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全站儀的測角系統(tǒng)與傳統(tǒng)光學(xué)經(jīng)緯儀測角系統(tǒng)相比較，主要有兩個(gè)方面的不同：1、傳統(tǒng)的光學(xué)度盤被絕對編碼度盤或光電增量編碼器代替，用電子細(xì)分系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的光學(xué)測微器；2、由傳統(tǒng)的觀測者判讀觀測值及手工記錄變?yōu)橛^察者直接讀數(shù)并自動記錄。
儀器誤差概括起來可分為兩個(gè)方面：一方面是主要軸線的幾何關(guān)系不正確所產(chǎn)生的幾何結(jié)構(gòu)誤差，如視準(zhǔn)軸誤差、水平軸傾斜誤差、垂直軸傾斜誤差；另外一方面是儀器制造、校準(zhǔn)、磨損等原因所生產(chǎn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)誤差，如照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)誤差。
望遠(yuǎn)鏡物鏡光心與十字絲中心的連線稱為視標(biāo)準(zhǔn)軸。假設(shè)儀器已整置水平，且水平軸與垂直軸正交，僅由于視準(zhǔn)軸與水平軸不正交，即實(shí)際的視準(zhǔn)軸與正確的視準(zhǔn)軸存在夾角，稱之為視準(zhǔn)軸誤差。視準(zhǔn)軸誤差產(chǎn)生的原因是由于安裝和調(diào)整不正確，使望遠(yuǎn)鏡十字絲中心偏離了正確的位置，造成視準(zhǔn)軸與水平軸的位置發(fā)生變化，產(chǎn)生視準(zhǔn)軸誤差。
1.盤左觀測時(shí)，實(shí)際視準(zhǔn)軸位于正確視準(zhǔn)軸的左側(cè)(或右側(cè))，使正確的方向值比含有視準(zhǔn)軸誤差的實(shí)際方向值小(或大)；縱觀望遠(yuǎn)鏡，以盤右位置觀測同一目標(biāo)時(shí)，實(shí)際視準(zhǔn)軸在正確視準(zhǔn)軸的右側(cè)(或左側(cè))，顯然此時(shí)對方向值得影響恰好和盤左時(shí)的數(shù)值相同，符號相反。故取盤左與盤右的平均值，可以消除視軸誤差對觀測方向值得影響。因此，取盤左與盤右讀數(shù)中數(shù)可以消除視準(zhǔn)軸誤差的影響。2.觀測一個(gè)角度是，如果兩個(gè)方向的垂直角相等，則視準(zhǔn)軸誤差的影響可以在半測回角值中得到消除。
當(dāng)視準(zhǔn)軸與水平軸正交，且垂直與測站鉛垂線一致時(shí)，僅由于水平軸與垂直軸不正交使水平軸傾斜一個(gè)小角，稱為水平軸傾斜誤差。引起水平軸傾斜誤差的主要原因是：儀器安裝、調(diào)整不完善，致使儀器水平軸兩支架不等高;或者水平軸兩端的直徑不相等。
水平軸傾斜誤差對觀測方向值影響的大小不僅與水平軸傾斜的大小成正比，而且與觀測目標(biāo)的垂直角有關(guān)，垂直角越大，影響亦越大。
1.上述為盤左時(shí)的情況，由于水平軸傾斜，使視準(zhǔn)軸偏向垂直度盤一測，正確的方向值較有誤差的方向值?。豢v轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，在盤右置觀測時(shí)，水平軸傾斜方向相反，正確讀數(shù)較有誤差的讀數(shù)較有誤差的讀數(shù)大，故取盤左、盤右讀數(shù)的平均值，可以消除水平軸誤差對觀測方向的影響。2.觀測角度時(shí)，如果兩方向的垂直角差異不大時(shí)，水平軸傾斜誤差在半側(cè)回角值中可以得到減弱或消除。
當(dāng)全站儀三軸間的關(guān)系均正確時(shí)，由于儀器未嚴(yán)格整置水平，而使儀器垂直軸偏離測站鉛垂線一個(gè)微小的角度，稱之為垂直誤差。其產(chǎn)生原因是儀器整置不正確或軸套結(jié)構(gòu)不良。
1.觀測前要精密整平儀器，觀測過程中要經(jīng)常注意照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器是否居中，其氣泡偏離中央不得超出一格。否則，應(yīng)停止觀測，重新整置儀器。2.在一站的觀測過程中，適當(dāng)增加重新整平儀器的次數(shù)，以便改變垂直傾斜方向，使其對觀測結(jié)果的影響具有偶然性。
外界條件主要是指觀測時(shí)大氣的溫度、密度、太陽照射方位及地形、地物等因素。這些因素對水平角觀測精度的影響，主要表現(xiàn)在觀測目標(biāo)成像的質(zhì)量、觀測曲線的彎曲等方面。
目標(biāo)影像是目標(biāo)的光線在大氣中傳播一定距離后進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡而形成的。當(dāng)視線通過時(shí)，使其方向、路徑不斷變化，從而引起目標(biāo)影像上下跳動。同時(shí)，由于地面的起伏及土質(zhì)、植被的不同，各處的受熱程度也不同。因此，空氣不僅有上下對流，還會產(chǎn)生水平方向的對流。當(dāng)視線通過時(shí)，目標(biāo)影像就左右擺動。為了保證目標(biāo)成像的質(zhì)量，應(yīng)采取如下措施：1.保證足夠的視線高度。在選點(diǎn)時(shí)，一定要按要求，確保視線有一定高度。2.選擇有利的觀察時(shí)間。只要在有利的觀察時(shí)間內(nèi)觀察水平角，這時(shí)目標(biāo)成像清晰，并且無左右擺動。
光線通過密度不均勻的空氣介質(zhì)時(shí)，經(jīng)連續(xù)折射形成一條曲線，并向密度大的一側(cè)彎曲。來自目標(biāo)的光線進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡時(shí)，望遠(yuǎn)鏡所照準(zhǔn)的方向是曲線的切線。這個(gè)方向顯然與正確方向不一致，有一個(gè)微小的夾角，稱為微分折光；微分折光在水平上的投影分量稱為水平折光；在鉛垂面上的投影分量稱為垂直折光。
水平折光的影響是極為復(fù)雜的，為了在一定程度上消減其對精密測角的影響，一定要注意以下幾點(diǎn)：1.選點(diǎn)是要注意使視線保持足夠的高度，同時(shí)偏離山坡、樹林或建筑物；2.觀測時(shí)要使櫓柱、橫梁等離開視線一定距離；3.在水平折光差影響較大的自然地理?xiàng)l件下，應(yīng)適當(dāng)縮短邊長；4.不要在容易形成空氣密度分布不均勻的時(shí)間里觀測。
在水平角觀測中，照準(zhǔn)目標(biāo)是覘標(biāo)的圓筒。理想的情況是應(yīng)照準(zhǔn)圓筒的中心軸線。但由于日光的照射，圓筒上會出現(xiàn)明亮和陰暗兩部分。如果背景是陰暗地物，就易偏向明亮一側(cè)；如果背景是明亮的天空，就易偏向暗的一側(cè)。減弱相位差影響的措施是：1.一個(gè)測站上最好上午和下午各觀測半數(shù)測回；2.要求觀測者仔細(xì)辨別圓筒實(shí)際輪廓進(jìn)行照準(zhǔn)；3.根據(jù)背景情況將圓筒涂成黑色或白色；4.可根據(jù)觀測距離離正確選取照準(zhǔn)圓筒的直徑。
前面已經(jīng)指出，儀器的光電掃描度盤是與底座固定在一起的。如果在轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部時(shí)底座有帶動現(xiàn)象，將使光電掃描度盤與照準(zhǔn)部一起轉(zhuǎn)動，從而給水平方向觀測帶來系統(tǒng)誤差。照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動時(shí)，儀器底部產(chǎn)生位移的原因由于腳螺旋與螺孔之間常有空隙存在。當(dāng)照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動時(shí)，垂直軸與軸套間的摩擦力可能是腳螺旋在螺孔內(nèi)移動，因而使底座連同光電掃描度盤產(chǎn)生微小的方位變動。
當(dāng)照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動時(shí)，由于照準(zhǔn)部軸心與基座軸套之間有摩擦力的作用，致使基座部分產(chǎn)生彈性扭曲，與基座相連的水平度盤也被帶動而發(fā)生微小的方位變動。這種帶動主要發(fā)生在照準(zhǔn)部開始轉(zhuǎn)動的瞬間，當(dāng)照準(zhǔn)目標(biāo)停止轉(zhuǎn)動后，基座失去了扭轉(zhuǎn)得外力，由于彈性后效的作用而逐漸反向扭轉(zhuǎn)，恢復(fù)原來的平衡狀態(tài)。照準(zhǔn)其他方向時(shí)，基座彈性扭轉(zhuǎn)的情況相同。
旋進(jìn)照準(zhǔn)部水平微動螺旋時(shí)，靠螺桿的壓力推動照準(zhǔn)部；旋出時(shí)，靠彈簧的彈力推動照準(zhǔn)部。若因油污阻礙或彈簧老化等原因使彈力減弱，則微動螺旋旋出后，照準(zhǔn)部不能及時(shí)轉(zhuǎn)動，微動螺桿端就出現(xiàn)微小空隙，在觀測者讀數(shù)過程中，彈簧才逐漸伸張消除消除空隙而頂住微動架，致使視準(zhǔn)軸偏離原來照準(zhǔn)目標(biāo)，從而給讀數(shù)帶來誤差。
減弱隙動差影響方法是，照準(zhǔn)每個(gè)目標(biāo)時(shí)，微動螺旋必須向旋進(jìn)方向轉(zhuǎn)動，亦即向壓緊彈簧的方向轉(zhuǎn)動，同時(shí)要盡量使用微動螺旋的中間部分。
在影響測角精度的因素中，還包括觀測本事的誤差，即瞄準(zhǔn)誤差。由于人的視覺功能限制，在瞄準(zhǔn)的過程中，對儀器中的影像符合程度判斷不夠準(zhǔn)確，從而引起誤差。影響照準(zhǔn)精度的主要因素是：人眼的分辨能力，望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能及結(jié)構(gòu)參數(shù)，目標(biāo)的形狀、亮度以及背景情況、外界條件等。
以上是本人對全站儀觀測水平角，誤差產(chǎn)生的原因分析和認(rèn)識，以及對測角的影響及其削弱影響的措施。
