第8讲水平角测量误差分析.ppt
《第8讲水平角测量误差分析.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第8讲水平角测量误差分析.ppt(21页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第8讲 水平角测量误差分析,教学目标,1.理解并掌握全站仪水平角测量过程中误差产生的原因 2.掌握全站仪水平角测量误差消除的方法,知识目标:,1.能够正确使用全站仪进行水平角测量 2.能够根据全站仪测量误差产生的原因,采取有效措施避免或减弱误差对测量成果所产生的影响,技能目标:,一、精密测角的误差影响,1. 外界环境的影响 (1)大气层密度的变化和大气透明度对目标成像质量的影响 1)大气层密度的变化对目标成像稳定性的影响 目标成像是否稳定主要取决于视线通过近地大气层(简称大气层)密度的变化情况,如果大气密度是均匀的、不变的,则大气层就保持平衡,目标成像就很稳定;如果大气密度剧烈变化,则目标成像
2、就会产生上下左右跳动。实际上大气密度始终存在着不同程度的变化,它的变化程度主要取决于太阳造成地面热辐射的强烈程度以及地形、地物和地类等的分布特征。,2)大气透明度对目标成像清晰的影响 目标成像是否清晰主要取决于大气的透明程度,也就是取决于大气中对光线散射作用的物质(如尘埃、水蒸气等)的多少。尘埃上升到一定高度后,除部分浮悬在大气中,经雨后才消失外,一般均逐渐返回地面。水蒸气升到高空后可能形成云层,也可能逐渐稀释在大气中,因此尘埃和水蒸气对近地大气的透明度起着决定性作用。 地面的尘埃之所以上升,主要是由于风的作用,即强烈的空气水平气流和上升对流的结果,大量水蒸气也是水域和植被地段强烈升温产生的,
3、所以大气透明度从本质上说也主要决定于太阳辐射的强烈程度。因此一般来说,上午接近中午时大气透明度较差,午后随着辐射减弱,水蒸气愈来愈少,尘埃也不断陆续返回地面,所以一般在下午3h以后又有一段大气透明度良好的有利观测时间。,(2)大气折光的影响 光线通过密度不均匀的空气介质时,经过连续折射后形成一条曲线,并向密度大的一方弯曲,如图1所示。当来自目标的光线进入望远镜时,望远镜所照准的方向为这条曲线在望远镜处的切线方向,如图中的方向,这个方向显然不与这条曲线的弦线相一致(一般称为理想的照准方向),而有一微小的交角,称为微分折光。微分折光可以分解为纵向和水平两个分量,由于大气温度的梯度主要发生在垂直面内
4、,所以微分折光的纵向分量是比较大的,是微分折光的主要部分。微分折光的水平分量影响着视线的水平方向,对精密测角的观测成果产生系统性质的误差影响。 水平折光的影响还随着大气温度的变化而不同。如白天在太阳照射下的沙石地面气温上升决,密度小,水面上方气温上升慢,密度大,如图2所示。但是在夜间沙石地面散热快,而水面的空气散热慢,因此,白天和晚间的水平折光影响正好相反。如图3所示点观测点,由于方向的右侧有河流,在白天观测时,视线凹向河流,在晚间观测时,视线凸向河流,所以取白天和晚间观测成果的平均值,可以有效地减弱水平折光的影响。,图1,图2,图3,图4,视线在水平方向靠近某些实体会产生局部性水平折光影响,
5、如视线靠近岩石或在建筑物附近通过,因岩石等实体比空气吸热快、传热也快,使岩石等实体附近的气温高、密度小,所以也将使视线弯曲。在观测时,引起大气密度分布不均匀的地形地物愈靠近测站,水平折光就愈大,在图4中,由于山体靠近,所以方向的水平折光影响要比AB方向大,即 。 水平折光的影响是极为复杂的,为了在一定程度上削减其对精密测角的影响,一般应采取必要的措施。在选点时,应避免使视线靠近山坡、大河或与湖泊的岸线平行,并应尽量避免视线通过高大建筑物、烟囱和电杆等实体的侧方。在造标时应使橹柱旁离视线至少10cm,一般在有微风的时候或在阴天进行观测,可以减弱部分水平折光的影响。,在精密工程测量中水平角观测还受
6、到工程场地的一些局部因素的影响。工业能源设施向大气排放大量热气、烟尘,沥青、或水泥路面、混凝土及金属构筑物等热量传导性能的改变,水蒸气的蒸发与冷却的瞬变等,使测区处于瞬变的微气候条件下。为了削减微气候条件构成的水平折光影响,应根据测区微气候条件的实际情况,选择最有利于观测的时间,将整个观测工作分配在几个不同的时间段内进行。,(3)照准目标的相位差 照准目标如果是圆柱形实体,如木杆、标心柱,则在阳光照射下会有阴影,圆柱上分为明亮和阴暗的两部分如图5所示。视线较长时往往不易确切地看清圆柱的轮廓线,当背景较阴暗时,往往十字丝照准明亮部分的中线;当背景比较明亮时,十字丝却照准了阴暗部分的中线,也就是说
7、照准实体目标时,往往不能正确地照准目标的真正中心轴线,从而给观测结果带来误差,这种误差叫相位差。可知,相位差的影响随太阳的方位变化而不同,在上午和下午,当太阳在对称位置时,实体目标的明亮与阴暗部分恰恰相反,所以相位差影响的正负号也相反,因此,最好半数测回在上午观测,半数测回在下午观测。 为了减弱这种误差的影响,在三角测量中一般采用微相位照准圆筒。微相位照准圆筒的结构形式可参阅国家规范中的有关章节。,图5,(4)温度变化的影响 如果在观测时仪器受太阳光的直接照射,则由于仪器的各部分受热不均匀,膨胀也不相同,致使仪器产生变形,各轴线间的正确关系不能保证,从而影响观测的精度,所以在观测时必须撑伞或用
8、测橹覆挡住太阳光对仪器的直接照射。但是,尽管仪器不直接受太阳光的照 射,周围空气温度的变化也会影响仪器各部分发生微小的相对变形,使仪器视准轴位置发生微小的变动。 视准轴位置的变动可以由同一测回中照准同目标的盘左、盘右读数的差数中看出,这个差数就是两倍视准轴误差,以2C表示。如果没有由于仪器变形而引起的误差,则由每个观测方向所求得的2C值与其真值之间只能有偶然性质的差异。但是经验证明,倘若在连续观测几个测回的过程中温度不断变化,则由每个测回所得的2C值有着系统性的差异,而且这个系统性的差异与观测过程中温度的变化有着密切的关系。,假定在一个测回的短时间观测过程中,空气温度的变化与时间成比例,那么可
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水平 测量误差 分析
链接地址:https://www.31doc.com/p-2912155.html