理论教育 仪器误差:视准轴、横轴和竖轴误差分析

仪器误差:视准轴、横轴和竖轴误差分析

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:仪器误差主要指仪器校正不完善而产生的误差,主要有视准轴误差、横轴误差和竖轴误差,讨论其中任一项误差时,均假设其他误差为零。视准轴误差视准轴CC不垂直于横轴HH的偏差C称为视准轴误差,此时CC绕HH旋转一周将扫出两个圆锥面。竖轴误差竖轴VV不垂直于管水准器轴LL的偏差δ称为竖轴误差,当LL水平时,VV偏离铅垂线δ角,造成HH也偏离水平面δ角。

仪器误差:视准轴、横轴和竖轴误差分析

仪器误差主要指仪器校正不完善而产生的误差,主要有视准轴误差、横轴误差和竖轴误差,讨论其中任一项误差时,均假设其他误差为零。

(1)视准轴误差

视准轴CC不垂直于横轴HH的偏差C称为视准轴误差,此时CC绕HH旋转一周将扫出两个圆锥面。如图3.26所示,盘左瞄准目标点P,水平度盘读数为L[见图3.26(a)],因水平度盘为顺时针注记,因此正确读数应为;纵转望远镜[见图3.26(b)],旋转照准部,盘右瞄准目标点P,水平度盘读数为R[见图3.26(c)],正确读数应为盘左、盘右方向观测值取平均为

图3.26 视准轴误差对水平方向观测的影响

式(3.15)说明,取双盘位方向观测的平均值可以消除视准轴误差的影响。

(2)横轴误差

横轴HH不垂直于竖轴VV的偏差i称为横轴误差,当VV铅垂时,HH与水平面的夹角为i。假设CC已经垂直于HH,此时,CC绕HH旋转一周将扫出一个与铅垂面成i角的倾斜平面。(www.daowen.com)

如图3.27所示,当CC水平时,盘左瞄准P′1点,然后将望远镜抬高竖直角α,此时,当i=0时,瞄准的是P′点,视线扫过的平面为一铅垂面;当i≠0时,瞄准的是P点,视线扫过的平面为与铅垂面成i角的倾斜平面。设i角对水平方向观测的影响为(i),考虑i和(i)均比较小,由图3.27可以列出下列等式,即

图3.27 横轴误差对水平方向观测的影响

由式(3.16)可知,当视线水平时,α=0,(i)″=0,此时水平方向观测不受i角的影响。盘右观测瞄准点,将望远镜抬高竖直角α,视线扫过的平面是一个与铅垂面成反向i角的倾斜平面,它对水平方向的影响与盘左时的情形大小相等、符号相反,因此盘左、盘右观测取平均可以消除横轴误差的影响。

(3)竖轴误差

竖轴VV不垂直于管水准器轴LL的偏差δ称为竖轴误差,当LL水平时,VV偏离铅垂线δ角,造成HH也偏离水平面δ角。因为照准部是绕倾斜了的竖轴VV旋转,无论盘左或盘右观测,VV的倾斜方向都一样,致使HH的倾斜方向也相同,所以竖轴误差不能用双盘位观测取平均的方法消除。为此,观测前应严格校正仪器,观测时保持照准部管水准气泡居中,如果观测过程中气泡偏离,其偏离量不得超过一格,否则应重新进行对中整平操作。

(4)照准部偏心误差和度盘分划不均匀误差

照准部偏心误差是指照准部旋转中心与水平度盘分划中心不重合而产生的测角误差,盘左盘右观测取平均可以消除此项误差的影响。水平度盘分划不均匀误差是指度盘最小分划间隔不相等而产生的测角误差,各测回零方向根据测回数n,以180°/n为增量配置水平度盘读数可以削弱此项误差的影响。

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