角度测量误差分析

在角度测量中，仪器误差和各作业环节中产生的误差会对角度观测的精度产生影响，为了获得符合要求的角度测量成果，必须分析这些误差的影响，采用相应的措施，将其消除或将其控制在容许范围之内。与水准测量类似，角度测量误差也来自仪器误差、观测误差和外界条件影响三个方面。

1.仪器误差

仪器误差的主要来源有以下两个方面：

（1）仪器制造、加工不完善所引起的误差。如照准部偏心差和度盘分划误差，属于仪器制造误差。照准部偏心差是指照准部旋转中心与水平度盘中心不重合，导致指标在刻度盘上读数时产生误差，这种误差可采取盘左、盘右取平均值的方法来消除。

（2）仪器检校不完善的残余误差。全站仪各部件（轴线）之间，如果不满足应有的几何条件，就会产生仪器误差，即使经过校正，也难免存在残余误差。例如，视准轴不垂直于横轴、横轴不垂直于竖轴的残余误差对水平角观测的影响，以及竖盘指标差的残余误差对竖直角观测的影响等。通过分析研究可知，这些误差均可以采用盘左、盘右两次观测，然后取两次结果平均值的方法来消除。而十字丝竖丝不垂直于横轴的误差影响，可以采用每次观测时均采用十字丝交点照准目标的观测方法予以消除。

对于无法用观测方法消除的照准部水准管轴不垂直于竖轴的误差影响，可以在观测前进行严格的校正，来尽量减弱其对观测的影响。

由于采取了这些措施，故仪器误差对观测结果的影响实际是很小的。

2.观测误差

观测误差是指观测者在观测操作过程中产生的误差，如对中误差、整平误差、标杆倾斜误差、照准误差等。

（1）对中误差：在测站点上安置全站仪，必须进行对中。仪器安置完毕后，仪器的中心未位于测站点铅垂线上的误差，称为对中误差。对中误差对水平角观测的影响与待测水平角边长成反比。所以，当要测水平角的边长较短时，应注意仔细对中。(www.xing528.com)

（2）整平误差：仪器安置未严格水平而产生的误差。整平误差导致水平度盘不能严格水平，竖盘及视准面不能严格竖直。其对测角的影响与目标的高度有关，若目标与仪器同高，其影响很小；若目标与仪器高度不同，其影响将随高差的增大而增大。因此，在丘陵、山区观测时，必须精确整平仪器。

图3-3-17　标杆倾斜误差

（3）标杆倾斜误差（又称目标偏心误差）：是指在观测中，实际瞄准的目标位置偏离地面标志点而产生的误差。如图3-3-17所示，O为测站点，A为目标点（地面标志点），边长为d，在目标点A处竖立标杆作为照准标志。若标杆倾斜，测角时未能照准标杆底部A而照准了B点，设B点至标杆底端A的长度为l，则照准点偏离目标而引起目标偏心差：

它对观测方向的影响为

由式（3-3-5）可知，x与l成正比，与边长d成反比。所以，为了减小该项误差对水平角观测影响，应尽量照准标杆的根部，标杆应尽量竖直。

标杆倾斜误差对竖直角观测的影响与标杆倾斜的角度、方向、距离及竖直角大小等因素有关。由于竖直角观测时通常均照准标杆顶部，当标杆倾斜角大时，其影响不容忽略，故在观测竖直角时应特别注意竖直标杆。

（4）照准误差：影响照准精度的因素很多，如人眼的分辨力、望远镜的放大率、十字丝的粗细、目标的形状及大小、目标影像的亮度、清晰度与稳定性和大气条件等。所以，尽管观测者已经尽力照准目标，但仍不可避免地存在不同程度的照准误差。此项误差无法消除，只能通过多加训练，总结经验，仔细完成照准操作，以减少此项误差的影响。

3.外界条件的影响

外界条件的影响很多，也比较复杂。例如，大风会影响仪器和标杆的稳定、温度变化会影响仪器的正常状态、大气折光会导致光线改变方向、地面辐射又会加剧大气折光的影响、雾气使目标成像模糊、烈日暴晒会使仪器轴系关系发生变化、地面土质松软会影响仪器的稳定等，都会给测量带来误差。要想完全避免这些因素的影响是不可能的，为了削弱此类误差的影响，应选择有利的观测时间和设法避开不利的因素。例如，选择雨后多云的微风天气下观测最为适宜，在晴天观测时，要撑伞遮住阳光，防止暴晒仪器。