文档介绍：本次课程主要内容
一、测距误差分析
测距误差分析
电磁波测距与大气
大气折射率误差
测距频率误差
相位测量误差
周期误差
仪器常数改正误差
测距误差表述方式
二、测距成果改正
速度改正
斜距系统改正
斜平改正
几何改正
投影改正
设经过系统误差改正后的斜距边长为:
对上式作全微分得:
公式中各项取值为:
§ 测距误差分析及精度估计
一、测距误差分析
根据误差传播定理可得测距误差表达式:
引起测距误差的误差来源有:折射率误差、测距频率误差、相位差测量误差、仪器加常数检定误差。
§ 测距误差分析及精度估计
比例误差: 对测距误差的影响与被测距离成比例关系
固定误差: 与被测距离大小无关,
气象改正的原因
为了唯一确定测尺频率,厂家在设计制造测距仪时,需选定某一气象条件为基准气象条件,由此导出的大气折射率为基准折射率。当实际大气折射率和基准折射率有差异时,就产生了气象改正。
气象改正公式
实际大气折射率值接近于1,上式可简化为:
气象改正后的距离值:
§ 测距误差分析及精度估计
二、电磁波测距与大气
气象改正概述
二、电磁波测距与大气
大气对电磁波测距的影响:
电磁波在大气中的传播速度小于在真空的传播速度
电磁波传播的波道弯曲,使测量距离过长
必须解决两个问题
实际测量条件下电磁波的传播速度
尽可能消除波道弯曲
原因:
电磁波测距是在非真空条件下进行的,而气象参数对电磁波的传播有显著影响
§ 测距误差分析及精度估计
气象改正概述
辐射衰减的Bouguer公式:
大气衰减系数和能见度的关系:
能见度不同,衰减系数公式不同:例如当小于6km时:
§ 测距误差分析及精度估计
电磁波的传播规律
其中:n为大气折射率,是大气成分、气象参数(气压,温度,湿度)和波长等综合作用的结果。
电磁波在大气中的传播速度:
§ 测距误差分析及精度估计
电磁波的折射规律
计算色散关系的柯希公式:
第十三届国际大地测量与地球物理年会推荐的巴热尔—希尔斯公式:
§ 测距误差分析及精度估计
电磁波的折射规律
式中:
t-- 实际大气干温,单位C;
P-- 实际大气压,单位mmHg;
e-- 实际水汽压,单位mmHg。
=1/ ,为空气膨胀系数;
ng-- 标准气象条件调制光的折射率,
式中:
---单色光波长,单位微米(m);
n---单色非调制光在标准气象条件下的折射率
§ 测距误差分析及精度估计
电磁波的折射规律
标准气象条件的计算公式为:
(1)
n计算公式由(Barrell-Sears)给出:
(2)
对公式(2)求微分可以得到:
(3)
把(2),(3)代入(1)式,有:
(4)
若已知全站仪的测距载波波长,由(4)式即可得到标准折射率,从而进一步得到实际大气折射率的一般公式:
从而,ΔD 可求,即可对距离观测值进行气象改正。
§ 测距误差分析及精度估计