本期為大家介紹測距及相關設置對坐標和高程的影響。距離對坐標產生的誤差稱為縱向誤差。斜距是全站儀測量數(shù)據,棱鏡常數(shù)、溫度氣壓對斜距有影響;平距和高差是計算數(shù)據,比例因子、水平面改正對平距有影響;球氣差改正對高差有影響。
棱鏡常數(shù)對測距的影響
- 固定誤差 -
使用棱鏡設置測站、數(shù)據采集、放樣時需要輸入正確的棱鏡常數(shù)。棱鏡常數(shù)輸入問題在測量中的偏差是固定的偏差值,和距離長短、角度大小都沒關系。如果測量中出現(xiàn)固定偏差,檢查棱鏡常數(shù)是否輸入正確。一般常用標準單棱鏡,棱鏡常數(shù)為-30mm,儀器默認棱鏡常數(shù)為0。棱鏡常數(shù)不輸入,造成測量偏差為-30mm左右。
溫度氣壓對測距的影響
- 比例誤差 -
全站儀一般測距系統(tǒng)沒有偏差,測距受大氣折光的影響偏差很小,可以忽略不計。測距主要受外界溫度和氣壓的影響。在通常的大氣環(huán)境下測距時,當氣壓保持不變,溫度每變化 1℃,或者溫度保持不變,氣壓每變化3.6hPa 時,每公里變化 1mm。 所以,常規(guī)測量可以不設置氣象參數(shù),在進行高精度距離測量時,應使用精確的量測設備測定大氣的溫度和氣壓值,輸入正確的氣象參數(shù),以對距離測量結果施加氣象改正,儀器默認氣象改正數(shù)PPM為0,條件為:溫度是15℃、氣壓是1013hpa。溫度氣壓對測距的影響是比例誤差,距離越遠誤差越差。
比例因子對測距的影響
全站儀設置中平距類型有地面和平面。地面不施加比例因子,平面會在平距中施加比例因子;比例因子只改變計算坐標數(shù)據,不改變測量數(shù)據,對高程沒有影響。
1、比例因子對坐標測量的影響
在全站儀測量界面測量任意一點B,得到全站儀到該點水平距為2.930m。在【設置】-【觀測條件】-【距離】中,將平距類型改為【平面】;在【內存】-【作業(yè)更名】中,把比例因子設置為0.9。假設測站點A點坐標為:N(X):0,E(Y):0,Z:0;在坐標測量程序中以點B為0方向設置測站,測站設置完成后;測量B點的坐標,B點坐標為N;2.637,E:0,Z:1.495。不經過比例因子改變的坐標應該為:N;2.930,E:0,Z:1.495。水平距離2.930×0.9=2.637,通過坐標可以看出比例因子對坐標進行了改變。所以在施加比例因子時,計算坐標的平距=測量得到的平距×比例因子。從公式中可以得出結論,當比例因子大于1時,計算坐標大于實際坐標;當比例因子小于1時,計算坐標比實際坐標小。當坐標測量偏差較大時,檢查是否是比例因子問題。
2、比例因子對坐標放樣的影響
比例因子對坐標放樣的影響,比例因子還采用0.9。假設測站點A坐標為N(X):0,E(Y):0,Z:0;放樣點B坐標為:N;2.70,E:0,Z:1.493。在坐標放樣中,采用方位角方式設置測站,測站完成,進行坐標放樣。在放樣界面可以看到測站到放樣的水平距離計算值是2.7m。按照儀器界面提示將點位放到偏差為1㎜。在普通界面測得全站儀到該點的距離為3.001m。
所以通過數(shù)據可以得出結論:實際放樣距離=水平距離計算值/比例因子。
3、如何正確設置比例因子
從上面介紹可以看出,比例因子對坐標測量和坐標放樣有很大的影響。比例因子發(fā)生變化的原因: 1.人為修改2.后方交會:平距類型設置為【平面】,測站設置采用后方交會后,比例因子會發(fā)生變化。比例因子改變后正確設置的操作步驟:在【內存】-【作業(yè)更名】中把比例因子改為1;在【觀測條件】-【距離】中,把平距類型改為地面。當坐標系中存在比例因子時按照使用需求進行設置。
水準面改正/海平改正
水準面改正是改正水平距離,影響平面坐標,對高程沒有影響。IM 具有將斜距歸算成平距的功能,但歸算時并未考慮高程因素。在高海拔地區(qū)測量作業(yè)時,建議進行水準面改正,球面距離計算公式如下:
式中:R 為橢球曲率半徑(6371000.000m)
H 為測站點與目標點的高程平均值 (高程平均值根據測站點高程和目標點高程自動計算獲得)
水準面改正也是比例誤差,距離越遠,誤差越大。一般設置為不改正。
球氣差對高程測量的影響
高程是通過兩個點的高差計算得到的,高差除了垂直角的影響,還受球氣差(兩差)的影響。假設球氣差改正為f,則: f=D2/2R×(1-K)
R-地球半徑,取6371KM
K折光系數(shù)(0.14/0.20)
下表為:K取0.14,在不同距離球氣差對高差的改正值
從表中可以看出球氣差的影響隨著距離變化改正值不同,距離越遠改正值越大。在100米時,改正值為1㎜;500米改正值是1.7cm.距離遠了兩差改正值影響比較大。在進行精密高程測量時,根據使用需求設置兩差改正。
總 結
測量中出現(xiàn)偏差,縱向偏差大考慮測距和相關設置,橫向出現(xiàn)偏差考慮測角誤差。出現(xiàn)偏差分析步驟如下。
排除粗差
平面坐標出現(xiàn)很大誤差時,檢查坐標是否輸入錯誤、X和Y坐標是否輸反、控制點坐標系是否用錯、控制點坐標或者控制點是否使用錯誤。
固定誤差
坐標或者距離測量出現(xiàn)固定偏差,檢查棱鏡常數(shù)是否輸入錯誤。
計算數(shù)據誤差
普通界面測量平距和坐標與坐標測量界面不一致,檢查格網因是不是1,平距類型是不是地面;水平面改正是否設置為不改正。測站設置誤差很小,再放樣后視點偏差很大,檢查平距類型和比例因子。
坐標中有縱向比例誤差
檢查溫度氣壓是否按現(xiàn)場條件進行設置;其單位是否設置正確。
坐標中有橫向比例誤差
檢查補償器是否設置為改正HV、視準差是否設置為改正,檢查2C是否超限、對中誤差、目標偏心差。
高程偏差大
檢查視準差是否設置為改正、指標差是否超限,是否需要施加球氣差改正。如果兩項都檢查后還有偏差,使用水準儀測量兩點高差,如果全站儀和水準儀測量的高差偏差在誤差允許范圍內,說明控制點有問題。
供稿:索佳產品技術 fyf
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