距離觀測值的改正和光電測距儀的檢驗

1、4.3距離觀測值的改正和光電測距儀的檢驗第一類儀器本身所造成的改正：加常數(shù) 置平 乘常數(shù)（頻率）周期誤差第二類大氣折光而引起的改正：氣象波道彎曲第三類歸算方面的改正：歸心（下冊P95） 傾斜和投影到橢球面上（下冊P25）說明：由于現(xiàn)在測距儀的性能和自動化程度不同，測距儀的精度要求也各異，故有些改正可不需進行，有的在觀測時只需在儀器中直接輸入有關數(shù)值或改正值即可。光電測距儀的檢驗 光電測距儀的檢定規(guī)范CH8001。這是電磁波測距最重要的改正，因為電磁波在大氣中傳輸時受氣象條件的影響很大。實質是大氣折射率對距離的改正，因大氣折射率與氣壓、氣溫、濕度有關，因此習慣叫氣象改正。1有關公式光在真空中傳播

2、速度c0=2997924581.2(m/s) (25)1975年國際大地測量與地球物理學聯(lián)合會（IUGG）第十六屆年會。如果測定空氣的折射率n，則可求出空氣中的光速c=c0/n (26)光在空氣中的折射率與波長關系式（色散公式）柯希（Cauchy）公式： (27)1963年IUGG決定使用巴雷爾-西爾(Barrell-Sears)給出的實用公式： (28)上式是在溫度00C，氣壓760mmHg毫米汞柱高（或1013.2mb毫帕），0濕度，含0.03CO2的標準大氣壓條件下的單一波長(單位m)的光折射率與波長關系式，也稱巴雷爾-西爾公式. (狹窄光譜) 群速的空氣中折射率與波長關系式 (29)在

3、標準大氣壓條件下 (30)光(狹窄光譜)在空氣中的折射率隨著溫度、氣壓和濕度而變化,有如下近似關系，柯爾若希（Kohlrousch）公式 (31)式中：是溫度為t0C，氣壓為p和水蒸氣為e時空氣的折射率, p和e的單位為mmHg。由(30)式計算，為空氣膨脹系數(shù)，=1/273.16=0.0036612氣象改正將測距儀采用的波長代入(30)式可求出,再由測邊時的氣象條件由(31)式可求出大氣折射率n,。其實在設計測距儀時，都采用假定大氣狀態(tài)，例如DCH2型測距儀，紅外光的波長=0.83m,代入(30)式=1.00029473。假定大氣狀態(tài)是t=150C,P=1.013hPa(百帕)，在紅外測距儀

4、中(31)式中第三項（濕度）影響很小可忽略不計，將=1.00029473，t=150C,P=1.013hPa(百帕)代入(31)式得=1.000279。由(26)式，(1)式寫成 (32)上式對n取微分，并換成有限增量得 (33)設D/觀測得斜距，D/經(jīng)氣象改正后斜距，Dn氣象改正數(shù)， (34) (35)把有關數(shù)據(jù)代入得DCH2型測距儀氣象改正數(shù)計算公式， (36)D/以km為單位,P以hPa(百帕)。 由于各種型號的測距儀所采用的波長和假定大氣狀態(tài)各不相同，所以氣象改正公式也不會一樣。又例如DI20測距儀，紅外波長=0.835m,代入(30)得=1.000294612,假定(參考)大氣狀態(tài)t

5、=120C,P=760mmHg,e=0代入(31)得=1.000282214一般大氣條件下的折射率其中t以0C為單位,P、e以mmHg為單位，D/以m為單位。 周期誤差的測定及改正1什么是周期誤差e1測距信號，e2串攏信號， 相位差， (37) (38)由(38)式可畫出圖4-58。隨距離（與距離有關）的不同而按正弦曲線規(guī)律變化，其周期為2（即等于精尺長度）。K值愈大也愈大。因此必須加大測距信號強度，才能有利于減小周期誤差。2要求及改正要求周期誤差的振幅小于儀器測距中誤差（固定誤差）的1/2。當周期誤差的振幅大于或等于儀器測距中誤差（固定誤差）的1/2時，并且數(shù)值較穩(wěn)定時，則必須在測距中加入周

6、期誤差改正。 (39) 為待測距離的尾數(shù)（也就是精尺的尾數(shù)）相應的相位角。D0距離觀測值。周期誤差的初始相位角，以度表示，與A由周期誤差檢驗求得。3周期誤差的測定方法平臺法 DCH-2測距儀u=/2=20md=u/40(m)計算列誤差方程式確定未知數(shù)為測距儀至第1點的近似距離，為的改正數(shù)，為測距儀至第i點的距離觀測值，為的改正數(shù)， d為反光鏡每次的移動量，K為儀器的加常數(shù)，A為周期誤差的振幅值，為初相角，為與測距儀至第i點距離相應的相位角，測距儀至第1點的距離觀測值可寫為 (40)整理后得觀測值方程式同理 (41)令： (42)展開，設，用fi表示(41)式中的常數(shù)項，得誤差方程式的最終形式：

7、 (43)組成并解算法方程式 (44)反光鏡從測點1到40移動一個精尺長(u)正好一整周，正弦余弦是以2為周期的，根據(jù)三角函數(shù)特性有： 又 (45) (46)由(42)3、4兩式求A，精度評定一次測量中誤差 (47)周期誤差（振幅）的中誤差 (48)儀器常數(shù)的測定1什么是儀器常數(shù)加常數(shù)KD0=D/+Ki+Kr=D/+K (49)乘常數(shù)的意義令精尺頻率漂移（偏差）青 (50)令 (51)(50)改寫成 (52) 若由(9)式可知 (54)或 (55)2用六段解析法測定加常數(shù)基本作法，六段法的來歷 (56) (57) (58)要求，現(xiàn)取代入(58)式得n=6.5一般取n=6（段），這就是六段法的來

8、歷。全組合共有21個觀測量：D01D02D03D04D05D06D12D13D14D15D16D23D24D25D26D34D35D36D45D46D56加常數(shù)K的計算未知數(shù) 6個獨立分段的距離近似值（其余各段可組合求出） 改正數(shù)和KDij距離量測值（經(jīng)氣象、傾斜改正后的水平距離），Vij距離量測值的改正數(shù)，距離平差值 (59)ij距離觀測值誤差方程式 (60)表4-12組成法方程式 (61)常數(shù)項 (i=2,3,4,5,6,7) (62)求Q=N-1，即可解出和K七個未知數(shù)，求求單位權中誤會（一次測距誤差） (63)加常數(shù)測定中誤差 (64)3用比較法測定加常數(shù)K、乘常數(shù)RD01D56為21段距離觀測值，V01V56為21段距離改正數(shù)，為經(jīng)加常數(shù)、乘常數(shù)改正后的距離值，為21段基線值。 (65) (66)法方程式并解之， (67) (68) (69)