本期为大家介绍测距及相关设置对坐标和高程的影响。距离对坐标产生的误差称为纵向误差。斜距是全站仪测量数据,棱镜常数、温度气压对斜距有影响;平距和高差是计算数据,比例因子、水平面改正对平距有影响;球气差改正对高差有影响。
棱镜常数对测距的影响
-固定误差-
【资料图】
使用棱镜设置测站、数据采集、放样时需要输入正确的棱镜常数。棱镜常数输入问题在测量中的偏差是固定的偏差值,和距离长短、角度大小都没关系。如果测量中出现固定偏差,检查棱镜常数是否输入正确。一般常用标准单棱镜,棱镜常数为-30mm,仪器默认棱镜常数为0。棱镜常数不输入,造成测量偏差为-30mm左右。
温度气压对测距的影响
- 比例误差 -
全站仪一般测距系统没有偏差,测距受大气折光的影响偏差很小,可以忽略不计。测距主要受外界温度和气压的影响。在通常的大气环境下测距时,当气压保持不变,温度每变化1℃,或者温度保持不变,气压每变化3.6hPa时,每公里变化1mm。 所以,常规测量可以不设置气象参数,在进行高精度距离测量时,应使用精确的量测设备测定大气的温度和气压值,输入正确的气象参数,以对距离测量结果施加气象改正,仪器默认气象改正数PPM为0,条件为:温度是15℃、气压是1013hpa。温度气压对测距的影响是比例误差,距离越远误差越差。
比例因子对测距的影响
全站仪设置中平距类型有地面和平面。地面不施加比例因子,平面会在平距中施加比例因子;比例因子只改变计算坐标数据,不改变测量数据,对高程没有影响。
1、比例因子对坐标测量的影响
在全站仪测量界面测量任意一点B,得到全站仪到该点水平距为2.930m。在【设置】-【观测条件】-【距离】中,将平距类型改为【平面】;在【内存】-【作业更名】中,把比例因子设置为0.9。假设测站点A点坐标为:N(X):0,E(Y):0,Z:0;在坐标测量程序中以点B为0方向设置测站,测站设置完成后;测量B点的坐标,B点坐标为N;2.637,E:0,Z:1.495。不经过比例因子改变的坐标应该为:N;2.930,E:0,Z:1.495。水平距离2.930×0.9=2.637,通过坐标可以看出比例因子对坐标进行了改变。所以在施加比例因子时,计算坐标的平距=测量得到的平距×比例因子。从公式中可以得出结论,当比例因子大于1时,计算坐标大于实际坐标;当比例因子小于1时,计算坐标比实际坐标小。当坐标测量偏差较大时,检查是否是比例因子问题。
2、比例因子对坐标放样的影响
比例因子对坐标放样的影响,比例因子还采用0.9。假设测站点A坐标为N(X):0,E(Y):0,Z:0;放样点B坐标为:N;2.70,E:0,Z:1.493。在坐标放样中,采用方位角方式设置测站,测站完成,进行坐标放样。在放样界面可以看到测站到放样的水平距离计算值是2.7m。按照仪器界面提示将点位放到偏差为1㎜。在普通界面测得全站仪到该点的距离为3.001m。
所以通过数据可以得出结论:实际放样距离=水平距离计算值/比例因子。
3、如何正确设置比例因子
从上面介绍可以看出,比例因子对坐标测量和坐标放样有很大的影响。比例因子发生变化的原因:1.人为修改2.后方交会:平距类型设置为【平面】,测站设置采用后方交会后,比例因子会发生变化。比例因子改变后正确设置的操作步骤:在【内存】-【作业更名】中把比例因子改为1;在【观测条件】-【距离】中,把平距类型改为地面。当坐标系中存在比例因子时按照使用需求进行设置。
水准面改正/海平改正
水准面改正是改正水平距离,影响平面坐标,对高程没有影响。IM具有将斜距归算成平距的功能,但归算时并未考虑高程因素。在高海拔地区测量作业时,建议进行水准面改正,球面距离计算公式如下:
式中:R为椭球曲率半径(6371000.000m)
H为测站点与目标点的高程平均值 (高程平均值根据测站点高程和目标点高程自动计算获得)
水准面改正也是比例误差,距离越远,误差越大。一般设置为不改正。
球气差对高程测量的影响
高程是通过两个点的高差计算得到的,高差除了垂直角的影响,还受球气差(两差)的影响。假设球气差改正为f,则: f=D2/2R×(1-K)
R-地球半径,取6371KM
K折光系数(0.14/0.20)
下表为:K取0.14,在不同距离球气差对高差的改正值
从表中可以看出球气差的影响随着距离变化改正值不同,距离越远改正值越大。在100米时,改正值为1㎜;500米改正值是1.7cm.距离远了两差改正值影响比较大。在进行精密高程测量时,根据使用需求设置两差改正。
总 结
测量中出现偏差,纵向偏差大考虑测距和相关设置,横向出现偏差考虑测角误差。出现偏差分析步骤如下。
排除粗差
平面坐标出现很大误差时,检查坐标是否输入错误、X和Y坐标是否输反、控制点坐标系是否用错、控制点坐标或者控制点是否使用错误。
固定误差
坐标或者距离测量出现固定偏差,检查棱镜常数是否输入错误。
计算数据误差
普通界面测量平距和坐标与坐标测量界面不一致,检查格网因是不是1,平距类型是不是地面;水平面改正是否设置为不改正。测站设置误差很小,再放样后视点偏差很大,检查平距类型和比例因子。
坐标中有纵向比例误差
检查温度气压是否按现场条件进行设置;其单位是否设置正确。
坐标中有横向比例误差
检查补偿器是否设置为改正HV、视准差是否设置为改正,检查2C是否超限、对中误差、目标偏心差。
高程偏差大
检查视准差是否设置为改正、指标差是否超限,是否需要施加球气差改正。如果两项都检查后还有偏差,使用水准仪测量两点高差,如果全站仪和水准仪测量的高差偏差在误差允许范围内,说明控制点有问题。
供稿:索佳产品技术部 fyf
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