全站儀導線測量誤差分析及對策探討

霍菲

摘要：全站儀因其測量精準、易于操作、所需勞動量不大等，在現今測繪行業中被廣泛應用，但受到一些實地環境以及人為因素的制約，全站儀會出現一些不利于工作正常進行的問題，如此便可能導致所測數據與實際有出入，導致實測數據不準確，質量無法保證。實際工作中，小范圍內的控制網測量會利用導線進行測量，此方式對精確程度有著高標準的要求。于戶外進行觀察測量時，稍不注意所測數據便極易超出限制。本文將探討全站儀導線的測量工作時出現數據誤差其緣故與解決方式。

關鍵詞：全站儀；導線測量；分析誤差；探討方法、對策

現今的許多的測量工作會應用到全站儀這一儀器。尤其是進行控制測量時，全站儀優勢便凸顯了。但在測量工作方面，應注意對所得的結果進行多次的核對，數據若有出入，那么及時的分析與計算是必要的，并且，還應據實際提出解決方案，如此可使準確度得到保證。

一 全站儀其運行的特點

（一）全站儀運行特點

1.全站儀是結合測角和測距兩大功能與一身的智能測量設備。所需的各類數據都可以測定、記錄和運算，這一系列操作都是儀器自動進行的。

2.全站儀其擁有的一些與外界的設施進行通訊的插口有很大作用，譬如與計算機以及掃描類的儀器進行連接，這樣所需的數據便可以得到很直觀的呈現，同時，計算整理數據、測繪圖像這類工作便更加有效率。

3.另外還須注意的是全站儀擁有雙軸的補償系統，這對于糾正某些數據或者結果的誤差是有作用的。

（二）導線測量的分類及技術要求

1 在控制測量中，導線一般分為閉合導線、附和導線和支導線

2.導線測量中，全站儀測定的速度快，精確度高，與較為傳統的經緯儀器加測距儀相比顯得更為直觀可靠，因為前者可以通過觀察顯示屏上的各項數據，并且可以進行記錄，這樣人為的原因對于測量的影響則會降低。

二 關于測量誤差的區分

測量誤差極易對觀察以及測定的結果形成一個消極的影響，以下將討論關于誤差的區分問題。

（1）系統類誤差，這個類型的誤差是指假定觀測所處的環境以及各所需條件都一樣，這時對某一事物進行觀察以及測量，若是出現誤差其數值以及各符號都有規律的變化。

（2）人為導致誤差，即是說，在實際的測定活動進行時有不正確的行為出現在活動中，這類錯誤如讀取數據出錯，記錄數據、結果時出錯等，這類錯誤較為低級，是完全可以避免的。這就需相關的人員細心行事了。

（3）偶然類型誤差，這與前邊所說的系統類誤差相反，觀察與測量得到的各項內容出現的誤差其數值以及各個符號都是紊亂無規律可言的，那么這就是一種偶然。

三 導線測量產生誤差的原因

使用全站儀測量雖然有著許多的優點，但若是在戶外進行觀測時，沒能遵循使用規范，那么出現的誤差便會超出限制范圍。測定數據時若有誤差，那么大部分是以下的幾個原因：

（一）對全站儀及其棱鏡進行常數的設定時出現錯誤。

光線在玻璃中傳播速度與在空氣中的傳播速度不同。而不同型號的棱鏡因其結構不同，具有不同的棱鏡常數，因此，儀器使用之前設置正確的棱鏡常數可以很大程度上減少誤差發生的幾率。表1羅列了常見的棱鏡類型及棱鏡常數。

（二）儀器自身

當全站儀沒有得到規范的校驗以及檢查作相應的調整，儀器上的一些軸線達不到標準的幾何條件，那么，結果很容易出錯。儀器上一般存在著4條主軸線，他們之間的垂直關系若在使用儀器之前沒有調整，便會引起誤差。此外還需要注意到，激光對中器械其中心應該和相應的豎軸相互之間重合，這些指標在儀器出廠時通常是在標準狀態的，但不能排除在運送儀器或者使用儀器的年限較長后，有不可以避免的差錯出現，這是需要使用設備的人員注意到的一點。

（三）外界產生的影響

（1）猛烈的風以及劇烈的陽光曝曬等等自然因素都有可能會對儀器產生或大或小的影響。進行實地測定時，側風導致儀器搖動不穩定、太陽光線過于猛烈也有可能對儀器各軸線有影響。

（2）未對儀器展開一個全面規范的氣壓與溫度的檢查調整。儀器工作時會用到電磁波測距，此時，若是環境中的氣壓、溫度等有高低不定的變動，這會使得電磁波其傳播的速度隨之變動，若沒有校正，那么就會有差錯。為了驗證氣象環境對觀測數據的影響，我們采用型號為Leica TCR1102的智能全站儀，將測試場地設定在河北省石油物探計量站核查基線場進行。如表2所示，氣象改正未參與計算時，與標準值最大可達到4.72mm。當氣象改正參與計算時，與標準值最大達到2.42mm。足以見得氣象環境對野外觀測的影響不容小覷。

四 怎樣減少或是避免誤差的發生

（一）使用到的儀器應該進行合規范的設備檢查，盡量使用儀器原裝的并且是符合生產標準的棱鏡進行觀測，儀器設備使用較長的一段時間后按期送至相關的法定計量檢定單位進行檢定，若發現問題送修至儀器廠家授權的維修機構進行維修，待維修完畢后再送到檢定機構進行復檢，帶復檢合格后方可野外使用。

（二）使用儀器的過程中，應十分注意儀器在各項數據上是否合乎規范，有沒有做到中和整平。例如光學的對中器、激光對中器等，這一系列的數據都應該清晰明了。儀器在閑置時應放置在儀器箱內。輕拿輕放，不允許磕碰，避免損傷到儀器內部元器件。在觀測過程中若發現偏差數據超標，則重新開始測量并對最終所得結果進行再檢驗。

（三）觀察與測量的工作應該謹慎，在早晨時分以及正午階段還有將入夜之時溫差通常是比較大的，這種時候目標成像不夠清晰，可見度未達標，所成的影像往往不夠穩定，視覺方面的差別尤其突出，故不應在上面提到的幾個時間段進行施工；若儀器搬運較大的路程后，宜將設備儀器靜止放置約半個鐘頭后，方可開展工作，這樣能夠讓設備自身的溫度與外部溫度有均衡，當溫度趨于一致之后，進行工作效果會更理想；為避免一些不必要的太陽光照對于設備造成不良影響，觀測工作中應為設備遮光，因為過于灼熱的陽光會對儀器造成影響，此外，設備應原理高溫的物體以及環境；不僅應對儀器實施防曬防熱，還應注意防雨水，做好防雨水措施。

（四）對儀器進行操作時切忌力度過大，野蠻拆裝。當力度超出儀器承受的范圍便極有可能對設備造成損害。設備儀器是十分貴重，應該派專人進行看護。一些電子通訊設施，例如智能電話、平板電腦等，不應近距離放置在儀器邊上使用，以免電磁波影響到設備的正常運行以及使用。

五 結束語

我們在開展工作時誤差并不少見，但是可以盡我們所能，使得全站儀的測量工作中誤差少一些，細心與耐心多一些，則可以避免很多可能出現的誤差，這樣，重新測量計算的時間就可以避免的，那么我們的工作的效率也會顯著提升。若在實際的研究上能事先提出一些可能出現的狀況并想出解決狀況的方案，這樣未雨綢繆，積極效果也顯而易見。

參考文獻

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（作者單位：中國石油集團東方地球物理公司裝備服務處裝備研究中心）