亚毫米级高精度全站仪坐标测量精度分析

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1、2012年第1期杨凡，等:亚毫米级高精度全站仪坐标测量精度分析95文章编号:0494-0911(2012)01-0095-03中图分类号:P241．3文献标识码:B亚毫米级高精度全站仪坐标测量精度分析杨凡，李广云，范百兴，李鑫，范亚兵(信息工程大学测绘学院，河南郑州450052)CoordinationSurveyingAnalysisofSubmillimeterPrecisionTotalStationYANGFan，LIGuangyun，FANBaixing，LIXin，FANYabing摘要:工业型全站仪配合精密反射棱镜能实现高精度

2、坐标测量，前提是准确测定系统加常数误差。针对TDA5005全站仪及精密角偶棱镜CCR1．5″，提出两种加常数测定方法:室内四段法和比较法。在此基础上做加常数改正，并对坐标测量精度进行分析。关键词:加常数;室内四段法;比较法;坐标测量设定一条基线，长度为几百米至2km，将其分一、引言为d1、d2、…、dn段，对n段距离分别测量来计算仪高精度、超高精度全站仪(如LeicaTDA5005、器加常数，即TS30)实现了高精度工业测量，其测角、测距精度可nD+C=∑(di+C)ü以由计量部门检定，但坐标测量精度却没有检定方i=1ï法和规范。厂家通常会

3、提供仪器参数指标，如nï(1)ýD－∑diTDA5005的测角精度为±0．5″，棱镜测距精度为i=1ïïC=±(1mm+2×10－6D);TS30的测角精度为±0．5″，n－1þ－6对式(1)微分可得到加常数的精度估计值m，棱镜测距精度为±(0．6mm+1×10D)。这些指c标一般精度较低，并不能反映实际测量情况，若配合根据mc≤0．5md的原则，取n=6。所以，一般将基［1］精密棱镜能达到更高精度的测量结果。本文以角线分为六段，故称六段比较法。为了提高观测精偶棱镜CCR1．5″为例，其中心误差小于±0．025mm，度，通常采用全组合的测量

4、方式增加多余观测量，结合TDA5005实现亚毫米级精度测量。总共需要观测21段长度。高精度全站仪配合球棱镜要实现精密测距，首该方法不适合工业全站仪及精密棱镜的加常［4］先要精确测定系统的加常数误差。测距加常数C数测定，一是工作量大，场地布设麻烦;二是精密是全站仪测距功能最重要的参数之一，它直接影响工程测量通常在室内进行，测量边在几十米范围距离测量的准确度，是全站仪测距部分检定的重要内，六段法基线太长，不适合近距离测量。针对这［2］内容。些问题，本文提出室内四段法和比较法两种加常数测定方法，并研究加常数改正后的全站仪坐标测量二、加常数测定方法

5、精度。加常数误差包括仪器常数误差和棱镜常数误1．室内四段法差两部分内容，由仪器发光和接收面与仪器中心不原理如图2所示，在共线的4个位置安置脚架，重合、反射镜等效反射面和中心不重合两部分造S1安置TDA5005全站仪，S3安置T3000经纬仪并成。大地测量中野外测定加常数的方法是基线比精确整平，S2、S4放置靶座和反射球。调整［2］较法，测量原理如图1所示。TDA5005望远镜，视准轴水平，面板垂直角为零。将T3000与TDA5005外觇标互瞄，两外觇标均处于仪器望远镜中轴线。调整高度使两者同高，建立测量基线。保持TDA5005视准轴稳定，水

6、平角和垂直图1六段法原理角均不变。在望远镜中指导调整S2、S3脚架左右位收稿日期:2010-12-09作者简介:杨凡(1986—)，男，四川眉山人，硕士生，主要研究方向为工业测量系统与测量机器人。96测绘通报2012年第1期置和高度，使十字丝精确照准反射球中心，保证基3．加常数测定结果线很好的直线度。TDA5005在S1测距S12、S14，搬站在进行比较法测量时，与系统脚架同高的另一到S3测距S32、S34，1测回结束。重复测量多个测脚架上放置靶座，保证反射球与仪器视准轴同高，回，计算加常数均值并检验精度。克服垂直角误差影响;工业测量系统交

7、会、全站仪测距均采用盘左盘右双面观测模式;全站仪测距两面各进行多次取距离均值，增加了多余观测量，保证了试验数据的可靠性;移动靶座脚架，共进行了6测回测量。两种方法测量结果如表1所示。图2四段法原理表1加常数测定结果mm计算公式如下四段法比较法S14+C=(S12+C)+(S32+C)+(S34+C)ü各测回加35．3835．4335．3735．2435．4235．31ï常数值35．3335．3735．4035．1935．1235．321C=2(S14－S12－S32－S34)ï加常数均值35．3835．27ïý加常数单次nn±0．03±0．

8、11∑C∑(C－C珔)2ï测量精度iiïC珔=i=1，σ=±i=1，σ=σCï加常数均值精度±0．01±0．04CC珔n槡n－1槡3þ(2)由分析处理结果可知，两种方法测量数据内