地形测量技术：角度测量误差来源分析结果

角度观测误差来源于仪器误差、观测误差和外界条件三个方面的影响。这些误差来源对角度观测精度的影响又各不相同。现将几种主要误差来源介绍如下。

4.2.1　仪器误差

仪器误差主要包括仪器检校不完善和制造加工不完备引起的误差，包括视准轴误差、横轴误差、竖轴误差、度盘偏心误差、度盘刻划不均匀误差、竖盘指标差。

1.视准轴误差

视准轴误差是由于视准轴不垂直横轴引起的水平方向读数误差。由于盘左、盘右观测时该误差的符号相反，因此可以采用盘左、盘右观测取平均值的方法消除。

2.横轴误差

横轴误差是由于横轴与竖轴不垂直而引起水平方向读数存在误差。由于盘左、盘右观测同一目标时的水平方向读数误差大小相等、方向相反。所以也可以采用盘左、盘右观测取平均值的方法消除。

3.竖轴误差

竖轴误差是由于水准管轴不垂直于竖轴，或水准管不水平而引起的误差。这种误差不能通过盘左、盘右观测取中数的方法消除其对水平角观测方向的影响。只能通过校正尽量减少残存误差。

视准轴误差，水平轴误差和竖轴误差是经纬仪的三个主轴误差，通常称为三轴误差，它是仪器误差的主要组成部分，必须予以充分重视。

4.度盘偏心误差

如图2.36所示，经纬仪的照准部旋转中心O1与水平度盘分划中心O理论上应该完全重合。但由于仪器误差的影响，实际上它们不会完全重合，存在照准部偏心误差。

度盘偏心误差也可以用盘左、盘右的观测取平均值的方法加以消除。

图2.36　度盘偏心误差(www.xing528.com)

5.度盘刻划不均匀误差

由于仪器度盘刻划不均匀引起的水平方向读数误差，可以通过配置各测回度盘起始读数的方法，使读数均匀地分布在度盘各个区间而予以减小。电子经纬仪采用的不是光学度盘而是电子度盘，所以不需要配置起始度盘的读数。

6.竖盘指标差

由于竖盘指标水准管工作状态不正确，导致竖盘指标没有处在正确的位置，产生竖盘读数误差。这种误差同样也可以用盘左、盘右的观测取平均值的方法加以消除。

4.2.2　观测误差

1.仪器对中误差

仪器对中误差是指仪器经过对中后，仪器竖轴没有与过测站点中心的铅垂线严密重合而引起的误差（也称测站偏心误差）。

2.目标偏心误差

目标偏心误差是指照准点上竖立的花杆或旗杆不垂直或没有立在点位中心而使观测方向偏离点位中心的误差。目标偏心差对水平方向的影响与照准点偏离目标中心的距离成正比，与边长成反比。因此观测时应尽量瞄准标杆的底部，标杆要尽量竖直，在边较短时，更要注意将标杆竖直并立在点位中心，标杆要细一些。

3.照准误差

在角度观测中，影响照准精度的因素有望远镜放大倍率、物镜孔径等仪器参数、人眼的判断能力、照准目标的形状、大小、颜色、衬托背景、目标影像的亮度和清晰度以及通视情况等，一般认为望远镜放大倍率和人眼的判断能力是影响照准精度的主要因素。经验证明：目标亮度适宜，清晰度好，花杆粗细适中，双丝照准精度会略高一些。

4.2.3　外界条件的影响

外界条件的影响主要指各种外界条件的变化对角度观测精度的影响。如大风影响仪器稳定；大气透明度差影响照准精度；空气温度变化，特别是太阳直接的暴晒，可能使脚架产生扭转，并影响仪器的正常状态；地面辐射热会引起空气剧烈波动，使目标影像变得模糊甚至飘移；视线贴近地面或通过建筑物旁、冒烟的烟囱上方，接近水面的空间等还会产生不规则的折光；地面坚实与否影响仪器的稳定程度等。这些影响是极其复杂的，要想完全避免是不可能，但大多数与时间有关。因此，在角度观测时应注意选择有利的观测时间；操作要轻稳；尽量缩短一测回的观测时间；仪器不让太阳暴晒；尽可能避开不利条件等，以减少外界条件变化的影响。