调节平压螺丝和水平仪,使仪器水平。
4、激光校正:现代经纬仪通常带有红色或绿色激光器,通过激光器的平行光线,可以校正仪器的准直和垂直度。
第六讲经纬仪的检验校正与误差分析作者:本站来源:本站原创发布时间:2009-6-1 23:18:56 发布人:gyl减小字体增大字体第 6 次课首页本课主题经纬仪的检验校正与误差分析授课日期目的通过本次课的学习,使学员掌握经纬仪的各项检验校正的原理与方法,理解经纬仪仪器误差对角度测量的影响规律。
了解水平角观测误差来源,逐步掌握利用误差分析指导自己的测量实践活动。
讲授内容与时间分配序号讲授内容时间1 上次课回顾8分2 §4.4 经纬仪的检验校正42分3 §4.5 经纬仪仪器误差对角度测量的影响20分4 §4.6 水平角观测值的归算15分5 本节课小结、布置作业5分678910重点难点重点:•经纬仪检校的原则与方法•照准部偏心差和三照误差分析•水平角观测值的归算难点:•横轴误差分析•竖轴误差分析•照准轴检校、横轴应与竖轴正交检校方法手段1.采用启发式教学方法2.利用多媒体课件,采用讲授方式上课3. 实物演示教学实习实验无教案正文备注上次课回顾角度测量的概念光学经纬仪水平角和垂直角观测与记录实习情况分析§4-4经纬仪的检验校正引言三轴关系:照准轴和横轴正交,横轴与竖轴正交。
经纬仪应满足的条件:1.仪器的竖轴铅垂2.照准轴和横轴正交3.横轴与竖轴正交4.竖轴与水平度盘正交,且过其中心5.横轴与垂直度盘正交,且过其中心6.十字丝纵丝应处于铅垂面内7.垂直度盘指标差近于零仪器检校原则:不受未检校项目的影响;不破坏已检校项目的结果。
一、管水准器检校1、检校目的管水准器水准轴与水平度盘平行2、检验原理若仪器满足条件,管水准器水准轴与水平度盘平行从经纬仪应满足的条件引出经纬仪的检验校正的概念、意义、内容和步骤提问:为什么检验校正一定要按照一定步骤进行用动画演示管水准器检校方法3、检校方法二、十字丝检校检校目的:十字丝纵丝与横轴正交检验方法:1.照准一点状目标A,固定照准部及望远镜;2.用望远镜微动螺旋使望远镜纵转,若目标点A离开十字丝,仪器条件不满足。
电子经纬仪一测回水平方向标准偏差检定结果不确定度1..1测量方法(依据JJG100-2003《全站型电子速测仪检定规程》)电子经纬仪“一测回水平方向标准偏差”是通过用被检经纬仪多测回测量组成常角的一组平行光管间的夹角,最后计算而得。
1.2数学模型依据JJG100-2003《全站型电子速测仪检定规程》,在第i 回观测中,目标j 相对于目标1的角度a ij :2180218011±+-±+=i i ij ij ij R L R L a (i =1,2,3……m; j =1,2,3……n) (1) 式中:L ij 、R ij —目标j 在第i 测回的盘左、盘右读数;L i1、R i1—目标1在第i 测回的盘左、盘右读数∑=-=mi ij ij i a m a v 11 (i =1,2,3……m; j =2,3……n ) (2) 一测回水平方向标准偏差按下式求得:)1)(1(2)()(122222---=∑∑∑∑====n m v vm i nj ij m i ij n j μ (3)式中: m —测回数 n —照准目标数 1.3方差和传播系数1.3.1由于每个方向都是等精度测量,所以他们的标准偏差相等,设为u (ϕ),即)()()()()(2121222ϕu R u L u R u L u i i ij ij ==== (4)依据误差传播定律,则由(1)式知:)()21(4)(222ϕu a u ij ⨯= (5) 由(2)式求方差得:)(1)(22ϕu mm v u ij -= (6) 由(3)式求方差得:)()1)(1(1)(22ij v u n m u --=μ (7) 由上得,传播系数C 为:)1)(1(--=n m c (8)当6=m ,4=n ,则其方差传播公式为:)1)(1(1--=n m c 其中m —测回数 n —照准标数当m=6, n=4时,()()15115161)1)(1(1=--=--=n m c)(222a u c u c =1.4标准不确定度分量1.4.1一测回水平方向标准偏差测量结果的标准不确定度分量经检定该仪器的一测回水平方向标准偏差=μ0.21″,则测量结果的标准不确定度分量1u 为==⨯=⨯=48.921.045.221.087.31621.01511u 0.022″ 自由度1836)1(1=⨯=-=n m v1.4.2经纬仪标准检定装置标准值引入的不确定度分量由于参与经纬仪检定结果处理的标准角值没有进行修正,根据JJG949-2000经纬仪检定装置规程规定,多齿分度台最大间隔分度误差小于0.3″,按均匀分布,3=k ,故:==3/3.02u 0.17″,估计其相对不确定度为10%,则502=v1.4.3望远镜照准一次的标准不确定度分量经检测其不确定度分量为0.12″,考虑到每照准1次读数2次,则有:==2/11.03u 0.08″,自由度193=v1.4.4观察误差的不确定度分量据分析,观测误差一般为测微器最小分度值的1/10,所使用的仪器为DJ2型仪器,最小分度值为1″,观测误差=4e 0.1″。
经纬仪测量系统相对定向误差解析与消除方法摘要:相对定向误差是经纬仪测量系统中的一项重要误差,对于测量结果的精度影响较大。
本文通过对经纬仪测量系统相对定向误差的分析,提出了相对定向误差的解析与消除方法,以提高测量结果的精度。
关键词:经纬仪;相对定向误差;解析;消除一、引言经纬仪是一种常用的大地测量仪器,主要用于测量地面上各种物体的水平方位角和垂直仰角。
在测量过程中,由于各种因素的影响,经纬仪测量系统中存在着各种误差,其中相对定向误差是影响测量结果精度的重要误差之一。
因此,对于相对定向误差的解析与消除具有重要意义。
二、经纬仪测量系统相对定向误差的分析经纬仪测量系统中的相对定向误差主要来自于安装误差和仪器本身的误差。
安装误差主要是由于经纬仪的安装不精确导致的,包括仪器水平调节不准确、仪器与三角架之间的接触不良等因素。
仪器本身的误差主要是由于光学系统的非理想性、仪器机械结构的松散度等因素引起的。
相对定向误差会导致测量结果的精度降低,影响测量结果的可靠性和精度。
因此,对于相对定向误差的解析和消除具有重要意义。
三、相对定向误差的解析方法相对定向误差的解析方法主要是通过对测量数据进行分析,找出误差来源,进而对误差进行修正。
具体方法如下:1. 采用重复测量的方法,通过对多次测量数据的比较,找出测量数据中的共性误差,进而确定相对定向误差的来源。
2. 采用数学建模的方法,通过对经纬仪测量系统的结构和原理进行分析,建立相对定向误差的数学模型,进而对误差进行解析。
3. 采用误差方程的方法,通过对经纬仪测量系统的误差来源进行分析,建立误差方程,进而对误差进行解析。
四、相对定向误差的消除方法相对定向误差的消除方法主要是通过调整测量系统的各项参数,进而消除误差。
具体方法如下:1. 采用精细的调校方法,对经纬仪测量系统进行精细调整,使其各项参数达到最佳状态,进而消除误差。
2. 采用自动校准的方法,通过对经纬仪测量系统进行自动校准,使其各项参数达到最佳状态,进而消除误差。
电子经纬仪实验报告电子经纬仪实验报告引言:电子经纬仪是一种用于测量地球的经度和纬度的仪器,它采用了先进的电子技术和精密的测量原理。
本实验旨在通过使用电子经纬仪,探究其工作原理和测量精度,并对其应用进行评估。
实验目的:1. 理解电子经纬仪的基本工作原理;2. 掌握使用电子经纬仪进行测量的方法和技巧;3. 评估电子经纬仪的测量精度和适用范围。
实验装置和步骤:1. 实验装置:电子经纬仪、三脚架、测量标志物等;2. 实验步骤:a. 将电子经纬仪放置在稳定的三脚架上,并调整水平;b. 使用仪器上的测量功能,测量标志物的经度和纬度;c. 重复测量多次,计算平均值,并记录测量误差;d. 根据实验结果,评估电子经纬仪的测量精度和适用范围。
实验结果与分析:通过实验测量,我们得到了一系列标志物的经度和纬度数据。
在对数据进行分析后,我们发现电子经纬仪的测量精度相对较高,误差范围在1度以内。
然而,在测量过程中,我们还发现了一些问题。
首先,当环境光线较强时,仪器的显示屏会出现反射,导致读数不准确。
其次,当仪器与标志物的距离较远时,由于大气折射的影响,测量结果也会产生一定的误差。
因此,在使用电子经纬仪进行测量时,我们需要注意环境光线和测量距离的影响,以提高测量的准确性。
实验总结:本实验通过使用电子经纬仪进行测量,加深了我们对该仪器的理解和应用。
电子经纬仪作为一种先进的测量工具,具有高精度和便捷性的优势,可广泛应用于地理勘测、航海导航等领域。
然而,我们也应该意识到电子经纬仪的局限性,如对环境光线和大气折射的敏感性。
在实际应用中,我们需要综合考虑各种因素,并采取相应的校正和控制措施,以确保测量结果的准确性。
展望:随着科技的不断发展,电子经纬仪将进一步提升其测量精度和适用范围。
未来,我们可以期待更加智能化的电子经纬仪出现,具备更强的抗干扰能力和更高的测量精度。
同时,我们也需要不断提升自身的技术水平,以更好地应对各种复杂的测量环境和需求。
经纬仪测量系统相对定向误差解析与消除方法
经纬仪是一种用于测量地面物体位置和方位角的仪器,由于各种原因(如仪器精度、天气等),在实际使用中会存在相对定向误差,这会影响到测量结果的准确性。
本文将介绍一些解析和消除经纬仪测量系统相对定向误差的方法。
相对定向误差解析
相对定向误差包括系统误差和随机误差。
系统误差是指仪器本身固有的误差,如仪器磁场影响、仪器非线性等;随机误差则是由于测量环境等因素引起的误差。
解析相对定向误差的方法主要包括:
误差分析法:通过对数据进行统计分析,找出存在的误差,并尽可能消除误差。
计算机模拟法:利用计算机模拟经纬仪测量过程,模拟出误差产生的原因和过程,并通过模拟实验来解决误差问题。
理论推导法:根据经纬仪的原理和性能参数,推导出误差的表达式,进而分析误差产生的原因,并采取相应措施消除误差。
相对定向误差消除方法
相对定向误差消除的方法包括以下几种:
校正法:根据误差分析结果,采取相应的校正措施,如调整仪器位置、校正仪器参数等。
滤波法:利用数字滤波器,滤除数据中的高频噪声,消除随机误差。
空间三角法:通过计算不同测量点之间的距离和角度,建立点之间的空间关系,对测量结果进行校正和修正。
统计法:通过对数据进行统计分析,找出存在的误差,并尽可能消除误差。
故障检测法:对仪器进行故障检测,及时排除仪器故障,保证测量数据的准确性。
相对定向误差是经纬仪测量过程中不可避免的问题,但采取合适的解析和消除方法,可以有效提高测量结果的准确性和可靠性。
电子经纬仪的检定与误差解析
电子经纬仪不仅能作为测角仪器单独完成测量工作,还能与电子手簿、激光测距仪等组成全站仪,或与激光测距机、卫星定位仪、陀螺仪等组成测地系统。
本文详细分析了电子经纬仪的误差成因,旨在提高电子经纬仪的测量精度。
标签:电子经纬仪;鉴定范围;误差解析
计算机技术与微电子技术的快速发展,为传统测绘仪器带来了革命性的变化,电子经纬仪正是在这种科技的冲击下而诞生的一种测量仪器,被广泛应用在建筑、军事等行业,极大提高了现代测绘技术水平。
1.电子经纬仪
电子经纬仪是一款集光学、电子、机械、计算为一体的高精度光学测量仪器,其在光学经纬仪的基础上增加了自动化智能技术、滤波技术以及电子细分控制技术等,能够对测量数据进行智能读取,除被广泛应用在公路、铁路、水利等工程的测量中,还可以用于大型建筑、设备的实地安装地形测量。
常见的电子经纬仪主要由:照准部、望远镜、测微器系统、水准器、基座及脚螺旋、光栅盘或光学码盘、读数面板、光学对点器,九大部分组成,具有较高的抗振能力、稳定性、可靠性,以及耗电小、寿命长、温度影响小等优点,适用于各种地形测量、地籍测量、工程测量。
2.进行电子经纬仪检定的主要内容
电子经纬仪是在光学经纬仪基础发展而来,为进一步提升其精确度,我们应熟悉并掌握电子经纬仪的检定工作内容。
1)水准器轴与竖轴的垂直度;2)望远镜竖丝铅垂度;3)望远镜视轴对横轴的垂直度;4)横轴误差;5)照准差;6)竖轴误差;7)光学对中器视轴与竖轴重合度;8)望远镜调焦视轴变动误差;9)一测回水平方向标准偏差。
3.电子经纬仪的误差分析
电子经纬仪主要用于边角的角度测量,测量误差是比照国家标准仪器精度来判断的,而国家标准仪器精度指的是一测回水平方向的标准误差。
在對电子经纬仪进行误差测量时,需要首先将电子经纬仪的望远镜对准实现选取的目标点A,获得对应角度的测量数值,然后对转目标点B,继续获得相应角度的测量数值,A、B两点测量数值间的误差为目标点间的夹角。
在这一测量过程中,需要用到的测量部位有:水准器、望远镜、度盘、读数面板、竖轴和横轴轴系等,这些部位也是影响电子经纬仪测量精度的主要因素。
3.1望远镜的瞄准误差
在使用电子经纬仪对观测目标进行测量时,望远镜的作用主要是对观测目标进行一定倍数的放大,便于测量人员对观测目标进行观测,然而观测主体是人,人的肉眼对观测目标的瞄准度是有极限的,无法对目标点进行精准定位存在视觉上的误差,也就是人们常说的瞄准误差。
瞄准误差是一种随机性误差,主要取决于望远镜的实际放大倍数和肉眼瞄准极限偏差,根据不同检测人员的不同视力情况,瞄准误差还存在一定的个体差异。
基于此,人们在对瞄准误差按照或然率计算,选取瞄准中误差为瞄准误差值。
3.2度盘的误差
度盘指的是在圆形零件刻划面根据原件设计要求,使用不等分或等分刻划线来表示测量角度的一种角度标准器元件。
常见的电子经纬仪使用的度盘有绝对编码盘和光栅盘,其中电子经纬仪使用的光栅度盘的刻划线是呈辐射状的直线,这些辐射状的直线中心一般都与圆度盘的圆心是相互重合的,也被称作中心辐射光栅度盘,其根据使用特征,可以分为振幅光栅和相位光栅,根据光学原理,又可以分为反射光栅和透射光栅。
然而无论是哪种光栅度盘其在使用的过程中都会出现误差,根据误差成因的不同,又可以将度盘误差分为刻划误差、偏心误差、度盘变形误差、度盘倾斜误差、直径误差等种类的误差。
其中,刻划误差指的是度盘刻划面刻划线的实际位置与理想位置存在偏差而导致的角度量误差。
度盘的安装误差、刻划机调整不良、刻划机刻划误差、温度、湿度等因素都会造成刻划误差的出现,在实际的误差测量中,刻划误差可以用角量、线量(切向误差)来表示。
受制于技术条件的限制,即使是当前最精密的刻划机,在最佳的工作状态下,仍旧会产生0.5um作用的线量(切向误差)。
刻划直径大小不会对刻划误差产生影响,真正影响刻划误差的度盘刻划面直径,度盘刻划面直径越大,刻划线误差角度越小;偏心误差主要是度盘安装位置不正确或度盘零件安装不正确造成的,不正确的安装方式会让度盘的旋转中心与刻划面划中心产生偏离,从而导致读书误差,这种误差也被称作偏心误差。
度盘变形误差主要是由于不同材料具有不同的膨胀系数,当它们遇到温度变化时,会产生不同程度的形变,并在装配过程中产生一定的形变压力,引起度盘变形,出现刻线位移现象,进而产生的测量误差。
度盘倾斜误差主要是因为读数系统光轴或竖轴不与度盘相互垂直而造成的,当竖轴不与度盘垂直时,且度盘倾斜角度较小时,对测量结果影响较小,在某些情况下可以忽略不计,当读数系统光轴与度盘不垂直时,如果其误差数值符合对径读数而相互抵消,也可以忽略不计。
一般情况下,度盘直径的全中误差不得大于1.5″。
属于系统及偶然中误差,如果在测量的过程中,如果按照规定数量进行测回,虽然可以抵消掉大部分的偶然误差,但系统误差的存在仍然会影响到最终的测量结果。
3.3读数系统的误差
读书系统误差包含了细分量化误差、光栅不完全正交误差、以及偏心误差。
其中,细分量化误差指的是检测人员在量化时产生的细分误差,检测人员在对cos、sin脉冲的不同状态来进行检测时,可以对角度测量进行进一步的细分化,由于电压与角度间的联系近似线性关系,因此角度细分范围也未直线,可以对A/D进行转换,然后通过测量得到测量目标的角度数据。
需要注意的是,A/D数模在转换时,会出现一个量化误差。
此外,光栅信号电压不稳及外界干扰都会产生误差。
而光栅不完全正交误差是因为光栅度盘在使用时,光源光线经系统产生的莫尔条纹信号属于非正弦周期函数,两信号的相位既没有正交,也不垂直。
在这种情况下,如果一个信号是正弦波,另一个不是标准余弦波的话,就会出现误差。
3.4轴系和度盘偏心的误差
电子经纬仪在进行测量前,必须保障竖轴安置铅垂且三轴正交,这里的三轴指的是横轴、竖轴、视准轴。
通常情况下,如果竖轴与横轴不垂直、或横轴与视准轴不垂直,竖轴安置也是不垂直的,造成垂直测角和水平测角的测量误差。
其次,测角仪器的度盘会与其相接的轴系产生偏心,这种偏心差也是造成测量误差的主要因素之一,特别是多个偏心误差同时存在时,会让测量误差成因变得复杂。
另外,如果使用的电子经纬仪属于双面读数经纬仪,偏心因素对测量结果的误差影响可忽略不计。
反之,如果使用的不是双面读数经纬仪,必须在测量的过程中,预先消除偏心因素误差,将偏心误差对测量结果的影响降到最低。
3.5水准器的误差
在运用电子经纬仪进行观测目标测量时,必须先对经纬仪竖轴进行调整,确保其旋转中心和观测目标点处于同一铅垂线上,然后沿着垂直方向,调整仪器的水平度,让仪器保持水平平衡。
可以通过观察平衡仪的气泡位置来判定仪器是否处于水平状态,当水准器气泡移到刻度中心位置时,即代表仪器处于水平平衡,由于人的肉眼存在视觉偏差,观察到的气泡位置可能与理想中的中心位置存在偏差,这种情况下会产生整平误差,影响观测结果。
4.结语
综上所述,在对电子经纬仪误差成因进行分析时,要结合实际,具体问题具体分析,只有这样才能保障测量结果的准确性,提高电子经纬仪的测量精度。
参考文献
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