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二、不同瞄準(zhǔn)特征導(dǎo)致的測(cè)角誤差分析

在全站儀視線瞄準(zhǔn)棱鏡時(shí)，理想情況下是瞄準(zhǔn)棱鏡的中心，如圖 3 中間箭頭線所示的視線：

但是棱鏡中心是一個(gè)虛擬的點(diǎn)，并沒(méi)有實(shí)體標(biāo)記。對(duì)于精密棱鏡 GPH1P，在瞄準(zhǔn)時(shí)一般選擇棱鏡的反射角點(diǎn)( 圖 3 上面箭頭線所示的視線) ，或者棱鏡的圓形外框作為特征進(jìn)行瞄準(zhǔn)( 圖 3 下面箭頭線所示的視線) ; 可以看出，當(dāng)棱鏡的玻璃前反射面與全站儀的視線不垂直時(shí)，瞄準(zhǔn)反射角點(diǎn)或圓形外框會(huì)引起水平角和垂直角的測(cè)量誤差。 對(duì) 于普通棱鏡GPR121，由于帶有覘板，在瞄準(zhǔn)時(shí)選擇覘板上刻畫(huà)的對(duì)稱圖案，但是當(dāng)覘板與全站儀的視線存在水平偏擺時(shí)，覘板的俯仰姿態(tài)會(huì)造成水平角的測(cè)量誤差。

因此，本文對(duì)全站儀人眼瞄準(zhǔn)棱鏡時(shí)常選擇的圓形外框、反射角點(diǎn)、覘板這三種特征進(jìn)行測(cè)角誤差分析。

1、圓形外框特征引起的測(cè)角誤差

以圖 4 為例，T 為全站儀中心，三角形 AOB 為棱鏡玻璃芯，AB 代表棱鏡圓形外框，D 為 AB 的中點(diǎn)即圓形外框中心，C 為棱鏡中心。全站儀 T 瞄準(zhǔn)圓形外框中心 D，與瞄準(zhǔn)棱鏡中心 C，這兩條視線 TD與 TC 的夾角為 θ，即為瞄準(zhǔn)圓形外框特征所導(dǎo)致的角度誤差，包括棱鏡與全站儀視線在水平方向不垂直所造成的水平角測(cè)量誤差，以及棱鏡與全站儀視線在俯仰方向不垂直所造成的垂直角測(cè)量誤差。

由于水平角誤差和垂直角誤差相同，下面僅對(duì)垂直角測(cè)量誤差進(jìn)行分析。

當(dāng)棱鏡玻璃前表面 AB 與視線 TC 不垂直，棱鏡玻璃前表面的法線與 CD 全站儀視線 TC 的夾角為γ。那么，對(duì)于 ΔTCD，∠TCD = γ，∠CTD = θ，設(shè)全站儀觀測(cè)斜距 TC = s，棱鏡中心到玻璃前表面的距離CD= e?？梢缘玫剑?/span>

2、反射角點(diǎn)特征引起的測(cè)角誤差

以圖 5 為例，T 為全站儀中心，三角形 AOB 為棱鏡玻璃芯，AB 為玻璃與空氣介質(zhì)的交界面，C 為棱鏡中心，O 為棱鏡反射角點(diǎn)。當(dāng)全站儀瞄準(zhǔn)反射角點(diǎn) O 時(shí)，由于玻璃對(duì)視線造成的折射，全站儀實(shí)際上瞄準(zhǔn)的視線在空氣中為 TF，在鏡體中為 FO，F(xiàn)為全站儀視線從空氣中進(jìn)入玻璃中的交界點(diǎn)，E 為T(mén)F 與 OC 的交點(diǎn)。全站儀 T 瞄準(zhǔn)反射角點(diǎn) O，與瞄準(zhǔn)棱鏡中心 C，這兩條視線 TF 與 TC 的夾角為 θ，即為瞄準(zhǔn)反射角點(diǎn)特征所導(dǎo)致的角度誤差，包括水平角誤差和垂直角誤差。下面僅對(duì)垂直角測(cè)量誤差進(jìn)行分析。

當(dāng)棱鏡玻璃前表面 AB 與視線 TF 不垂直，棱鏡玻璃前表面的法線與全站儀視線的夾角為 γ。那么，∠TED= γ，∠CTE = θ，設(shè)全站儀觀測(cè)斜距 TC = s，棱鏡中心 C 到玻璃前表面的距離 CD = e，棱鏡反射角點(diǎn) O 到玻璃前表面的距離 OD= d。設(shè)棱鏡玻璃反射芯的折射率為 n，那么