簡(jiǎn)述水平角觀測(cè)的(水平角測(cè)量誤差與注意事項(xiàng))
1.水平角測(cè)量誤差與注意事項(xiàng)
在水平角測(cè)量中影響測(cè)角精度的因素很多，主要有儀器誤差、觀測(cè)誤差以及外界條件的影響。
一、儀器誤差 儀器誤差的來源有兩方面：一方面是儀器檢校不完善所引起的，如視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸，以及橫軸不垂直于豎軸等；另一方面是由于儀器制造加工不完善所引起的，如度盤偏心差、度盤刻劃誤差等。1.視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸的誤差 盡管儀器進(jìn)行了檢校，但校正不可能絕對(duì)完善，總是存在一定的殘余誤差。
在觀測(cè)過程中，通過盤左、盤右兩個(gè)位置觀測(cè)取平均值，可以消除此項(xiàng)誤差的影響。2.橫軸不垂直于豎軸的誤差 與視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸的誤差一樣，橫軸不垂直于豎軸的誤差通過盤左、盤右觀測(cè)取平均值，可以消除此項(xiàng)誤差的影響。
3.豎軸傾斜誤差 由于水準(zhǔn)管軸垂直于儀器豎軸的校正不完善而引起豎軸傾斜誤差不能用盤左盤右取平均值的方法來消除。這種殘余誤差的影響與視線豎直角的正切成正比。
因此，在山區(qū)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)特別注意水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸的檢校。在觀測(cè)過程中，應(yīng)特別注意儀器的整平。
圖3-23 度盤偏心差4.度盤偏心差 照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與水平度盤分劃中心不重合，使讀數(shù)指標(biāo)所指的讀數(shù)含有誤差，稱為度盤偏心差，如圖3-23所示。采用對(duì)徑分劃符合讀數(shù)可以消除度盤偏心差的影響。
對(duì)于單指標(biāo)讀數(shù)的儀器，可通過盤左、盤右取平均值的方法來消除此項(xiàng)誤差的影響。在圖3-23中，由于O與O′不重合，當(dāng)盤左瞄準(zhǔn)某目標(biāo)時(shí)，經(jīng)緯儀一側(cè)的水平度盤讀數(shù)Ⅰ′（實(shí)線箭頭讀數(shù)）比無偏心時(shí)的讀數(shù)Ⅰ（虛線箭頭讀數(shù)）大一個(gè)小角度x。
在盤右位置，仍瞄準(zhǔn)該目標(biāo)時(shí)，實(shí)線箭頭讀數(shù)Ⅱ′比無偏心時(shí)的虛線箭頭讀數(shù)Ⅱ小一個(gè)同樣大小的x小角度。因此，若盤左盤右觀測(cè)同一目標(biāo)時(shí)，讀數(shù)不相差180°，就可能存在有照準(zhǔn)部偏心誤差，取盤左盤右讀數(shù)的平均值，可消除其影響。
5.度盤刻劃誤差 度盤的刻劃總是或多或少存在誤差。在觀測(cè)水平角時(shí)，多個(gè)測(cè)回之間按一定方式變換度盤起始位置的讀數(shù)，可以有效地削弱度盤刻劃誤差的影響。
二、觀測(cè)誤差1.儀器對(duì)中誤差 如圖3-24，設(shè)C為測(cè)站點(diǎn)，A、B為兩目標(biāo)點(diǎn)。由于儀器存在對(duì)中誤差，儀器中心偏至C′，設(shè)偏離量CC為e，β為無對(duì)中誤差時(shí)的正確角度，β′為有對(duì)中誤差時(shí)的實(shí)測(cè)角度。
設(shè)AC′C為θ，測(cè)站C至A,B的距離分別為S1,S2。由于對(duì)中誤差所引起的角度偏差為 Δβ=β-β′=ε1+ε2 而 建筑工程測(cè)量 建筑工程測(cè)量 則 建筑工程測(cè)量 由上式可知，儀器對(duì)中誤差對(duì)水平角觀測(cè)的影響與下列因素有關(guān)：1）與偏心距e成正比，e愈大，Δβ愈大；2）與邊長(zhǎng)成反比，邊長(zhǎng)愈短，誤差愈大；3）與水平角的大小有關(guān)，θ，β′-θ愈接近90°，誤差愈大。
圖3-24 儀器對(duì)中誤差 【例3-1】當(dāng)e=3mm，θ=90°，β′=180°，S1=S2=100m時(shí)，由對(duì)中誤差引起的角度偏差是多少？解 建筑工程測(cè)量 因此，在觀測(cè)目標(biāo)較近或水平角接近180°時(shí)，應(yīng)特別注意儀器對(duì)中。2.目標(biāo)偏心誤差 圖3-25 目標(biāo)偏心誤差 如圖3-25,O為測(cè)站點(diǎn)，A,B為目標(biāo)點(diǎn)。
若立在A點(diǎn)的標(biāo)桿是傾斜的，在水平角觀測(cè)中，因瞄準(zhǔn)標(biāo)桿的頂部，則投影位置由A偏離至A′，產(chǎn)生偏心距e，所引起的角度誤差為 建筑工程測(cè)量 由式（3-12）可知，Δβ與偏心距e成正比，與距離S成反比。偏心距的方向直接影響Δβ的大小，當(dāng)θ=90°時(shí)，Δβ最大。
【例3-2】當(dāng)e=10mm,S=50m，θ=90°時(shí)，目標(biāo)偏心引起的角度誤差是多少？解 建筑工程測(cè)量 可見，目標(biāo)偏心差對(duì)水平角的影響不能忽視。尤其是當(dāng)目標(biāo)較近時(shí)，影響更大。
因此，在豎立標(biāo)桿或其他照準(zhǔn)標(biāo)志時(shí)，應(yīng)立在通過測(cè)點(diǎn)的鉛垂線上。觀測(cè)時(shí)，望遠(yuǎn)鏡應(yīng)盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)的底部。
當(dāng)目標(biāo)較近時(shí)，可在測(cè)站點(diǎn)上懸吊錘球線作為照準(zhǔn)目標(biāo)，以減少目標(biāo)偏心對(duì)角度的影響。3.儀器整平誤差 水平角觀測(cè)時(shí)必須保持水平度盤水平、豎軸豎直。
若氣泡不居中，導(dǎo)致豎軸傾斜而引起的角度誤差，不能通過改變觀測(cè)方法來消除。因此，在觀測(cè)過程中，應(yīng)特別注意儀器的整平。
在同一測(cè)回內(nèi)，若氣泡偏離超過1格，應(yīng)重新整平儀器，并重新觀測(cè)該測(cè)回。4.照準(zhǔn)誤差 望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)誤差一般用下式計(jì)算：建筑工程測(cè)量 式中：V——望遠(yuǎn)鏡的放大率。
照準(zhǔn)誤差除取決于望遠(yuǎn)鏡的放大率以外，還與人眼的分辨能力，目標(biāo)的形狀、大小、顏色、亮度和清晰度等有關(guān)。因此，在水平角觀測(cè)時(shí)，除適當(dāng)選擇經(jīng)緯儀外，還應(yīng)盡量選擇適宜的標(biāo)志、有利的氣候條件和觀測(cè)時(shí)間，以削弱照準(zhǔn)誤差的影響。
5.讀數(shù)誤差 讀數(shù)誤差與讀數(shù)設(shè)備、照明情況和觀測(cè)者的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，其中主要取決于讀數(shù)設(shè)備。一般認(rèn)為，對(duì)DJ6經(jīng)緯儀最大估讀誤差不超過±6″，對(duì)DJ2經(jīng)緯儀一般不超過±1″。
但如果照明情況不佳，顯微鏡的目鏡未調(diào)好焦距或觀測(cè)者技術(shù)不夠熟練，估讀誤差可能大大超過上述數(shù)值。三、外界條件影響帶來的誤差 外界環(huán)境的影響比較復(fù)雜，一般難以由人力來控制。
大風(fēng)可使儀器和標(biāo)桿不穩(wěn)定；霧氣會(huì)使目標(biāo)成像模糊；松軟的土質(zhì)會(huì)影響儀器的穩(wěn)定；烈日曝曬可使三腳架發(fā)生扭轉(zhuǎn)，影響儀器的整平；溫度變化會(huì)引起視準(zhǔn)軸位置變化；大氣折光變化致使視線產(chǎn)生偏折等。這些都會(huì)給角度測(cè)量帶來誤差。
因此，應(yīng)選擇有利的觀測(cè)條件，盡量避免不利因素對(duì)角度測(cè)量的影響。
2.經(jīng)緯儀水平角測(cè)量有哪些注意事項(xiàng)?
經(jīng)緯儀水平角測(cè)量的注意事項(xiàng)如下： （1）儀器要安穩(wěn)，標(biāo)志要立直。
儀器腳架要安穩(wěn)，且每支架腿均不在測(cè)線方向上，對(duì)中誤差要小于Imm，整平偏差要小于1/2分劃，在盤左、盤右觀測(cè)之間不得再進(jìn)行對(duì)中定平。 目標(biāo)上所立標(biāo)志要對(duì)準(zhǔn)中心且鉛直。
（2） 目標(biāo)要照準(zhǔn)。在盤左、盤右觀測(cè)時(shí)，應(yīng)使用十字絲交點(diǎn)照準(zhǔn)目標(biāo)的同一部位。
測(cè)水平角時(shí)，若目標(biāo)標(biāo)志為測(cè)釬，應(yīng)盡量照準(zhǔn)測(cè)釬的底部；若目標(biāo)標(biāo)志為垂球架，應(yīng)盡量照準(zhǔn)垂球線上部。測(cè)豎直角時(shí)，要用十字絲橫絲切準(zhǔn)目標(biāo)的固定點(diǎn)位。
（3）觀測(cè)要校核。測(cè)角必須取盤左、盤右觀測(cè)的平均值。
這樣做首先可以檢查觀測(cè)中有無錯(cuò)誤（若盤左、盤右誤差超限，則需重新觀測(cè)）；其次，可以抵消或減弱儀器的視準(zhǔn)軸不垂直橫軸和橫軸不垂直豎軸的誤差，測(cè)豎直角時(shí)還可以抵消豎盤指標(biāo)差的影響，提高觀測(cè)精度。
