光電測距儀的誤差產生分析

光電測距基本原理

上式表明，測距誤差MD是由以上各項誤差綜合影響的結果。實際上，觀測邊長S的中誤差還應包括儀器加常數的測定誤差mk和測站及鏡站的對中誤差m，即

（4）

測相誤差，儀器加常數誤差和對中誤差都屬于固定誤差。在精密的短程測距時，這類誤差將處于突出的地位。

1、對中誤差

在控制測量中，一般要求對中誤差在3mm以下，要求歸心誤差在5mm左右。但在精密短程測距時，由于精度要求高，必須采用強制歸心方法，最大限度地削弱此項誤差影響。

2、儀器加常數誤差

經常對加常數進行及時檢測，予以發現并改用新的加常數來避免這種影響。

3、測相誤差

包括測相設備本身的誤差 ，幅相誤差 ，照準誤差 ，信噪比引起的誤差，周期誤差 。（l）數字相位計的原理誤差與檢相電路的時間分辨力、計算填充脈沖的頻率以及一次測相的平均檢相次數有關。為減弱此誤差對測距的影響，在測距作業中，一方面應注意測線附近無干擾因素（如煙霧、烈日下光的抖動、生火的煙囪、驟然揚起塵埃等）存在，另一方面增加測回次數，把偏大或偏小的數據舍去后，再取平均值。（2）瞄準誤差是指發光管或調制器空間相位不均勻的誤差。（3）幅相誤差就是由于接收信號強弱不同而引起的測距誤差，此誤差反映在儀器中很小，影響不大。

由上式可以看出，大氣折射率n的誤差是由于確定測線上平均氣象元素（p氣壓、t溫度、e濕度）的不正確引起的，這里包括測定誤差和氣象代表性誤差（即測站與鏡站上測定值之平均.經過前述的氣象元素代表性改正后，依舊存在的代表性誤差）。各氣象元素對n值的影響，可按（7）式分別求微分，并取中等大氣條件下的數值（p=101.325kPa，t=20oC，e=1.33322kPa）代入后有

（1）氣象儀表必須經過檢驗，以保證儀表本身的正確性。讀定氣象元素前，應使氣象儀表反映的氣象狀態與實地大氣的氣象狀態充分一致。溫度讀至0.2oC，其誤差應小于0.5 oC，氣壓讀至0.0667kPa，其誤差應小于0.1333kPa，這樣，由于氣象元素的讀數誤差引起的測距誤差可望小于1€？0—6。

（2）氣象代表性的誤差影響較為復雜，它受到測線周圍的地形、地物和地表情況以及氣象條件諸因素的影響。為了削弱這方面的影響，選點時應注意地形條件，盡量避免測線兩端高差過大的情況，避免視線擦過水域。觀測時，應選擇在空氣能充分調和的有微鳳的天氣或溫度比較穩定的陰天。必要時，可加測測線中間點的溫度。

（3）氣象代表性的誤差影響，在不同的時間（如白天與黑夜），不同的天氣（如陰天和晴天），具有一定的偶然性，有相互抵消的作用。因此，采取不同氣象條件下的多次觀測取平均值，也能進一步地削弱氣象代表性的誤差影響。

總結

分析光電測距儀測距誤差的來源和影響程度，對于正確、合理地使用儀器和維護儀器，以便測出精度較好的距離成果和分析測距成果質量等都是很有必要的。為達到這一目的，一方面應嚴格地對儀器進行檢定，同時還需具備有關測距原理及相關的誤差理論知識，以便找出測距誤差的主要來源，再進行測距誤差分析。

（作者單位：西南交通大學物理科學與技術學院）