影响水平角观测的因素有哪些?
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发布时间：2024-10-13 09:17
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时间：2024-10-13 18:08
在水平角测量中影响测角精度的因素很多，主要有仪器误差、观测误差以及外界条件的影响。
一、仪器误差
仪器误差的来源有两方面：一方面是仪器检校不完善所引起的，如视准轴不垂直于横轴，以及横轴不垂直于竖轴等；另一方面是由于仪器制造加工不完善所引起的，如度盘偏心差、度盘刻划误差等。
1.视准轴不垂直于横轴的误差
尽管仪器进行了检校，但校正不可能绝对完善，总是存在一定的残余误差。在观测过程中，通过盘左、盘右两个位置观测取平均值，可以消除此项误差的影响。
2.横轴不垂直于竖轴的误差
与视准轴不垂直于横轴的误差一样，横轴不垂直于竖轴的误差通过盘左、盘右观测取平均值，可以消除此项误差的影响。
3.竖轴倾斜误差
由于水准管轴垂直于仪器竖轴的校正不完善而引起竖轴倾斜误差不能用盘左盘右取平均值的方法来消除。这种残余误差的影响与视线竖直角的正切成正比。因此，在山区进行测量时，应特别注意水准管轴垂直于竖轴的检校。在观测过程中，应特别注意仪器的整平。
图3-23 度盘偏心差
4.度盘偏心差
照准部旋转中心与水平度盘分划中心不重合，使读数指标所指的读数含有误差，称为度盘偏心差，如图3-23所示。
采用对径分划符合读数可以消除度盘偏心差的影响。对于单指标读数的仪器，可通过盘左、盘右取平均值的方法来消除此项误差的影响。在图3-23中，由于O与O′不重合，当盘左瞄准某目标时，经纬仪一侧的水平度盘读数Ⅰ′（实线箭头读数）比无偏心时的读数Ⅰ（虚线箭头读数）大一个小角度x。在盘右位置，仍瞄准该目标时，实线箭头读数Ⅱ′比无偏心时的虚线箭头读数Ⅱ小一个同样大小的x小角度。因此，若盘左盘右观测同一目标时，读数不相差180°，就可能存在有照准部偏心误差，取盘左盘右读数的平均值，可消除其影响。
5.度盘刻划误差
度盘的刻划总是或多或少存在误差。在观测水平角时，多个测回之间按一定方式变换度盘起始位置的读数，可以有效地削弱度盘刻划误差的影响。
二、观测误差
1.仪器对中误差
如图3-24，设C为测站点，A、B为两目标点。由于仪器存在对中误差，仪器中心偏至C′，设偏离量CC为e，β为无对中误差时的正确角度，β′为有对中误差时的实测角度。设AC′C为θ，测站C至A，B的距离分别为S1，S2。由于对中误差所引起的角度偏差为
Δβ=β-β′=ε1+ε2
而
建筑工程测量
建筑工程测量
则
建筑工程测量
由上式可知，仪器对中误差对水平角观测的影响与下列因素有关：
1）与偏心距e成正比，e愈大，Δβ愈大；
2）与边长成反比，边长愈短，误差愈大；
3）与水平角的大小有关，θ，β′-θ愈接近90°，误差愈大。
图3-24 仪器对中误差
【例3-1】当e=3mm，θ=90°，β′=180°，S1=S2=100m时，由对中误差引起的角度偏差是多少？
解
建筑工程测量
因此，在观测目标较近或水平角接近180°时，应特别注意仪器对中。
2.目标偏心误差
图3-25 目标偏心误差
如图3-25，O为测站点，A，B为目标点。若立在A点的标杆是倾斜的，在水平角观测中，因瞄准标杆的顶部，则投影位置由A偏离至A′，产生偏心距e，所引起的角度误差为
建筑工程测量
由式（3-12）可知，Δβ与偏心距e成正比，与距离S成反比。偏心距的方向直接影响Δβ的大小，当θ=90°时，Δβ最大。
【例3-2】当e=10mm，S=50m，θ=90°时，目标偏心引起的角度误差是多少？
解
建筑工程测量
可见，目标偏心差对水平角的影响不能忽视。尤其是当目标较近时，影响更大。因此，在竖立标杆或其他照准标志时，应立在通过测点的铅垂线上。观测时，望远镜应尽量瞄准目标的底部。当目标较近时，可在测站点上悬吊锤球线作为照准目标，以减少目标偏心对角度的影响。
3.仪器整平误差
水平角观测时必须保持水平度盘水平、竖轴竖直。若气泡不居中，导致竖轴倾斜而引起的角度误差，不能通过改变观测方法来消除。因此，在观测过程中，应特别注意仪器的整平。在同一测回内，若气泡偏离超过1格，应重新整平仪器，并重新观测该测回。
4.照准误差
望远镜照准误差一般用下式计算：
建筑工程测量
式中：V——望远镜的放大率。
照准误差除取决于望远镜的放大率以外，还与人眼的分辨能力，目标的形状、大小、颜色、亮度和清晰度等有关。因此，在水平角观测时，除适当选择经纬仪外，还应尽量选择适宜的标志、有利的气候条件和观测时间，以削弱照准误差的影响。
5.读数误差
读数误差与读数设备、照明情况和观测者的经验有关，其中主要取决于读数设备。一般认为，对DJ6经纬仪最大估读误差不超过±6″，对DJ2经纬仪一般不超过±1″。但如果照明情况不佳，显微镜的目镜未调好焦距或观测者技术不够熟练，估读误差可能大大超过上述数值。
三、外界条件影响带来的误差
外界环境的影响比较复杂，一般难以由人力来控制。大风可使仪器和标杆不稳定；雾气会使目标成像模糊；松软的土质会影响仪器的稳定；烈日曝晒可使三脚架发生扭转，影响仪器的整平；温度变化会引起视准轴位置变化；大气折光变化致使视线产生偏折等。这些都会给角度测量带来误差。因此，应选择有利的观测条件，尽量避免不利因素对角度测量的影响。
