角度测量误差分析及控制

黄 慧

(濮阳职业技术学院，河南濮阳 457000)

0 引言

在进行测量时，不可避免的要产生误差，为了提高测量精度，就要设法减小误差，控制误差。这就要求测量人员必须了解误差的来源、误差产生的原因，采取相应的措施来消除或者减小误差，从而提高测量的精度。在角度测量中影响观测精度的因素很多，主要有仪器本身的误差、观测误差和外界环境条件的影响等。

1 仪器误差

1)仪器自身误差主要来源有两方面:这些误差一般都比较小，并且大多数都可以通过采取相应的措施减弱或消除它们的影响。仪器自身制造加工不完善所引起的误差，如水平度盘偏心差可以通过盘左、盘右观测取平均值的观测方法来消除;度盘刻划不均匀带来的误差，可以通过观测多个测回，并在各测回观测时变换度盘其位置读数，使读数均匀的分布在度盘各个位置，从而减小度盘刻划不均匀误差。

2)仪器检验校正不完善所引起的误差，如望远镜视准轴与仪器横轴(也称视准差)不垂直、仪器横轴与竖轴(常称为支架差)不垂直，可以通过盘左、盘右观测取平均值的观测方法来消除此误差;竖轴倾斜误差不能用盘左、盘右观测取平均值的方法来消除，因此在观测前应对仪器严格检验、校正照准部水准管，在观测时要严格整平，尽可能减小此误差。

2 观测误差

2.1 仪器对中误差

在水平角观测时，若经纬仪对中有不准确，将使仪器中心与角的顶点中心不在同一铅垂线上，造成测量误差。在安置经纬仪时，应注意对中，即仪器中心通过垂球对准测站点的标志中心。通过计算可知，测角误差与偏心距离成正比，与所测点的边长成反比，所以要尽量减小偏心距，对短边进行测量时更应注意对中。

2.2 目标偏心误差

在角度测量时，通常是在目标点上立标杆，作为照准标志。当标杆倾斜且又瞄准标杆顶部时，会使照准点偏离目标从而产生目标偏心误差，目标偏心误差对水平角观测的影响和仪器对中误差的影响类似，边长越短瞄准位置越高，误差也就越大。因此，在水平角观测时应将标杆竖直，并要求尽可能瞄准标杆的底部，以减少误差。

2.3 仪器整平误差

由于整平误差不能用某种观测方法消除其影响，照准部水准管的气泡不居中，水平度盘此时处在倾斜位置，仪器竖轴不铅垂，这时望远镜视准轴扫描的是一个斜面，又投影在倾斜面上，对于仰角、俯角较大的目标水平角测量影响比较大。而对与仪器同高度的目标，相对来说影响稍小些，因此在角度观测过程中，要特别注意仪器的整平，在同一测回观测时，若气泡偏移超过2格，应对仪器重新进行整平，并重新进行观测该测回。

2.4 照准误差

在测量角度时人的眼睛通过望远镜照准目标时而产生的误差称为照准误差。此误差与望远镜的放大率，眼睛的分辨能力，目标的大小、形状、亮度、颜色和清晰度等因素有关。一般认为，人的眼睛的分辨率约为60″，如果望远镜的放大率为V，则人的眼睛的分辨能力就可以提高V倍，则照准误差为±60″/V。比如DJ6光学经纬仪的放大率一般为28倍，则照准误差大约为±2.1″。所以在角度观测时应认真做好调焦和照准工作。

2.5 读数误差

此项误差与读数设备、照明情况及观测者的经验有关，其中主要还是读数设备。对于DJ6光学经纬仪的最大估读误差一般不超过±6″，对于DJ2光学经纬仪一般不超过±1″，如果照明条件不太好，操作不熟练或者读数不仔细，读数误差可能更大。

3 外界条件影响

在角度观测时外界影响因素很多，大风、松土对仪器的稳定有影响;地面辐射热影响大气稳定会引起物像的跳动;空气透明度会影响照准精度;温度变化会影响仪器正常状态等。这些因素都会不同程度的影响角度测量的精度，要完全避开这些影响是不可能的，所以观测者只能采取相应的措施、选择有利的观测条件和时间，如打伞遮阳、设置测站点时，尽量避开松土和建筑物，注意尽量避开一些不利的自然因素影响，如烈日、大风、有雾等天气不利于进行观测。让这些外界因素的影响降到最小的程度，从而保证角度测量的精度。

4 角度观测的注意事项

为减少误差，确保观测成果的精确性，还要注意以下事项:

经纬仪是一种较为精密、价值较为贵重的测量仪器，为了保持仪器的良好性能，除了正确使用外，还要注意仪器的维护与保养。

1)携带仪器时，应注意检查仪器箱盖是否锁好，提手背带是否牢固。

2)放置仪器箱时要平稳，不要将箱盖朝下，以免开箱时仪器滚出造成损坏。

3)开箱取仪器前，要记住仪器平卧箱内的各部位置，以便用完仪器按原位放回。

4)脚架放稳后，再取仪器，用双手握支架或者一手握支架，另一手托住基座取出仪器，握紧仪器轻放在架头上，一只手仍握住仪器支架，另一只手旋紧脚架中心连接螺旋。随即将仪器箱盖上扣好。不要提着望远镜从箱中取出仪器，这样最易损坏仪器。

5)仪器安置完毕，测站上不要离人。

6)使用仪器时用力大小要有轻重感，旋转螺旋用力应均匀。制动螺旋未松开时，不得硬性转动仪器照准部;脚螺旋和微动螺旋等活动范围有限，使用时应尽可能保持在中间部位，不要旋至极限位置，以免失灵。

7)长距离迁站时，仪器应装箱搬运。短距离迁站时可一手托仪器，一手抱住架腿，夹持脚架于腋下。

8)仪器不要在阳光下暴晒，若在烈日下观测时要撑伞遮阳。若遇下雨应防雨淋受潮。

9)仪器使用完后，应用小毛刷刷掉灰尘，如若仪器上落有雨点或汗珠，要用软布擦拭。镜头上的灰尘，应用擦镜纸擦拭，不要用手或脏布擦。

10)仪器用完装箱时，应先松开各制动螺旋，对位放稳妥后，各附件应放回原位，然后关箱，上扣、锁好。如箱盖关不上，应查明原因，不可强压，以免仪器受损。

5 结语

在角度观测中误差是存在的，我们通过采取相应的测量措施，消除或者减小误差，从而提高测量精度。

［1］刘绍堂.建筑工程测量［M］.郑州:郑州大学出版社，2007.

［2］业衍璞.建筑测量［M］.北京:高等教育出版社，2002.