《计量与测试技术）２００７年第３４卷第７期
ＴｈｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＩｎｈｅｒｅｎｔＳｙｓｔｅｍＥｒｒｏｒｏｆＧＰＳＴｏｔａｌ——ｓｔａｔｉｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ
桑塔纳2000机油张晓梅
（哈尔滨市计量检定测试所，黑龙江哈尔滨１５００３６）
摘要：文章对全站仪的系统误差进行了具体分析，并介绍了几种消除其影响的应对措施。 关键词：全站仪；系统误差；分析
ｌ系统误差的特点
系统误差的特点是：
（１）系统误差是一个非随机变量。即系统误差的出现不服从统计规律而服从确定的规律。
（３）可修正性。由于系统误差的重现性确定了它具有可修正的特点。
读写算２消除或减小系统误差影响的方法
根据系统误差的特点，其应对措施大体有如下几种：
（１）正确的设计思想和精密的制造工艺技术。
（２）在仪器设计制造环节引入正确的修正值通过适当的数据处理，来减少系统误差——电子补偿。
（３）施测前进行准确的仪器校正。
（４）施测中通过改进测量方法，有效利用某些误差的抵偿特性。
（５）在后续数据处理环节，根据系统误差的规律将其作为未知量参与平差。
３全站仪的主要系统误差
全站仪的系统误差主要有以下几种：①全站仪的测距乘常数误差；②测距加常数误差；③全站仪的测距周期误差；④幅相误差；⑤相位不均匀误差；⑥全站仪的竖轴倾斜误差；⑦全站仪的横轴倾斜误差；⑧全站仪的视准轴误差；⑨补偿器误差；⑩全站仪的度盘偏心误差；⑥全站仪的度盘刻划误差；
⑥竖直度盘指标零点误差（指标差）；⑩望远镜调焦误差等，如表１所示。
表１
全站仪测距乘常数误差是指测距误差随测距距离成正比规律的误差，主要是仪器主时钟频率偏离造成的。但其他一些误差源也能产生乘常数误差效果。
测距加常数误差是测距部光学中心与全站仪竖轴轴心不一致造成的，选用棱镜的标称常数与实际值不一致对此也产生影响。许多仪器内部都设置有仪器常数改正项。佳木斯教育学院学报
全站仪测距的周期误差是指按一定的距离为周期重复出现误差，周期误差主要源于仪器内部固定的窜扰信号，分光路窜扰和电路窜扰两类。
幅相误差是指测距部随回光信号的不同强弱（幅度）而产生不同的测相误差。由于回光信号随距离增大面减弱，所以这一误差在实践中很容易与乘常数误差混淆。这一误差来源于接收电路的特性。但往往还不具备长时间的重现性，只有通过改进设计电路来消除。
相位不均匀误差是光源特性引起的误差，即光束波阵面不平整所造成。通俗地讲，就是相对于激励电信号来说，光源上不同的点的光延迟不完全一致。这样当反射棱镜位于光束中的不同位置时，将获得不同的测量结果。该误差只有通过改进光源器件特性来解决（譬如光纤混相），很难用其他实用的补
偿办法。所以本书不再详细介绍。
全站仪竖轴（也叫垂直轴）倾斜误差是指由于仪器未严格整平，而使竖轴偏离测站铅垂线～微小的角度这样产生的测角误差。
补偿器误差分补偿器零点误差和补偿器非线性误差。补偿器零点误差是指全站仪竖轴倾斜补偿器的０位和重力线的偏差，它表现在竖轴和重力线平行时补偿器的输出倾斜值不为０。补偿器非线性误差是指补偿器转换特性的非线性而造成的过补偿或欠补偿偏差。全站仪横轴倾斜误差是指横轴不与竖轴正交从而产生的测角误差。
全站仪的视准轴倾斜误差是指视准轴不与横轴正交所产生的测角误差。
全站仪度盘偏心误差是指度盘（下转第１４页）新余周建华
南传术数
万方数据
腰（对量与测斌技术）２００７丰第３４卷第７期
造成重复性超差，使整组数据无效。有时在一个系列里重复性没有超差，但进行平行测定时，两个系列数据超出允许误差范围，而不得不重新清洗，增加不必要的工作量。与其这样，那么我们在第一次
清洗时就要严格执行规程中的清洗程序，树立良好的从业习惯，认真对待每一个工作环节，那种偷懒、马虎、侥幸心理是坚决不能有的，否则只能是事倍功半。
３减少装液误差
我们从泊肃叶公式可知，液体在粘度计中流动的快慢除与常数项有关外，还与两个量有关：一是重力加速度ｇ，在ｇ－大的地点测得的流动时闻￡会偏小，在ｇ小的地方则结果相反，但如果标准液定值和粘度计常数测定在同一地方则没有影响；另一个就是＾（即上、下液面问的垂直距离），如果装液多了，矗就小，流动就慢，装液少了ｈ就大，流动就快，而流动时间直接影响粘度计常数测定的准确性。这就要求我们熟知规程中有关平氏、乌氏、芬氏、逆流粘度计的装液规则，并熟练掌握操作程序。
４减少垂直度调节误差的影响
实际检定工作中，由于缺乏责任心和经验及视觉误差等一些主观因素，往往会造成垂直度调节失误，带来倾斜误差。常见毛细管粘度计的倾斜误差量见表ｌ。
表ｌ常见毛细管粘度计的倾斜误差产生流动的外力作用小于重力，液体流动变慢。由于调节不垂直，直接影响上下液面间的垂直距离变化，影响＾的大小。故检定时要细心、认真，减少垂直度调节误差的影响。
５减少计时误差
计时正确的首要条件是要有分度值不大于０．１ｓ的电子秒表或其他自动电子计时器，且必须周检合格（误差不超过０．０５％）。其次是要多练习眼力：揿动秒表的瞬间应是液体弯月面的最低点与计时球下标线相切的瞬间（眼睛应与下标线平行，即当下标线成直线对）。计时时思想要集中，手要快，尽量傲到跟到、手到、时间到，保持三者的一致性。
６减少震动影响
重力式毛细管粘度计的检定原理，是用相对法测量一定体积的液体在重力。作用下流经毛细管所需时间，从而求得粘度计的常数。所以在整个检定过程中我们必须保证液体在毛细管中的流动是完全靠自然的重力作用，而不受任何震动的影响。怎样减少震动呢？首先恒温室和恒温槽要远离震源，并可在恒温槽脚下垫减震块，使整个装置处于平静无直接震源的环境中；其次检定过程中尽量不要去碰撞恒温槽，尤其是在计时过程中，以保证记录流动时间的真实性。
由运动粘度的计算公式中我们不难看出，对于毛细管粘度计的检定，流动时间ｔ是非常重要的一个量。我们文中分析的来自温度、清洗、装液、垂直度调节、计时、震动对检定的影响，其实他们最终影响的就是流动时间ｔ。所以为了获得准确无误的流动时间，我们必须重视这些影响，积极主动地将这些影响粘度计检定的因素减至最小程度。使我们的检定真正做到科学、公正、准确。大庆油田房地产开发有限责任公司
．一号翟箩等亳登贫璺亨至亨．哆｛｝覃。ｃ。ｏｓｇＯ．９）．曼箩竽作者简介．庞爱青，女，工程师。工作单位．江苏省计量科学研究院。通为零，水平分力为零，产生流动的外力等于自然重力，讯地址：２Ｉｏ００７南京嘉光华东街３号。
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流动是正常的。如调节稍有倾斜（即不是９０。），则函收稿时阃：２００７—０６一ｏｉ
数值不为零，垂力分为垂直方向和水平方向两个力，
（上接第ｌＯ页）
分划圆心与照准部旋转轴心不重合，从而产生的测角误差。
全站仪度盘刻划误差是指度盘上的测量标记如光栅条纹、编码印记、电磁线圈等偏离正确位置造成的测角误差。
竖盘指标零点误差是指竖盘的起始读数位置与视准轴不一致造成的垂直度盘测角误差。
望远镜调焦误差是由于望远镜调焦透镜在轴向运动时伴随的径向运动造成视准轴变化，从而带来的测角误差。
对点误差是指对点器光轴和竖轴不重合所造成的测量误差。和光学经纬仪的情形一样，这里不再详细介绍。
作者筒介：张晓梅，女，高级工程师。工作单位；哈尔滨市计量检定测试所。通讯地址：１５００３６哈尔滨市香坊区珠江路５号。
收穗时问：２００６—１１－０９
万方数据
全站仪固有系统误差剖析
作者：张晓梅
作者单位：哈尔滨市计量检定测试所，黑龙江哈尔滨150036
刊名：
计量与测试技术
英文刊名：METROLOGY & MEASUREMENT TECHNIQUE
年，卷(期)：2007，34(7)
引用次数：0次
1.期刊论文张强.Zhang Qiang全站仪测距系统误差及处理方法的探讨-测绘技术装备2005,7(1)
本文通过对全站仪结构原理的阐述，分析了测距系统误差的来源，给出了在实际工作中减小或解决测距误差的方法.
2.期刊论文赵晋睿.苏宗跃.Zhao Jinrui.Su Zongyue拓普康GTS-600型全站仪原始数据的处理-甘肃科技
2009,25(8)
为方便修改测站点或后视点坐标错误导致的系统误差，编写Excel宏程序实现，同时按外业测量顺序将原始数据转换为坐标成果.
3.学位论文潘华志智能全站仪动态测量与数据处理方法研究2007 智能全站仪集光学、电子、机械结构于一体，具有高精度、自动化、灵活性特点，在动态测量领域中
应用范围广泛。FAST 50m模型中采用多台全站仪组成馈源舱测量系统，实现馈源实时测量。动态测量理论诞生较早，然而发展漫长，迄今为止，理论仍未完全成熟，全站仪动态测量系统理论研究更是近期研究热点之一。FAST 50m模型研究表明，全站仪动态测量系统精度和采样率上满足模型要求，然500m原型工程中，尺度增加、外界干扰及测量时滞等因素会导致动态测量误差增大，因此系统性分析和测量设备性能研究及动态测量数据实时处理极为必要。 鉴于此，本论文选题为“智能全站仪动态测量与数据处理方法研究”，主要研究结果如下： 1)对徕卡TPS系列全站仪动态测量性能进行比较，对测量设备的工作原理和功能特性进行深入研究，对测角测距精度进行相应的测试，并分析了影响测量精度的因素和变化规律；对全站仪测量频率和测量时滞进行了实验分析；对360度棱镜的定位误差进行测试，获取变化的规律，并采取相应的改正模型和削减措施。 2)针对全站仪动态测量系统提出建立广义动态测量系统误差模型，深化了全站仪动态测量系统的误差理论，为动态精度损失诊断提供依据，提高全站仪动态测量系统的可测试性。分析和总结常规测量数据处理的基础上
，给出了一种结合小波变换和频谱分析的全站仪马达进动频率提取的数据处理方法，成功得到TCA2003在合作目标低速动态下因马达进动存在频率约为0.2-0.4hz的系统误差。 3)比较了准实时动态测量与实时动态测量，并在分析馈源舱测量指标对系统要求的基础上，提出对测量系统进行实时误差修正与位置预测。将实时误差分为趋势性系统误差和随机性误差，分别建立等维灰递补预测模型和自回归模型。重点研究了基于标准量插入法的灰递补误差预测修正模型，并结合全站仪动态测量检测平台，给出了标准量获取方法、灰序列的构建及模型的建立与评价。
4.期刊论文潘华志.鲁新应.胡兵.PAN Hua-zhi.LU Xin-ying.HU Bing智能全站仪动态测量数据序列分析方法研究-测绘工程2008,17(4)
针对智能全站仪在诸如FAST等尖端科学实验中的广泛运用，对全站仪动态测量数据序列特征进行分析的基础上，提出综合运用回归分析去除运动趋势项、小波降噪减弱偶然误差项和频谱分析提取系统误差项等方法对动态测量数据进行处理，从而可以获得仪器进动跟踪带来的系统误差频率，在合作目标运动角速度为128 pps时系统进动误差频率为0.2～0.4 Hz，并与理论分析结果相比较，比较结果说明该方法实用有效，有一定应用价值.
5.期刊论文田浩.蒋理兴.张强.TIAN Hao.JIANG Li-xing.ZHANG Qiang一种适用于视频全站仪的数码相机检校方法-海洋测绘2005,25(2)
直接线性变换法是相机检校中常用的一种方法，在此基础上提出一种可应用于视频全站仪的数码相机检校方法，通过改变像方元素的单位，就可不必考虑标准单位和像素单位间的转化因子问题.进一步讨论了像素尺寸大小对系统误差的影响，并对像素大小的必要测定精度进行了公式推导.试验结果表明
，该方法可以获得较好的校准结果.
6.期刊论文陈海云.王宝江.CHEN Hai-yun.WANG Bao-jiang全站仪竖盘指标差超差后数据的处理方法-山西建筑2009,35(15)
针对某测量工程中高程数据出现的系统误差，提出了对全站仪竖盘指标差超差后所测高程数据的一种改正方法，总结了消除系统误差的"知错能改"原则，并通过连测控制点，从而保证改正超差后观测数据的正确性.
7.会议论文郭洪生.宋力坐标换算在全站仪坐标导线平差中的应用2005
本文在全站仪量边和测角精度基本匹配的条件下，通过采用研究系统误差的方法来处理偶然误差，利用新、旧两种坐标系统之间的坐标换算，把导线点的坐标观测值直接转换成坐标平差值，并结合实际算例，验证了该平差方法的可行性。
8.期刊论文詹长根.鲍家伟.黄德霖.ZHAN Chang-gen.BAO Jia-wei.HUANG De-lin全站仪棱镜常数未改正引起的测量误差分析-北京测绘2005(3)
基于棱镜常数的概念，通过一典型测量模型分析在棱镜常数未改正的情况下所引起的测量误差，并结合案例阐述了误差对地籍测量工作的影响.由于棱镜常数未改正而引起的系统误差在界址点测量中是不可容忍的，必须改正.
9.期刊论文刘弘.马杰.陈碧华.焦涛.徐攀手持GM-101GPS定位精度研究-安徽农业科学2006,34(21)
针对接收机型中的(穿越GM-101)手持机，在绝对定位模式下系统地探讨手持式GPS定位的稳定性，合
适的定位观测时间，观测值中所含误差的性质.通过与全站仪(南方ET)对比研究发现手持式GPS定位中系统误差占居主导地位，认为改正系统误差是提高手持式GPS定位精度的重要途径.此外，还对手持式GPS同步和异步距离测量方法进行了对比研究.
本文链接：d.g.wanfangdata/Periodical_jlycsjs200707004.aspx
下载时间：2009年9月4日
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