一、全站儀測(cè)圖點(diǎn)位中誤差分析(全站儀價(jià)格)
1、全站儀測(cè)角誤差分析
檢驗(yàn)合格的全站儀水平角觀測(cè)的誤差來源主要有:
①儀器本身的誤差(系統(tǒng)誤差)。這種誤差一般可采用適當(dāng)?shù)挠^測(cè)方法來消除或減低其影響,但在全站儀測(cè)圖中對(duì)角度的觀測(cè)都是半測(cè)回,因此,這里還是要考慮其對(duì)測(cè)角精度的影響。分析儀器本身誤差的主要依據(jù)是其廠家對(duì)儀器的標(biāo)稱精度,即野外一測(cè)回方向中誤差M標(biāo),由誤差傳播定律知,野外一測(cè)回測(cè)角中誤差M1測(cè)=M標(biāo),野外半測(cè)回測(cè)角中誤差M半測(cè)=M1測(cè)=2M標(biāo)。
②儀器對(duì)中誤差對(duì)水平角精度的影響,儀器對(duì)中誤差對(duì)水平角精度的影響在《測(cè)量學(xué)》教材中有很詳細(xì)的分析其公式為M中=ρe/×SAB/S1S2其中e為偏心距,熟練的儀器操作人員在工作中的對(duì)中偏心距一般不會(huì)超過3mm,這里取e=3mm。S1在這里取全站儀測(cè)圖時(shí)的設(shè)站點(diǎn)(圖根點(diǎn))至后視方向是(另一通視圖根點(diǎn))之間的距離,S2取全站儀設(shè)站點(diǎn)至待測(cè)地面點(diǎn)之間的規(guī)范限制的較大距離。由公式知,對(duì)中誤差對(duì)水平角精度的影響與兩目標(biāo)之間的距離SAB成正比,即水平角在180時(shí)影響較大,在本文討論中只考慮其較大影響。
③目標(biāo)偏心誤差對(duì)水平角測(cè)角的影響,《測(cè)量學(xué)》教材推導(dǎo)出的化式為m偏=ρ/2×√(e1/S1)2 (e2/S2)2,S1、S2的取法與對(duì)中誤差中的取法相同,e1取儀器設(shè)站時(shí)照準(zhǔn)后視方向的誤差,此項(xiàng)誤差一般不會(huì)超過5mm,取e1=5mm,e2取全站儀在測(cè)圖中的照準(zhǔn)待測(cè)點(diǎn)的偏差。因?yàn)槌R?guī)測(cè)圖中棱鏡中心往往不可能與地面點(diǎn)位重合,偏差為棱鏡的半徑R=50mm,固取e2=50mm因?yàn)閷?duì)中誤差與目標(biāo)偏心誤差均為“對(duì)中”性質(zhì)的誤差,就對(duì)中本身而言,它是偶然性的誤差,而儀器一旦安置完畢,測(cè)它們就會(huì)同儀器本身誤差一樣同時(shí)對(duì)測(cè)站上的所有測(cè)角發(fā)生影響,根據(jù)誤差傳播定律,則測(cè)角中誤差Mβ=。
下面就以上分析,根據(jù)《城市測(cè)量規(guī)范》中給出的各比例測(cè)圖,圖根控制測(cè)量與各比例測(cè)圖測(cè)距限值,通過計(jì)算得出下表:
比例 |
emm |
e1mm |
e2mm |
S1mm |
S2mm |
M中 |
M偏" |
M標(biāo)" |
M測(cè)" |
Mβ" |
1:500 |
3 |
5 |
50 |
80 |
150 |
8.4 |
49.5 |
2 |
4 |
50.4 |
5 |
10 |
51.2 |
||||||||
1:1000 |
3 |
5 |
50 |
150 |
250 |
4.7 |
29.6 |
2 |
4 |
30.2 |
5 |
10 |
31.6 |
||||||||
1:2000 |
3 |
5 |
50 |
250 |
400 |
2.8 |
18.5 |
2 |
4 |
19.1 |
5 |
10 |
21.2 |
2、全站儀測(cè)距的誤差估計(jì)
目前全站儀大多采用相位式光電測(cè)距,其測(cè)距誤差可分為兩部分:一部分是與距離D成正比例的誤差,即光速值誤差,大氣折射率誤差和測(cè)距頻率誤差;另一部分是與距離無關(guān)的誤差,即測(cè)相誤差,加常數(shù)誤差,對(duì)中誤差。故,將測(cè)距精度表達(dá)式簡(jiǎn)寫成MD=±(A B×D),式中A為固定誤差,以mm為單位,B為比例誤差系數(shù)以mm/km為單位,D為被測(cè)距離以km為單位。目前測(cè)繪生產(chǎn)單位配備的測(cè)圖用全站儀的測(cè)距標(biāo)稱精度大多為MD=3mm 2mm/km×D。在這里D取測(cè)站點(diǎn)到待測(cè)點(diǎn)之間的《城市測(cè)量規(guī)范》規(guī)定的限值。通過計(jì)算得到各比例尺測(cè)圖中測(cè)距中誤差值MD,如下表:
比例 |
D (km) |
MD (mm) |
1:500 |
0.150 |
3.3 |
1:1000 |
0.250 |
3.5 |
1:2000 |
0.400 |
3.8 |
3、分析全站儀測(cè)圖的點(diǎn)位中誤差M
根據(jù)前面對(duì)測(cè)角和測(cè)距精度的分析,運(yùn)用誤差傳播定律來分析估計(jì)全站儀測(cè)圖在工作中的實(shí)測(cè)點(diǎn)位中誤差(相對(duì)于圖根點(diǎn))。
①建立定點(diǎn)(X Y)與角度(β)、距離(D)之間的出數(shù)關(guān)系式,X=Dcosβ,Y=Dsinβ;
②對(duì)上述出數(shù)關(guān)系式全微分,求出具真誤差關(guān)系式:△X=cosβ△D-D×sinβ△β, △Y=sinβ△D D×sinB△B
③根據(jù)誤差傳播定律寫出中誤差平方關(guān)系式:
Mx2=cos2βMD2 D2sin2βM2β
My2=sin2βMD2 D2cos2βMβ2
M= =,此式就是點(diǎn)位中誤差與角度中誤差Mβ,距離中誤差MD及距離D的關(guān)系式,根據(jù)此式及《城市測(cè)量規(guī)范》規(guī)定的D的限值,通過計(jì)算得出下表:
比例 |
距離D |
MD |
標(biāo)稱測(cè)角精度" |
Mβ" |
M( mm) |
1:500 |
150 |
3.3 |
2 |
50.4 |
36.8 |
5 |
51.2 |
37.4 |
|||
1:1000 |
250 |
3.5 |
2 |
30.2 |
36.8 |
5 |
31.6 |
38.5 |
|||
1:2000 |
400 |
3.8 |
2 |
19.1 |
37.2 |
5 |
21.2 |
41.3 |
由以上分析及計(jì)算數(shù)據(jù)知,全站儀在測(cè)圖運(yùn)用中的點(diǎn)位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于規(guī)范給出的精度(附表)要求。
二、全站儀測(cè)圖高程中誤差分析。
眾所周知,全站儀測(cè)圖的高程為三角度程,而三角高程單向觀測(cè)的高差計(jì)算公h=D×tanαv (1-k) D2/2R i-v,對(duì)公式進(jìn)行全微分求出真誤差關(guān)系式,然后根據(jù)誤差傳播定律求出中誤差平方關(guān)系式為:M h2=(tanαv (1-k)D/R) 2 MD2 (D×secαv)2Mαv (D2/2R)2Mk2 Mi2 Mv2。由中誤差平方關(guān)系式分析各變量的取值。
1、分析豎角測(cè)角精度,全站儀的標(biāo)稱精度為M標(biāo),則測(cè)圖中豎角的半測(cè)回中誤差M半測(cè)=2M標(biāo)(與前面水平角分析類似)。
2、分析儀器高i與目標(biāo)高v的量取精度,根據(jù)本人在工作中的經(jīng)驗(yàn),兩次量取儀器高i與目標(biāo)高v的差數(shù)不會(huì)超過3mm,即d≤3mm,運(yùn)用誤差傳播定律同精度雙觀測(cè)求中誤差公式則Mi=Mv==±2.1mm。
3、分析大氣垂直折光差系數(shù)誤差,根據(jù)《城市測(cè)量規(guī)范》條文說明中對(duì)此項(xiàng)的分析,估計(jì)Mk= 0.05,
4、在城市數(shù)字測(cè)圖中地形的起伏一般不會(huì)超過25°這里取αv=25°
由于測(cè)圖中地面點(diǎn)高程H的精度是相對(duì)于圖根控制點(diǎn)而言的,即圖根控制點(diǎn)高程可視為真值,則MH=Mh
根據(jù)以上分析與取值,計(jì)算得下表:
比例 |
D |
MD |
Mi |
Mv |
Mk |
M標(biāo) |
M半測(cè) |
MH(mm) |
1:500 |
150 |
3.3 |
2.1 |
2.1 |
0.05 |
2 |
4 |
4.6 |
5 |
10 |
8.7 |
||||||
1:1000 |
250 |
3.5 |
2.1 |
2.1 |
0.05 |
2 |
4 |
6.3 |
5 |
10 |
13.8 |
||||||
1:2000 |
400 |
3.8 |
2.1 |
2.1 |
0.05 |
2 |
4 |
9.1 |
5 |
10 |
21.7 |
由表格數(shù)據(jù)知,全站儀測(cè)圖地面點(diǎn)高程精度遠(yuǎn)優(yōu)于規(guī)范規(guī)定的限差(附表)。但在實(shí)際工作中由于地面土質(zhì)的影響,以及有些點(diǎn)不方便目標(biāo)的放置等因素的影響導(dǎo)致棱鏡中心至地面的高度有誤差,所以實(shí)際工作中的高程誤差要高于以上的誤差估計(jì)。
附:《城市測(cè)量規(guī)范》對(duì)點(diǎn)位中誤差、高程中誤差的有關(guān)規(guī)定。
4.1.8 圖上地物點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差與鄰近地物點(diǎn)間距中誤差應(yīng)符合表4.1.8的規(guī)定
表4.1.8(圖上 mm)
地區(qū)分類 |
點(diǎn)位中誤差 |
鄰近地物點(diǎn)間距中誤差 |
城市建筑區(qū)和平地、丘陵地 |
≤0.5 |
≤0.4 |
山地、高山地和設(shè)站施測(cè)困難的舊街坊內(nèi)部 |
≤0.75 |
≤0.6 |
4.1.9 ⒈城市建筑區(qū)和基本等高距為0.5m的平坦地區(qū),其高程注記點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的高程中誤差不得大于±0.15m。
⒊等高線插求點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)的高程中誤差應(yīng)符合表4.1.9的規(guī)定。(全站儀價(jià)格)
表4.1.9
地形類別 |
平地 |
丘陵地 |
山地 |
高山地 |
高程中誤差(等高距) |
≤1/3 |
≤1/2 |
≤2/3 |
≤1 |