全站儀數(shù)字化測(cè)圖中建站的誤差我們?nèi)绾翁幚恚?/h1>

發(fā)布日期：2024-04-30瀏覽次數(shù)：18

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一、測(cè)圖中建站錯(cuò)誤的來源

在全站儀數(shù)字化測(cè)圖過程中，影響其測(cè)量精度的因素很多，其測(cè)量過程中所得到的數(shù)據(jù)質(zhì)量不僅取決于測(cè)量儀器的精準(zhǔn)度，而且還取決于測(cè)量人員的思想和技術(shù)水平。在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集過程中，定向、檢核、對(duì)中以及計(jì)算等任何一個(gè)環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，因此，可以說導(dǎo)致測(cè)圖中建站錯(cuò)誤的因素主要有儀器設(shè)備（包括設(shè)備本身的精密度、校正完善與否等）、客觀環(huán)境（包括安置誤差、尺鏡不直、估讀誤差、瞄準(zhǔn)誤差、誤讀、誤記、輸入錯(cuò)誤、計(jì)算錯(cuò)誤等）、操作人員（包括地形、溫度、煙塵、風(fēng)力、濕度、大氣折光等）。

在全站儀數(shù)字化測(cè)圖過程中，關(guān)鍵步驟是將全站儀設(shè)置在圖根控制點(diǎn)上，以便精確測(cè)量測(cè)站與鏡站之間的垂直角、水平角及距離。隨后，通過相應(yīng)計(jì)算得出碎部點(diǎn)的坐標(biāo)。在這一過程中，碎部點(diǎn)的測(cè)量精度主要受到測(cè)距和測(cè)角誤差的影響。

測(cè)距誤差的產(chǎn)生主要源于儀器自身誤差、棱鏡誤差、測(cè)站與鏡站偏心誤差，以及棱鏡的安置誤差等。而測(cè)角誤差則主要受到望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)誤差、儀器垂直軸誤差、讀數(shù)誤差、外部環(huán)境條件、目標(biāo)偏心誤差以及測(cè)站偏心誤差等多種因素的影響。

碎部點(diǎn)測(cè)量高程的準(zhǔn)確性則主要取決于垂直角觀測(cè)、測(cè)距、儀器高以及目標(biāo)高的測(cè)量。其中，垂直角觀測(cè)的誤差主要來源于讀數(shù)誤差、自動(dòng)補(bǔ)償誤差、照準(zhǔn)誤差以及外部條件的影響。

二、全站儀數(shù)字化測(cè)圖中建站錯(cuò)誤的處理措施

全站型電子速測(cè)儀簡稱為全站儀，其集光電測(cè)距儀電子經(jīng)緯儀和微電腦處理器于一體，并且同時(shí)具備了光電測(cè)距儀的測(cè)距誤差和經(jīng)緯儀的測(cè)角誤差的性質(zhì)。下面將會(huì)針對(duì)建站過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤給予分析，并提出了相關(guān)的解決措施。

1、全站儀測(cè)距的誤差分析

如今大多數(shù)全站儀采用了相位式光電測(cè)距，其中存在的主要誤差有：一種誤差與測(cè)量距離D成正比的誤差，另外一種則是與測(cè)量距離無關(guān)的誤差，即所謂的加常數(shù)誤差、測(cè)相誤差和對(duì)中誤差。因此，測(cè)距精度的主要表達(dá)式為MD=±（A+B×D），式中A為固定誤差；B為比例誤差系數(shù)；D為被測(cè)距離，通過相關(guān)的計(jì)算便可以得出測(cè)距中誤差值MD。

2、全站儀測(cè)角誤差分析

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，全站儀測(cè)角誤差的主要來源有以下兩種：

（1）儀器自身存在的誤差

對(duì)儀器本身誤差進(jìn)行分析主要是根據(jù)野外一測(cè)回方向中誤差Mβ'來確定，其主要是由誤差傳播定律測(cè)得，野外一測(cè)回測(cè)角中誤差Mβ'測(cè)= 7″。并且野外半測(cè)回中誤差M方。

（2）目標(biāo)偏心誤差對(duì)于測(cè)量誤差的影響依據(jù)測(cè)量學(xué)中的公式可以推出，其公式如下所示：m =ρ/X

上式中的S1、S2分別代表全站儀數(shù)字化測(cè)圖時(shí)照準(zhǔn)后視方向的距離和照準(zhǔn)待測(cè)點(diǎn)的距離。e1取照準(zhǔn)后視方向的誤差，該誤差通常情況下不會(huì)超過5m。由于常規(guī)測(cè)圖過程中棱鏡中心通常不會(huì)與地面的點(diǎn)位重合，而且造成的誤差一般為棱鏡的半徑50mm，所以我們定義e2=50mm。由于目標(biāo)偏心誤差和對(duì)中誤差均為中性質(zhì)的誤差，并且屬于偶然誤差，如果一起安裝完畢之后，對(duì)他們進(jìn)行測(cè)量時(shí)就會(huì)對(duì)測(cè)角產(chǎn)生一定的影響，在通過誤差傳播定律就可以得到測(cè)角誤差m。

3、對(duì)全站儀數(shù)字化測(cè)圖中點(diǎn)位中誤差M進(jìn)行分析

通過對(duì)前面測(cè)距和測(cè)角精度的分析，然后再借助誤差傳播定律就可以準(zhǔn)確的計(jì)算出實(shí)際工作中存在的點(diǎn)位中誤差。

首先，需要建立定點(diǎn)（X，Y）以及距離（D）和角度（β）的關(guān)系式，

即X=Dcosβ，Y=Dsinβ

其次上面的公式進(jìn)行全微分處理，得到了具真誤差的關(guān)系式：

△X=cosβ△D-Dcosβ?△β，△Y=sinβ△D+Dsinβ?△β

最后根據(jù)誤差傳播定律就可以得到中誤差平方的關(guān)系式，

即M2x=cos2βM2D+D2sin2βM2β/ρ2M2y=sin2βM2D+D2cos2βM2β/ρ2

該式就是點(diǎn)位中誤差與距離中誤差MD、角度中誤差Mβ以及距離D的關(guān)系式。所以此式來評(píng)估全站儀數(shù)字化測(cè)圖中的點(diǎn)位精度。

4、全站儀數(shù)字化測(cè)圖高程中誤差分析

作為大多人所了解的，全站儀數(shù)字化測(cè)圖的高程通常情況下為三角高程，并且三角高程單向測(cè)量的高差公式為：

h=Dtanαν+（1-k）D2/2R+i-ν

通過對(duì)該式進(jìn)行全微分就可以得到真誤差關(guān)系式為：

M2h=（tanα+（1-k）D/R）2M2D+（D?secα?ν）2Mαν+（D2/2R）2M2k+M2ν+M2i

式中R=6378km，k=0.14，D為邊長。

通過中誤差平方關(guān)系式便可以得出各個(gè)變量的取值。在對(duì)豎角測(cè)量精度進(jìn)行分析時(shí)，全站儀數(shù)字化測(cè)圖的標(biāo)準(zhǔn)精度為M標(biāo)。儀器的高度i與目標(biāo)物高度v的精度通常是根據(jù)測(cè)量人員的工作經(jīng)驗(yàn)獲得的，并且要求兩次測(cè)量結(jié)果的誤差不能超過3mm，通過誤差傳播定律可以求出中誤差公式，最后得出Mi=Mv=Mαν=2.0mm。大氣垂直折光系數(shù)誤差Mk=0.05mm。在全站儀進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖過程中，由于地形的起伏角通常不會(huì)超過25°，所以我們?cè)谌∑浯怪苯铅?25°。在測(cè)圖階段，地面高程H的精度通常是相對(duì)于根控制點(diǎn)而言的，所以我國將圖根控制點(diǎn)的高程定位為真值，即MH=Mh。

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