在全站儀數(shù)據(jù)測量過程中,為避免誤差出現(xiàn),需從測量前準(zhǔn)備、測量過程控制、測量后檢查與處理等多個環(huán)節(jié)入手,以下是詳細(xì)介紹:
測量前準(zhǔn)備
儀器校準(zhǔn)與檢查
定期校準(zhǔn):全站儀作為高精度測量儀器,其內(nèi)部元件的性能會隨時間和使用頻率發(fā)生變化。應(yīng)按照廠家規(guī)定的周期,將儀器送至專業(yè)計量機構(gòu)進行全面校準(zhǔn),確保儀器的各項指標(biāo)符合精度要求。例如,電子測距部分的精度校準(zhǔn),可通過與已知標(biāo)準(zhǔn)長度的基線進行比對測量,調(diào)整儀器的測距參數(shù)。
外觀檢查:測量前仔細(xì)檢查全站儀的外觀,查看儀器各部件是否有損壞、松動或變形。檢查望遠(yuǎn)鏡的目鏡、物鏡是否清潔,有無劃痕或污漬,這些都會影響觀測的清晰度和準(zhǔn)確性。同時,檢查三腳架的穩(wěn)定性,確保其連接部位牢固,腳腿伸縮順暢且能穩(wěn)定支撐儀器。
功能測試:對全站儀的各項功能進行測試,包括水平度盤和垂直度盤的歸零檢查、測距功能的準(zhǔn)確性測試等??梢酝ㄟ^簡單的已知點測量來驗證儀器的功能是否正常,如在一個已知坐標(biāo)的點上架設(shè)儀器,對另一個已知點進行測量,將測量結(jié)果與已知坐標(biāo)進行對比,判斷儀器是否存在明顯誤差。
測量環(huán)境評估與選擇
避開不利氣象條件:強風(fēng)、高溫、低溫、雨雪、大霧等惡劣氣象條件會對全站儀的測量精度產(chǎn)生較大影響。強風(fēng)會使儀器和目標(biāo)棱鏡晃動,導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定;高溫或低溫會影響儀器的電子元件性能,造成測距和測角誤差增大;雨雪和大霧會降低大氣能見度,影響望遠(yuǎn)鏡的觀測效果。因此,應(yīng)盡量選擇在天氣晴朗、無風(fēng)或微風(fēng)、氣溫適宜的時段進行測量。
選擇穩(wěn)定測量場地:測量場地應(yīng)盡量選擇在堅實、平整的地面上,避免在松軟、泥濘、有震動源(如靠近道路、工廠等)的地方架設(shè)儀器。松軟的地面會導(dǎo)致三腳架下沉,使儀器高度發(fā)生變化;震動源會使儀器產(chǎn)生微小振動,影響測量精度。如果必須在不平整的地面上測量,應(yīng)使用可調(diào)節(jié)腳螺旋的三腳架,并仔細(xì)調(diào)整使儀器氣泡居中,保持儀器水平。
測量方案制定與人員培訓(xùn)
合理規(guī)劃測量方案:根據(jù)測量任務(wù)的要求和現(xiàn)場實際情況,制定科學(xué)合理的測量方案。明確測量的精度要求、測量方法(如極坐標(biāo)法、邊角交會法等)、觀測順序和測回數(shù)等。例如,對于高精度要求的工程測量,應(yīng)適當(dāng)增加測回數(shù),以提高測量結(jié)果的可靠性。同時,要考慮到測量路線的合理性和便捷性,避免不必要的往返和重復(fù)測量。
人員培訓(xùn)與分工:測量人員應(yīng)經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn),熟悉全站儀的操作方法、測量原理和誤差來源。明確測量團隊中各成員的職責(zé)和分工,確保測量過程的有序進行。例如,一人負(fù)責(zé)操作全站儀進行觀測,另一人負(fù)責(zé)記錄數(shù)據(jù)和扶穩(wěn)棱鏡,兩人之間要密切配合,嚴(yán)格按照測量方案進行操作。
測量過程控制
儀器安置與對中整平
精確對中:儀器對中誤差是影響測量精度的重要因素之一。在安置全站儀時,應(yīng)使用光學(xué)對中器或激光對中器將儀器中心精確對準(zhǔn)測站點標(biāo)志中心。對中時,可先大致對中,然后通過調(diào)整三腳架腿使儀器氣泡大致居中,再進行精確對中。對中誤差一般應(yīng)控制在允許范圍內(nèi),如對于一級導(dǎo)線測量,對中誤差不宜超過1mm。
嚴(yán)格整平:儀器整平的目的是使儀器的豎軸處于鉛垂位置,水平度盤處于水平狀態(tài)。整平時,通過調(diào)節(jié)三腳架的腳螺旋,使圓水準(zhǔn)器氣泡居中,然后再精確整平,使管水準(zhǔn)器氣泡在相互垂直的兩個方向上都居中。整平過程中要注意動作輕緩,避免儀器晃動。整平誤差應(yīng)控制在一定范圍內(nèi),例如,對于高精度測量,管水準(zhǔn)器氣泡偏離中心不應(yīng)超過一格。
目標(biāo)棱鏡安置與觀測方法
正確安置棱鏡:棱鏡應(yīng)垂直安置在目標(biāo)點上,確保棱鏡中心與目標(biāo)點中心重合??梢允褂脤iT的棱鏡桿或?qū)χ袟U來固定棱鏡,并通過調(diào)節(jié)桿上的氣泡使其保持垂直。棱鏡的高度應(yīng)準(zhǔn)確量取,并在測量記錄中注明。如果棱鏡安置不垂直,會導(dǎo)致測量距離和角度出現(xiàn)偏差。
遵循觀測原則:測量過程中應(yīng)遵循“后-前-前-后”“后-后-前-前”等觀測程序,以消除或減弱儀器和目標(biāo)偏心誤差、大氣折光誤差等的影響。同時,要注意觀測的時間間隔,避免在短時間內(nèi)進行大量重復(fù)觀測,以減少儀器疲勞和外界環(huán)境變化的影響。例如,在進行角度測量時,每個測回開始前應(yīng)重新定向,并在不同時間段進行多個測回的觀測,取平均值作為最終結(jié)果。
控制觀測條件:在觀測過程中,要密切關(guān)注外界環(huán)境的變化,如大氣溫度、氣壓、濕度等。這些因素會影響大氣折射率,從而導(dǎo)致測距誤差。全站儀一般具有溫度、氣壓自動補償功能,但需要準(zhǔn)確輸入現(xiàn)場的實測值。如果沒有自動補償功能,應(yīng)根據(jù)氣象條件對測量結(jié)果進行人工修正。此外,觀測時要避免陽光直射儀器和棱鏡,可使用遮陽傘等工具進行遮擋,以減少溫度變化對儀器和棱鏡的影響。
測量后檢查與處理
數(shù)據(jù)檢查與復(fù)核
現(xiàn)場檢查:在測量過程中,每完成一個測站或一組數(shù)據(jù)的測量,應(yīng)立即對測量數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場檢查。檢查測量數(shù)據(jù)是否符合邏輯關(guān)系,如角度測量值是否在合理范圍內(nèi)(0° - 360°),距離測量值是否與實際情況相符等。如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常,應(yīng)及時分析原因,必要時進行重新測量。
內(nèi)業(yè)復(fù)核:測量結(jié)束后,將外業(yè)測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中,使用專業(yè)的測量軟件進行內(nèi)業(yè)處理和復(fù)核。通過計算閉合差、限差等指標(biāo),判斷測量成果是否滿足精度要求。例如,在進行導(dǎo)線測量時,計算角度閉合差和坐標(biāo)增量閉合差,并將其與規(guī)范規(guī)定的限差進行比較。如果閉合差超限,應(yīng)分析誤差來源,采取相應(yīng)的措施進行處理,如重新測量部分測站或?qū)φ麄€測量網(wǎng)進行平差處理。
誤差分析與處理
誤差來源分析:對測量過程中可能出現(xiàn)的誤差來源進行全面分析,包括儀器誤差、觀測誤差、外界環(huán)境影響誤差等。儀器誤差如度盤分劃誤差、測距頻率誤差等,一般通過儀器校準(zhǔn)來減小;觀測誤差如對中誤差、整平誤差、讀數(shù)誤差等,可通過提高測量人員的操作技能和嚴(yán)格按照測量規(guī)范進行操作來控制;外界環(huán)境影響誤差如大氣折光誤差、地球曲率誤差等,可通過選擇合適的測量時間和方法、進行氣象改正等措施來減弱。
數(shù)據(jù)處理方法:根據(jù)誤差分析的結(jié)果,采用合適的數(shù)據(jù)處理方法來提高測量成果的精度。常用的數(shù)據(jù)處理方法有最小二乘法平差、條件平差等。通過平差計算,可以消除或削弱測量數(shù)據(jù)中的矛盾,得到最可靠的測量成果。例如,在進行水準(zhǔn)網(wǎng)平差時,根據(jù)各測段的高差觀測值和已知點的高程,利用最小二乘法原理計算出各待定點的高程,并評定平差結(jié)果的精度。