大地測量學基礎[1].(3)(控制)ppt

1、南京工業(yè)大學土木學院,1,第三章 精密測角儀器和水平角觀測,§3.1精密測角儀器的基本構造 精密光學經緯儀的結構和測角原理與一般的經緯儀相同，只是對結構的穩(wěn)定性和精度比一般經緯儀要求高。§3.2精密光學經緯儀WildT3的構造特點（見下頁）,南京工業(yè)大學土木學院,2,3.2.1望遠鏡光學系統(tǒng),南京工業(yè)大學土木學院,3,1—垂直水準器觀測棱鏡；2—垂直度盤照明反光鏡；3—望遠鏡調焦螺旋；4—十字絲校

2、正螺旋；5—垂直度盤水準器微動螺旋；6—望遠鏡目鏡；7—照準部制動螺旋；8—儀器裝箱扣壓垛；9—水平度盤照明反光鏡；10—望遠鏡制動螺旋；11—十字絲照明轉輪；12—測微螺旋；13—換像螺旋；14—望遠鏡微動螺旋；15—照準部水準器；16—測微器讀數(shù)目鏡；17—照準部微動螺旋；18—水平度盤變位螺旋的護蓋；19—腳螺旋調節(jié)螺絲；20—腳螺旋；21—基座底板,,,南京工業(yè)大學土木學院,4,T3光學經緯儀及

3、現(xiàn)代的精密測角儀器都采用內調焦望遠鏡，其鏡筒長度是固定不變的，也就是十字絲分劃板與物鏡的長度是固定不變的。是由物鏡與調焦鏡組成的物鏡組、十字絲分劃板和目鏡等三部分組成。為了提高望遠鏡系統(tǒng)的質量，物鏡、調焦鏡和目鏡均為 復合透鏡。視準軸：等效物鏡的光心與十字絲中心的連線,南京工業(yè)大學土木學院,5,3.2.2 水準器 T3光學經緯儀有照準部水準器和垂直度盤指標水準器 衡量水準器的精度主要由水準器的格值照準部水準

4、器格值: 垂直度盤指標水準器格值:3.2.3 垂直軸軸系T3光學經緯儀采用半運動式柱形軸,南京工業(yè)大學土木學院,6,3.2.4 照準部的制微動機構T3光學經緯儀制微動機構采用杠桿結構3.2.5 水平度盤 T3光學經緯儀水平度盤直徑為140mm，格值為 兩相鄰分劃間距約為0.09mm。度盤刻劃有長（ ）短（ ）周期誤差長周期系統(tǒng)誤差可達:,南京工業(yè)大學土木學院,7,短周期系統(tǒng)誤差可達:

5、偶然誤差一般小于:為了消除的削弱長短周期誤差，測回之間度盤位置應變動:,南京工業(yè)大學土木學院,8,3.2.6 垂直度盤 T3光學經緯儀垂直度盤分劃和注記的設計有其獨特之處。當視線水平時讀數(shù)為： ；分劃注記在度盤的兩個弧段按逆時針方向自度盤對鏡處的分劃注記相同。度盤把 的實際格值注記為 名義值，度盤上從 名義間隔為 ，而實際為 其最小分劃名義格

6、值為： 實際為：,南京工業(yè)大學土木學院,9,垂直角 在盤左時的正確讀數(shù)為： 垂直角 在盤右時的正確讀數(shù)為：不難求得計算垂直角 和指標差 的公式,南京工業(yè)大學土木學院,10,3.2.7 基座3.2.8 底盤3.2.9 基座T3光學經緯儀的主要技術規(guī)格,南京工業(yè)大學土木學院,11,望遠鏡： 放大倍數(shù) 24，30，40 物鏡有效孔徑

7、 60mm 望遠鏡長度 260mm 最短視距（盲區(qū)） 4.6m度盤： 水平度盤直徑 140mm 垂直度盤直徑 95mm 水平度盤最小分格值 垂直度盤最小分格值,南京工業(yè)大學土木學院,12,照準部水準器格值： 垂直度盤指標水準器格值： 重量：儀器重量：

8、 11.0kg 儀器盒重量： 3.8kg,南京工業(yè)大學土木學院,13,§3.3 WildT3光學經緯儀的度盤讀數(shù)顯微鏡的光學系統(tǒng) 度 分 秒

9、 讀數(shù)： 度盤讀數(shù)： xxx xx 測微器讀數(shù)： Ⅰ xx.x g Ⅱ

10、 xx.x g,南京工業(yè)大學土木學院,14,度為讀數(shù)窗內左邊的正像；分為對鏡分劃之間的格數(shù)乘以2；秒為測微器讀得的格數(shù)乘以2，或兩次讀數(shù)相加加。,南京工業(yè)大學土木學院,15,新式的T3可直接讀出小于度盤最小分劃格值的二分之一，即 以內的數(shù),南京工業(yè)大學土木學院,16,J2型光學經緯儀的讀數(shù)方法,老式蘇光:,,,,0,0,,0,1,173,174,175,354,355,353,0,0,南京

11、工業(yè)大學土木學院,17,,,,7,3,,0,173,174,175,355,353,354,4,7,,南京工業(yè)大學土木學院,18,南京工業(yè)大學土木學院,19,南京工業(yè)大學土木學院,20,新式蘇光:,南京工業(yè)大學土木學院,21,北光J2,,實際的窗沒這么大,南京工業(yè)大學土木學院,22,北光J2,南京工業(yè)大學土木學院,23,南京工業(yè)大學土木學院,24,§3.4 雙平行玻璃板光學測微器的構造及其 測微原理,南京工業(yè)大學土

12、木學院,25,§3.5 雙平行玻璃板光學測微器的檢驗 3.5.1光學測微器隙動差 順時針旋進和逆時針旋出測微螺旋使度盤對鏡分劃線接合時,在測微器分劃盤上可能得到不同的讀數(shù),讀數(shù)之差稱為光學測微器隙動差：,南京工業(yè)大學土木學院,26,為了減弱這種誤差影響,操作上規(guī)定最后必須以測微螺旋旋進方向使度盤對鏡分劃線接合。 若在度盤的不同位置測定 次，則可得光學測微器隙動差：,南京工業(yè)大學土木學院,27,

13、3.5.2光學測微器行差1.行差的定義和行差改正數(shù)的計算 當測微器分劃盤由0分劃線轉至最末 分劃線時，也就是測微分劃盤轉動了 格時度盤分劃線恰好移動了半格，這是測微器能夠正確測定小于度盤最小分格值一半的尾數(shù)的一個重要條件。 設測微分劃盤一個分格值為 ，度盤一個分格值為 則有： 即：,南京工業(yè)大學土木學院,28,當讀數(shù)顯微鏡光具組的位置不正確

14、，使讀數(shù)顯微鏡中度盤分格的寬度不能得到正確的放大，或寬度過大，或寬度過小，這時，度盤分劃線平移半格時，測微分劃盤往往并不恰好轉動 格 ，而是轉動了 格（ ）， 與 之差就是光學測微器行差，以 表示，則有：,南京工業(yè)大學土木學院,29,若以秒表示，則： 對T3光學經緯儀而言 大格，

15、 所以測微分劃盤每一個大格之格值,南京工業(yè)大學土木學院,30,行差改正數(shù)的計算： 設測微器分劃盤讀數(shù)為： 相應的行差改正數(shù)：則： 式中 為小于度盤最小分劃的一半。,,南京工業(yè)大學土木學院,31,2.光學測微器行差的測定 （1）將測微分劃盤置于0分劃線附近，轉動照準部，并利用水平微動螺旋使分劃線 與 接合，再轉動

16、測微螺旋使分劃線 與 精密接合，此時測微分劃盤上讀數(shù)為 ，讀數(shù) 在0分劃線附近（大于0為正，小于0為負；正負不能超過 ）。,讀得讀數(shù)為,讀得讀數(shù)為,讀得讀數(shù)為,南京工業(yè)大學土木學院,32,（2）轉動測微螺旋使分劃線 與 精密接合，測微分劃盤上讀數(shù)為 ，讀數(shù) 在 分劃線附近（大于 為正，小于 為負）。 則

17、得： （3）在分劃線 與 精密接合時，分劃線 與 已基本接合，現(xiàn)在再稍許轉動測微螺旋使分劃線 與 精密接合，測微分劃盤上讀數(shù)為 ，讀數(shù) 在 分劃線附近（大于 為正，小于 為負）。 則得： 所以：,南京工業(yè)大學土木學院,33,§3.6 經緯儀的三軸誤

18、差經緯儀的主要軸線有(1)視準軸( )(2)水平軸( )(3)垂直軸( )它們之間應該滿足的幾何關系是(1)視準軸垂直于水平軸( )(2)水平軸垂直于垂直軸( )(3)垂直軸應處于鉛垂線方向( 鉛垂)如果它們之間不滿足上述幾何關系,則儀器存在三軸誤差,南京工業(yè)大學土木學院,34,(1)視準軸誤差( )(2)水平軸傾斜誤差( )(3)垂直軸傾斜誤差

19、( )以上稱為經緯儀的三軸誤差。 本節(jié)將分別討論經緯儀三軸誤差的產生原因、對觀測成果的影響及其規(guī)律等問題。為討論方便起見，在討論其中任何一種誤差時都假設不存在其他兩種誤差希望同學們注意。首先討論視準軸誤差3.6.1.視準軸誤差1.產生原因: 視準軸是望遠鏡等效物鏡光心與十字絲中心的連線，引起視準軸不垂直于水平軸而產生視準軸誤差的原因主要有以下三點。,南京工業(yè)大學土木學院,35,（1）十字絲分劃板位置安裝

20、不正確；（2）調焦鏡位置不正確或調焦鏡運行時晃動引起 等效物鏡光心偏心；（3）氣溫變化引起儀器部件的漲縮，特別是儀器 受熱不均勻使視準軸位置變化。2.視準軸誤差對水平方向觀測值的影響 視準軸偏離了與水平軸正交的方向而產生視準軸差 ,規(guī)定視準軸偏向垂直度盤一側時, 為正值,反之為負值。 測量學中已經證明，視準軸誤差 對水平方向觀測值的影響為,南京工業(yè)大學土木學院,36,

21、3.視準軸誤差對水平方向觀測值的影響規(guī)律4.消除視準軸誤差的方法 有上述公式可知，視準軸誤差對水平方向觀測值的影響大小相等，正負號相反，因此，取盤左、盤右實際讀數(shù)的中數(shù)，就可以消除視準軸誤差對水平方向觀測值的影響。同時有：當觀測目標的垂直角 較小時，　　≈1，故 ≈則,南京工業(yè)大學土木學院,37,3.6.2.水平軸傾斜誤差1.產生原因: 儀器的水平軸不于垂直軸正交，所產生的誤差叫水平軸傾斜誤差。儀

22、器左右兩端支架不等高、水平軸兩端軸經不相等都會產生水平軸傾斜誤差。2.水平軸傾斜誤差對水平方向觀測值的影響 垂直軸垂直，水平軸不與其正交而傾斜了一個角，這個 角就是水平軸傾斜誤差。 測量學中已經證明，水平軸傾斜誤差 ，對水平方向觀測值的影響為,南京工業(yè)大學土木學院,38,3.水平軸傾斜誤差對水平方向觀測值的影響規(guī)律4.消除水平軸誤差的方法 取盤左、盤右讀數(shù)的平均值，得 實際上在觀測時，儀器的

23、視準軸誤差和水平軸傾斜誤差是同時存在的，它們的影響將同時反映在盤左和盤右的讀數(shù)差中，因此，可寫成：,南京工業(yè)大學土木學院,39,由上式可知：當 時， 在一般情況，隨著 角的增大，等號右端第一項變化慢，而第二項則變化較為顯著。現(xiàn)設,南京工業(yè)大學土木學院,40,可見，在比較各方向的 互差時不可忽略 的影響 ，如果個別方向的垂直角 較大，則受水平軸傾

24、斜誤差的影響也較大，若將垂直角較大的方向的 值與其它垂直角較小的方向的 相比較，就顯得不合理了，所以國家規(guī)范規(guī)定，當照準目標的垂直角超過 時，該方向的值不與其它方向的 值作比較，而與該方向在相鄰測回的 值進行比較，從同一時段內同一方向相鄰測回間 值的穩(wěn)定程度來判斷觀測質量的好壞。下面我們討論水平軸傾斜誤差檢驗 水平軸傾斜誤差，即水平軸不

25、垂直于垂直軸之差。國家,南京工業(yè)大學土木學院,41,規(guī)范規(guī)定用高低點法測定水平軸傾斜誤差，測定時，在水平方向線上、下對稱位置各設一個照準目標。檢驗步驟（目標設置一定要用儀器指揮）注意：一定要使垂直度盤指標水準管精密 符合后才能讀數(shù)，自動安平的要將 旋鈕撥到“ ON ”,南京工業(yè)大學土木學院,42,(1)首先測定儀器的指標差:(2)按

26、 將測微器讀數(shù)配到 的尾數(shù) ，再松開望遠鏡制動螺旋，使垂直度盤讀數(shù)為 制動，轉動望遠鏡微動螺旋使測微器中小缺口讀數(shù)為 ，這時垂直度盤盤左讀數(shù)為 ，照次讀數(shù)設置的垂直角即為 （例如: 則: ）,南京工業(yè)大學土木學院,

27、43,（3）高點設置好以后，緊接著將垂直角測三測 回， 并將三測回的平均值 作為設置低點 的依據(jù)。（4）按 計算出低點的讀數(shù) 按高點設置相同的方法設置好低點（因為低 點垂直角為負值，故上式中應為“+”號）。（5）低點設置好以后，緊接著將垂直角測三測 回， 并將三測回的平均值 和 比較， 若它們的絕

28、對值之差小于 則目標設置成 功。,南京工業(yè)大學土木學院,44,（6）接下來按任務書要求進行六測回的水平角觀 測。在設置高低點目標時，因為高低點的垂直角的絕對值相等而符號相反，則：所以：則有,南京工業(yè)大學土木學院,45,即將兩式相家相減，得若觀測高低點個 測回，則有：,南京工業(yè)大學土木學院,46,國家規(guī)范規(guī)定，對于J1型儀器 的絕對值都應小于

29、 對于J2型儀器 的絕對值都應小于,南京工業(yè)大學土木學院,47,3.6.3.垂直軸傾斜誤差1.產生原因:（1）儀器整平不完善；（2）垂直軸晃動；（3）因種種原因引起的腳架移動；（4）照準部水準器校正后的剩余誤差或因單向受熱使水 準氣泡偏離正確位置。2.垂直軸傾斜誤差對水平方向觀測值的影響,南京工業(yè)大學土木學院,48,3.垂直軸傾斜誤差對水平方向觀測值的影響規(guī)律 由于儀器整平不完

30、善或腳架下沉等原因引起垂直軸傾斜時，其傾斜角 的大小和傾斜方向不會因照準部的轉動而有所改變，因此垂直軸傾斜而引起的水平軸傾斜的方向在望遠鏡倒轉前后也是相同的，亦即 的正負號不變，因而對任一觀測方向在盤左、盤右觀測結果的平均值中不能消除其誤差影響。而在盤左和盤右讀數(shù)的差數(shù)中也沒有這種誤差的影響，也就是說，我們并不能利用 值來判斷是否存在垂直軸傾斜誤差的影響。 既然不能指望取盤左和盤右讀數(shù)的中數(shù)來消除這種誤差的影響，為

31、了提高測角精度，我們只能,南京工業(yè)大學土木學院,49,采取其他措施來削弱垂直軸傾斜誤差的影響。4.削弱垂直軸傾斜誤差的措施 (1)盡量減小垂直軸的傾斜角 值; (2)測回間重新整置儀器; (3)將水平方向觀測值加垂直軸傾斜改正4. 垂直軸傾斜改正數(shù)的計算對于T3:對于J2,南京工業(yè)大學土木學院,50,§3.7 精密測角的誤差影響3.7.1.外界條件的影響1.大氣層密度的變化和大氣透明度對目標成像質量的影

32、響（1）大氣層密度的變化對目標成像穩(wěn)定性的影響目標成像是否穩(wěn)定重要取決于視線通過近地大氣層（簡稱大氣層）密度的變化情況早晨太陽升起時，目標成像也僅有輕微的波動； 日出以后，有一段時間，大約1～3h，成像較穩(wěn)定；12～15 h，成像波動較大；,南京工業(yè)大學土木學院,51,日落前有一段成像穩(wěn)定而有利于觀測的時間；夜間大氣層一般是平衡的。(2)大氣透明度對目標成像清晰的影響 目標成像是否清晰主要取決于大氣的透明程度，也

33、就是取決于大氣中對光線散射作用的物質（如塵埃、水蒸氣等）的多少。塵埃和水蒸氣對近地大氣層的透明度起著決定性作用。 地面的塵埃之所以上升，主要由于風的作用，即強烈的空氣水平氣流和上升對流的結果，大量水蒸氣也是水域和植被地段強烈升溫產生的，所以大氣透明度從本質上說也主要決定與太陽輻射的強烈程度。因此一般來說，上午接近中午時大氣透明度較差。午后隨著輻射減弱水蒸氣愈來愈少，塵埃也不,南京工業(yè)大學土木學院,52,斷陸續(xù)返回地面，所

34、以一般在下午3點以后又有一段大氣透明度良好的有利觀測時間。 從上面討論可以看出：為了獲得清晰穩(wěn)定的目標成像，應當在有利觀測時間段進行觀測。,,,,日出,,,1h,1～2h,,,,,1h,日落,下午3～4點,,,,有利觀測時間,南京工業(yè)大學土木學院,53,2.水平折光的影響 光線通過密度不均勻的空氣介質時，經過連續(xù)折射后形成一條曲線，并向密度大的一方彎曲，當來自目標B的光線進入望遠鏡時，望遠鏡所照準的方向為這條曲線在

35、望遠鏡A處的切線方向，弦線與切線交角δ，稱為微分折光。微分折光可以分解為縱向和水平兩個分量，由于大氣溫度的梯度主要發(fā)生在垂直面內，所以微分折光的縱向分量是微分折光的主要部分。微分折光的水平分量影響著視線的水平方向。,南京工業(yè)大學土木學院,54,南京工業(yè)大學土木學院,55,3.照準目標的相位差,南京工業(yè)大學土木學院,56,4.溫度變化對視準軸的影響 假定在一個測回的短時間觀測過程中，空氣溫度的變化與時間成比例，那

36、么可以采用按時間對稱排列的觀測程序來削弱這種誤差對觀測結果的影響。 我們這樣假設:視準軸誤差 隨時間的增加而增大,開始時 ,假設有四個方向,觀測一個方向的時間間隔相等,每觀測一個方向 增加則:,,南京工業(yè)大學土木學院,57,,,方向,南京工業(yè)大學土木學院,58,5.外界條件對覘標內架穩(wěn)定性的影響 假定在一測回的觀測過程中，覘標內架或三腳架的扭轉是勻速發(fā)生的，因此采用按時間對稱排列的觀

37、測程序也可以減弱這種誤差對水平角的影響。3.7.2.儀器誤差的影響 除經緯儀三軸誤差外,還有以下幾種儀器誤差的影響:水平度盤位移的影響 照準部旋轉不正確的影響 照準部水平微動螺旋作用不正確的影響 垂直微動螺旋作用不正確的影響,南京工業(yè)大學土木學院,59,3.7.3.照準和讀數(shù)誤差的影響 照準誤差受外界因素的影響較大,與照準目標的形狀和清晰度密切相關。3.7.4 精密測角的一般原則 ① 觀測應在目標成像清晰

38、、穩(wěn)定的有利于觀測的時間進行，以提高照準精度和減小旁折光的影響② 觀測前應認真調好焦距，消除視差。在一測回的觀測過程中不得重新調焦，以免引起視準軸的變動。,南京工業(yè)大學土木學院,60,③ 各測回的起始方向應均勻地分配在水平度盤和測微分劃尺的不同位置上，以消除或減弱度盤分劃線和測微分劃尺的分劃誤差的影響。④ 在上、下半測回之間倒轉望遠鏡，以消除和減弱視準軸誤差、水平軸傾斜誤差等影響，同時可以由盤左、盤右讀數(shù)之差求得兩倍視準誤差2 c

39、 ，借以檢核觀測質量。⑤ 上、下半測回照準目標的次序應相反，并使觀測每一目標的操作時間大致相同，即在一測回的觀測過程中，應按與時間對稱排列的觀測程序，其目的在于消除或減弱與時間成比例均勻變化的誤差影響，如覘標內架或三腳架的扭轉等。 ,南京工業(yè)大學土木學院,61,⑥ 為了克服或減弱在操作儀器的過程中帶動水平度盤位移的誤差，要求每半測回開始觀測前，照準部按規(guī)定的轉動方向先預轉1～2周。⑦ 使用照準部微動螺旋和測微螺旋時，其最后旋轉方

40、向均應為旋進。⑧ 為了減弱垂直軸傾斜誤差的影響，觀測過程中應保持照準部水準器氣泡居中。,南京工業(yè)大學土木學院,62,§3.8 方向觀測法3.8.1.觀測方法 方向觀測法——當測站上的方向觀測數(shù)在3個或3個以上時，一般采用方向觀測法。,南京工業(yè)大學土木學院,63,上下半測回觀測均構成一個閉合圓,所以這種觀測方法又稱為全圓方向觀測法。 方向觀測法的測回數(shù)是根據(jù)三角測量的等級和使用的儀器的類型確定的,,,,儀器,

41、測,回,數(shù),等級,南京工業(yè)大學土木學院,64,記錄表格,,南京工業(yè)大學土木學院,65,3.8.2.測站限差 ( 單位:秒),南京工業(yè)大學土木學院,66,方向觀測法的特征是在一個測回中將測站上所有要觀測的方向逐一照準進行觀測,在水平度盤上讀數(shù),得出各方向的方向觀測值,由兩個方向觀測值可以得到相應的水平角度值。 假如測站上有1，2，3，¨¨

42、;¨，n個方向要觀測，首先應選邊長適中、通視條件良好、成像清晰穩(wěn)定的方向（如選定方向1）作為觀測的起始方向（又稱零方向），上半測回用盤左位置照準零方向，然后按順時針方向轉動照準部依次照準2，3，¨¨¨，n再閉,南京工業(yè)大學土木學院,67,合到方向1，并分別在水平度盤上讀數(shù)。下半測回用盤右位置，仍然先照準零方向1，然后按逆時針方向轉動照準部依次照準n ，¨¨

43、68; ，3 ，2 ，1，并分別在水平度盤上讀數(shù)。 為了削弱偶然誤差對水平角觀測的影響。從而提高測角精度，觀測時要有足夠的測回數(shù)。方向觀測法的觀測測回數(shù)，是根據(jù)三角測量的等級和使用的儀器的類型確定的。見前面88頁的表格。,南京工業(yè)大學土木學院,68,按全圓方向觀測法，照準每一個目標時，測微器兩次接合讀數(shù)之差符合限差規(guī)定時，取兩次讀數(shù)的平均值。 在每半測回結束時，應立即計算歸零差，即對零方向閉合照準和起始照準

44、時的測微器讀數(shù)之差，以檢查其是否超限。 當下半測回觀測結束時，除應計算下半測回的歸零差外，還應計算各個方向盤左盤右的讀數(shù)差，即計算各個方向的2C值，以檢查一測回中各個方向的2C互差是否超限。如各方向的2C值互差符合限差規(guī)定，則取各方向盤左盤右讀數(shù)的平均值，作為這一測回,南京工業(yè)大學土木學院,69,中的方向觀測值。 對于零方向有閉合照準和起始照準兩個方向值，一般取其平均值作為零方向在這一測回的中的最后方向

45、值。將其它方向的方向值減去零方向的方向值，就得到歸零以后各方向的方向值，此時零方向歸零以后的方向值為 將不同度盤位置的各測回方向值都進行歸零，然后比較同一方向在不同測回中的方向觀測值，它們的互差應小于規(guī)定的限差。,南京工業(yè)大學土木學院,70,一般稱這種限差為“測回差”。 在某些工程控制網(wǎng)中，同一測站上各水平方向的邊長懸殊很大，若嚴格執(zhí)行一測回中的不得重新調焦規(guī)定，則會產生較大的視差而影響照準精度，此時若

46、使用的儀器經過調焦透鏡運行正確性檢驗，證實調焦透鏡運行正確時，則一測回中可以允許重新調焦，若調焦透鏡運行不正確，這時可以考慮改變觀測程序：對一個目標調焦后接連進行正倒鏡觀測，然后對準下一個目標，重新調焦后立即立即進行正倒鏡觀測，如此繼續(xù)觀測測站,南京工業(yè)大學土木學院,71,上的所有方向而完成全測回的觀測工作。為了減弱隨時間均勻變化的誤差影響，相鄰測回照準目標的次序應相反。如第一測回的觀測程序按順時針方向轉動照準部依次照

47、準1，2，3，¨¨¨，n，1，第二測回的觀測程序應按逆時針方向轉動照準部依次照準1，n ，¨¨¨ ，3 ，2 ，1，全部測回觀測完畢后，應檢查各方向在各測回的方向觀測值互差是否超限的規(guī)定。,南京工業(yè)大學土木學院,72,最后必須指出：野外觀測手簿記載著測量的原始數(shù)據(jù)，是長期保存的重要測量資料，因此，必須做到記錄認真，字跡清楚，書寫端正，各項注記明確，格式統(tǒng)一，手簿

48、記錄的數(shù)據(jù)不得有任何涂改現(xiàn)象。不能用圓珠筆記錄。 為了保證觀測成果的質量，觀測中應認真檢核各項限差是否符合規(guī)定，如果觀測成果超過限差規(guī)定，則必須重新觀測 。,南京工業(yè)大學土木學院,73,3.8.3.重測和取舍觀測成果應遵循的原則是：（1）重測一般應在基本測回（即規(guī)定的全部回） 完成以后，對全部成果進行綜合分析，作出 正確的取舍，并盡可能分析出影響質量的原 因，切忌不加

49、分析，片面、盲目地追求觀測 成果的表面合格，以致最后得不到良好的結 果；（2）因對錯度盤、測錯方向、讀錯記錯、碰動儀 器、氣泡偏離過大、上半測回歸零差超限以 及其它原因未測完的測回都可以立即重測， 并不記重測數(shù)；（立即重測）,南京工業(yè)大學土木學院,74,（3）一測回中2C互差超限或化歸為同一起始方向 后，同一方向值各測回互差超限時，應重測

50、超 限方向并聯(lián)測零方向（起始方向的度盤位置與 原測回相同）。因測回互差超限時，除明顯值 外，原則上應重測觀測結果中最大值和最小值 的測回；（局部重測）（4）一測回中超限的方向數(shù)大于測站上方向總數(shù)的 三分之一時（包括觀測3個方向時有1個方向重 測），應重測整個測回；（整個測回重測）（5）若零方向的2C超限或下半測回的歸零差超限， 應重測整個測回；（整個測回重測）,南

51、京工業(yè)大學土木學院,75,（6）在一個測站上重測的方向測回數(shù)超過測站上方 向測回總數(shù)的三分之一時，需要重測全部測 回；（全部測回重測） 測站上方向測回總數(shù)=（n-1）m 方向觀測法重測數(shù)的計算方法 在基本測回觀測結果中，重測1個方向，算作1個重測方向測回；一個測回中有2個方向需重測，算作2個重測方向測回；因零方向超限而全測回重測，算作（n-1）個重測方向測回。方向觀測一測回中，重測方向數(shù)超過

52、所測方向總數(shù)的三分之一，此一測回須全部重測，重測數(shù)計算時，仍按超限方向數(shù)計算。,南京工業(yè)大學土木學院,76,總之，除因零方向超限而全測回重測，算作（n-1）個重測方向測回，其它都是重測幾個算幾個。 觀測的基本測回結果和重測結果，一律抄入記簿，重測與基本測回結果不取中數(shù)，每一測回只采用一個符合限差的結果。 水平方向觀測記簿必須由兩人獨立編算兩份，以確保無誤。 另外要注意重測只是獲得精確成果的輔助手段，不能過

53、分依賴重測。,南京工業(yè)大學土木學院,77,若重測成果與原測成果接近，說明在該條件下原測結果并無大錯，這是應考慮誤差可能在其它方向或其它測回中，而不宜多次重測原超限方向，因為這樣測得的成果雖然有時可以通過測站上的限差，但往往是偏離客觀真值，會在以后計算中產生不良的影響。3.8.4.測站平差1.各方向測站平差值的計算 取各歸零方向值的平均值，即得到各方向的最或是值。,南京工業(yè)大學土木學院,78,2.一測回方向值中誤差

54、 和 個測回方向值中誤差 的計算公式 實際上只從一個測站的觀測值來衡量整個三角網(wǎng)的觀測精度是沒有什么意義的，因通常用下列近似而簡便的公式來評定測站精度。 一測回方向觀測中誤差式中 ； 為測回數(shù)； 為觀測方向數(shù)。,南京工業(yè)大學土木學院,79,個測回方向值中數(shù)的中誤差為 測站平差計算和測站精度評定一般在水平方向觀測記簿中進

55、行。,南京工業(yè)大學土木學院,80,§3.9 分組方向觀測法命題的提出：⑴方向較多時，分布在不同方向的目標不一定都能成像穩(wěn)定和清晰；①如果要一起觀測，則往往需花費較長的時間來等待各方向成像同時穩(wěn)定清晰的有利觀測時刻；②如不等待各方向同時成清晰穩(wěn)定的像，勉強將所有方向一起觀測，則有損于觀測精度。⑵此外，由于方向多，一起觀測使一測回的觀測時間過長，受外界因素的影響將顯著增大。 因此，規(guī)范規(guī)定，當測站上觀測方向數(shù)多于6個

56、時，可考慮分兩組觀測。,南京工業(yè)大學土木學院,81,分組時，一般是將成像情況大致相同的方向分在一組，每組內所包含的方向個數(shù)大致相等。為了將兩組方向觀測值化歸成以同一零方向為準的一組方向值和進行觀測成果的質量檢核，觀測時兩組都要聯(lián)測兩個共同的方向，其中最好有一個是共同的零方向，以便加強兩組的聯(lián)系。 兩組中每一組的觀測方法、測站的檢核項目、作業(yè)限差和測站平差等與前面所述的一般方向觀測法相同，所不同的是，兩組共同方向之間

57、的聯(lián)測角應該作檢核，此外，還要將兩組的測站平差成果聯(lián)合在一起在進行分組測站平差計算，以消除兩組之間的差異，最后，求得以同一起始方向為準的一組方向觀測值并進行。 下面就討論這兩個問題：,南京工業(yè)大學土木學院,82,首先討論第一個問題3.9.1.聯(lián)測角之差的限差設兩組觀測時兩個共同的方向以 表示第一組的聯(lián)測角值為:第二組的聯(lián)測角值為:設兩組觀測聯(lián)測角之差為則:,南京工業(yè)大學土木學院,83,若:聯(lián)測角

58、 和 的中誤差分別是 和則有誤差傳播定律可得:當按相應的等級規(guī)定進行同精度觀測時 則:如按二等精度觀測,則;,南京工業(yè)大學土木學院,84,3.9.2.分組觀測的測站平差設兩組聯(lián)測的共同方向為 它們的方向觀測值和相應的改正數(shù)為第一組聯(lián)測方向的方向值為:相應的平差值改正數(shù)為:第二組聯(lián)測方向的方向值為:相應的平差值改正數(shù)為:,南京工業(yè)大學土木學院,85,組成條件方程式:經整理得:

59、 式中 是兩組觀測聯(lián)測角的差數(shù),也即聯(lián)測角的閉合差為:組成法方程式:,南京工業(yè)大學土木學院,86,求得聯(lián)系數(shù) 為:則平差改正數(shù)為:,,南京工業(yè)大學土木學院,87,3.9.3.舉例 (零方向相同) (+1.6),南京工業(yè)大學土木學院,88,(零方向相同) (-1.20),南京工業(yè)大學土木學院,89,§3.10 全組合測角法3.10.1.等權完全方向組的慨念

60、 一是測站平差三角網(wǎng)平差 一是網(wǎng)的幾何平差 要使兩個平差能分開進行,而又無損平差的嚴密性的充要條件是:測站平差后的方向值應具有獨立的方向值的性質;此外,為了使網(wǎng)的平差計算工作簡單些,還要求這些觀測值是等權的。因此，為了較高精度的三角網(wǎng)平差,,南京工業(yè)大學土木學院,90,的嚴密性和計算的簡單些，測站平差方向值必須是獨立的和等權的。 在方向觀測中，同一測回個方向觀測值是互相獨

61、立的，若各個測回都一個不漏的觀測所有方向，則經測站平差得到的一組方向值顯然是具有獨立和等權性質的，這樣的一組方向值就稱為“等權完全方向組”，這樣的觀測方法稱為“等權完全方向組觀測”，但如果在某個測回中有的方向值不合格，雖經重測或補測，其測站平差得到的一組方向值不再,南京工業(yè)大學土木學院,91,是嚴格的“等權完全方向組”， 若以 表示等權完全方向組中任意兩個方向 和 的平差方向值，以 表示

62、 和兩個方向間的水平角，則有 由于 是互相獨立的，故角度中誤差 與方向中誤差 和 的關系為：若角度權以 ，方向權以 和 表示，則有,南京工業(yè)大學土木學院,92,由于各方向的平差值是等權的，即所以 上式就是以數(shù)學關系表示的等權完全方向組的特征式，也就是說，一個等權完全方向組中，任意兩個方向構成的角度，其權都是相等的，并且等于平差方向權的一半。 如果有

63、某種觀測方法，在測站平差后任意兩個方向構成的角度具有等權的特征，那么這種方法就是等權完全方向組觀測。,南京工業(yè)大學土木學院,93,等權完全方向組具有下列特點：（1）測站平差后的一組方向值的權相等，由任意兩個方向所構成的角度的權也相等，故三角網(wǎng)的觀測精度比較均勻；（2）由于測站平差后的一組方向值具有獨立的性質，故用它作為三角網(wǎng)的平差是嚴密的； 前面講到方向觀測法在沒有超限重測時，經測站平差得到的一組方向值顯然是具有獨

64、立和等權性質的。但嚴格來講按全圓方向觀測法并不是等權完全方向組觀測。因為零方向必須歸零，一般取零方向兩次觀測結果的平均值作為零方向的方向值，這樣，零方向的觀測權是其它方向的兩倍，因此，按全圓方向觀測法觀測時，其測站平差后的一組方向,南京工業(yè)大學土木學院,94,值，并不是嚴格的等權完全方向組，但是對于低等級三角測量可以不考慮這種嚴密性，因此國家規(guī)范規(guī)定二等以下的三角測量可以采用方向觀測法。一等三角測量必須按全組合測角法進行

65、觀測。3.10.2全組合測角的觀測方法1.觀測方法 全組合測角法每次只觀測兩個方向間的角度，因而可以克服各方向不能同時清晰的困難，又大大縮短了一個測回的觀測時間，易于得到較高的觀測精度。,南京工業(yè)大學土木學院,95,若測站上有 個方向，則全部可以組合成的角度（稱組合角）的個數(shù)為 確定測回數(shù)的基本原則是，在同等級的三角測量中各三角點的測角精度相同，這樣才能保證整個三角網(wǎng)的精度均勻，有利于三角網(wǎng)的平差計算

66、。由于各測站上的方向數(shù)不同，因而組合角的個數(shù)也不同，若各三角點上的組合角仍以相同的測回數(shù)觀測，勢必使各測站的觀測結果（測站平差值）的精度不同，因此，在組合測角法中，必須根據(jù)各三角,南京工業(yè)大學土木學院,96,點上的方向數(shù)來確定測回數(shù)。 設一測站上的方向數(shù)為 ，觀測每個角的測回數(shù)為 ，當取一測回角度觀測值的權為1時，測站平差后角度權 和方向權 為 ： 全組合測角法

67、的基本規(guī)定：不論各測站上需要觀測的方向數(shù) 是多少，必須使測站上測站平差后方向值的權相等或接近相等，并據(jù)次來確定各測站對組合角應觀測的測回數(shù)，即按 式：,南京工業(yè)大學土木學院,97,來計算個測站的測回數(shù)。 為了減弱度盤和測微器分劃誤差的影響，各測回必須變換度盤。1.度盤位置表的編制 首先將測站上的所有組合角，按每組內不包含有共同方向的原則，分成若干個組。 測站上方向數(shù)為 時，總的組合角個數(shù)

68、為： 當 為偶數(shù)，一個組內有 個角度；,南京工業(yè)大學土木學院,98,當 為奇數(shù)，一個組內有 個角度，所以組數(shù) 為當 為偶數(shù)時 ：當 為奇數(shù)：,南京工業(yè)大學土木學院,99,分組后，組內各角即可在同一度盤位置上進行觀測，而各組之間還要用不同的度盤位置。測回間變換量為：組間變換量為：,南京工業(yè)大學土木學院,100,基本度盤位置表,南京工業(yè)大

69、學土木學院,101,3.10.3.全組合測角法的測站平差1.測站平差角計算:2.測站觀測精度評定(1).一測回角度觀測值的中誤差,,,南京工業(yè)大學土木學院,102,(2)測站平差角的中誤差的計算,,南京工業(yè)大學土木學院,103,(3)測站平差角和平差方向的權 若選一測回角度觀測值的中誤差 為單位權中誤差,即一測回的角度權為1,則有前面公式知: 這就表明,全組合測角法在測站平差后,其任意兩個方向所