17水平角观测的误差分析和注意事项
水平角观测的实验报告
水平角观测的实验报告水平角观测的实验报告引言：水平角观测是测量地球上两点之间的水平角度的一种方法。
在地理测量、地理信息系统和导航等领域中，水平角观测具有重要的应用价值。
本实验旨在通过实际操作，探索水平角观测的原理和方法，并分析实验数据，以验证其准确性和可靠性。
实验步骤：1. 实验仪器准备：水平仪、三脚架、测量杆、测量带等。
2. 搭建实验场地：选择一个水平平整的场地，搭建三脚架并调整水平。
3. 定点测量：选择两个待测点A和B，将水平仪放置在A点上，并调整使其水平。
记录下A点的高度H1。
4. 观测水平角：将水平仪移至B点上，调整使其水平。
使用测量杆和测量带，测量出A点与B点之间的水平距离L，并记录下B点的高度H2。
5. 数据处理：根据测量数据，计算出A点与B点之间的水平角度。
实验结果与分析：根据实验数据，我们得到A点与B点之间的水平距离L为X米，A点的高度H1为Y米，B点的高度H2为Z米。
根据几何关系，我们可以推导出如下公式：tan(水平角度) = (H2 - H1) / L通过计算，我们可以得到实际的水平角度。
然而，在实际操作中，由于仪器的误差、测量带的伸缩等因素，实验数据可能会存在一定的误差。
为了提高测量的准确性，我们可以采取以下措施：1. 多次测量取平均值：重复进行多次测量，并计算平均值，可以减小误差的影响。
2. 仪器校准：在实验前进行仪器的校准，确保其准确性。
3. 观测环境控制：选择无风、稳定的环境进行观测，避免环境因素对测量结果的影响。
实验应用：水平角观测在地理测量、地理信息系统和导航等领域有广泛的应用。
例如，在建筑测量中，水平角观测可以用于确定建筑物之间的相对位置关系，为建筑设计和规划提供依据。
在地理信息系统中，水平角观测可以用于绘制地图、测量地物的位置和方向等。
在导航系统中，水平角观测可以用于确定航向和航线，为航空、航海等交通运输提供导航指引。
结论：通过本次实验，我们探索了水平角观测的原理和方法，并验证了其准确性和可靠性。
水平角观测中的主要误差和操作的基本规则(精)
§3.5 水平角观测中的主要误差和操作的基本规则观测工作是在野外复杂条件下进行的，由于观测人员和仪器的局限性以及外界因素的影响，观测中会有误差。
为使观测结果达到一定的精度，需要找出误差的规律，研究和采取消除或减弱误差影响的措施，制定出观测操作中应遵守的基本规则，以保证观测成果的精度。
水平角观测误差主要来源于三个方面：一是观测过程中引起的人差；二是外界条件引起的误差；三是仪器误差。
仪器误差又包含仪器本身的误差和操作过程中产生的误差。
对于人差，主要是通过提高观测技能加以减弱，这里不进行讨论。
3.5.1 外界条件对观测精度的影响外界条件主要是指观测时大气的温度、湿度、密度、太阳照射方位及地形、地物等因素。
它对测角精度的影响，主要表现在观测目标成像的质量，观测视线的弯曲，觇标或脚架的扭转等方面。
1．目标成像质量观测目标是测角的照准标的，它的成像好坏，直接影响着照准精度。
如果成像清晰、稳定，照准精度就高；成像模糊、跳动，照准精度就低。
我们知道，目标影像是目标的光线在大气中传播一定距离后进入望远镜而形成的。
假如大气层保持静止，大气中没有水气和灰尘，目标成像一定是清晰、稳定的。
但实际的大气层不可能是静止的，也不可能没有水气和灰尘。
日出以后，由于阳光的照射，使地面受热，近地面处的空气受热膨胀不断上升，而远离地面的冷空气下降，形成近地面处空气的上下对流。
当视线通过时，使其方向、路径不断变化，从而引起目标影像上下跳动。
由于地面的起伏及土质、植被的不同，各处的受热程度也不同。
因此，空气不仅有上下对流，还会产生水平方向上的对流，当视线通过时，目标影像就左右摆动。
另外，随着空气的对流，地面灰尘、水气也随之上升，使空气中的灰尘、水气越来越多；光线通过时其亮度的损失也愈大，目标成像就愈不清晰。
由上可知，目标成像跳动或摆动的原因是空气的对流；目标成像是否清晰，主要取决于空气中灰尘和水气的多少。
为了保证目标成像的质量，应采取如下措施。
水平角观测中误差计算公式
水平角观测中误差计算公式水平角观测中误差计算公式介绍水平角观测是测量中的一种重要方法，用于测量两个点的水平方向上的角度。
在实际测量中，由于各种因素的影响，水平角观测结果存在一定的误差。
为了评估测量的精度，需要计算水平角观测中的误差。
本文将介绍水平角观测中的误差计算公式，并提供相关的计算示例。
计算公式以下是常用的水平角观测中误差计算公式：1.相对误差（Relative Error）：相对误差表示观测值与真实值之间的差异的百分比。
计算公式如下：Relative Error (%)=Observed Value - True ValueTrue Value×100示例：假设观测值为30度，真实值为32度，则相对误差为：Relative Error (%)=30−3232×100=−%2.绝对误差（Absolute Error）：绝对误差表示观测值与真实值之间的差异的绝对值。
计算公式如下：Absolute Error=Observed Value - True Value示例：假设观测值为30度，真实值为32度，则绝对误差为：Absolute Error=30−32=−2 degrees3.角度误差（Angular Error）：角度误差表示观测值与真实值之间的差异的绝对值，并以角度为单位。
计算公式如下：Angular Error=|Observed Value - True Value|示例：假设观测值为30度，真实值为32度，则角度误差为：Angular Error=|30−32|=2 degrees总结水平角观测中的误差计算公式包括相对误差、绝对误差和角度误差。
相对误差用于衡量观测值与真实值之间的差异的百分比，绝对误差用于衡量差异的绝对值，角度误差以角度为单位表示差异的绝对值。
在实际测量中，通过计算这些误差指标，可以评估水平角观测的精度和准确性。
其他公式除了上述提到的相对误差、绝对误差和角度误差，还有其他一些常用的计算公式用于评估水平角观测的误差。
角度测量的误差分析及注意事项
角度测量的误差分析及注意事项一、角度测量的误差角度测量的误差主要来源于仪器误差、人为操作误差以及外界条件的影响等几个方面。
认真分析这些误差，找出消除或减小误差的方法，从而提高观测精度。
由于竖直角主要用于三角高程测量和视距测量，在测量竖直角时，只要严格按照操作规程作业，采用测回法消除竖盘指标差对竖角的影响，测得的竖直角值即能满足对高程和水平距离的求算。
因此，下面只分析水平角的测量误差。
（一）仪器误差1．仪器制造加工不完善所引起的误差如照准部偏心误差、度盘分划误差等。
经纬仪照准部旋转中心应与水平度盘中心重合，如果两者不重合，即存在照准部偏心差，在水平角测量中，此项误差影响也可通过盘左、盘右观测取平均值的方法加以消除。
水平度盘分划误差的影响一般较小，当测量精度要求较高时，可采用各测回间变换水平度盘位置的方法进行观测，以减弱这一项误差影响。
2．仪器校正不完善所引起的误差如望远镜视准轴不严格垂直于横轴、横轴不严格垂直于竖轴所引起的误差，可以采用盘左、盘右观测取平均的方法来消除，而竖轴不垂直于水准管轴所引起的误差则不能通过盘左、盘右观测取平均或其他观测方法来消除，因此，必须认真做好仪器此项检验、校正。
（二）观测误差1．对中误差仪器对中不准确，使仪器中心偏离测站中心的位移叫偏心距，偏心距将使所观测的水平角值不是大就是小。
经研究已经知道，对中引起的水平角观测误差与偏心距成正比，并与测站到观测点的距离成反比。
因此，在进行水平角观测时，仪器的对中误差不应超出相应规范规定的范围，特别对于短边的角度进行观测时，更应该精确对中。
2．整平误差若仪器未能精确整平或在观测过程中气泡不再居中，竖轴就会偏离铅直位置。
整平误差不能用观测方法来消除，此项误差的影响与观测目标时视线竖直角的大小有关，当观测目标与仪器视线大致同高时，影响较小；当观测目标时，视线竖直角较大，则整平误差的影响明显增大，此时，应特别注意认真整平仪器。
当发现水准管气泡偏离零点超过一格以上时，应重新整平仪器，重新观测。
水平角观测的误差和精度
3.目标偏心误差
目标偏心误差： 测量水平角时，必须在目标点上
竖立标志杆，当标杆倾斜且望远镜又 无法瞄准标杆底部时，将使照准点偏 离地面目标而产生目标偏心误差。
目标偏心误差示意图
2 1
m偏
m偏2 A m偏2 B
1 2
e12 e22 s12 s22
一、水平角观测的误差
1. 仪器误差 (1) 水平度盘偏心差
水平度盘偏心是度盘分划线的中心与 照准部的旋转中心不重合所产生的误差。
说明 O ：度盘分划中心 O：照准部旋转中心 M ：理论读数 M ：实际读数
水平度盘偏心差
MM OC
OC OOsin OOC
OO sin OOC
1）目标偏心误差对水平角的影响与测站至目标的 距离S1和S2有关，距离越短，影响愈大，但与的大 小无关；
2）瞄准目标下部，可以使e小一些，或者使觇标 立直一些，从而提高水平角观测的精度。
注：偏心误差与对中误差与测回数无关。
3、照准误差
测量角度时，人的眼睛通过望远镜瞄准目标 不准产生的误差。
影响照准误差的因素：望远镜的放大倍数、 人眼的分辨率、十字丝的粗细、标志的形状与大 小、目标影象的亮度与清晰度等。
因此，在倾角较大的地区进行水平角观测时， 要特别注意仪器的整平。
2. 仪器对中误差 (1 2 )
m中
e s AB
2 s1 s2
1）仪器对中误差对水平角的影响与两目 标的距离SAB成正比，故水平角在180゜ 时影响最大；
2）与测站至两目标的距离S1和S2的乘积 成反比，故测站距目标越近，影响越大。
5、外界条件影响
1) 松软土壤和大风影响仪器的稳定。 2) 日晒和温度变化影响水准管气泡居中。 3) 大气层受地面热辐射影响引起目标影象跳动等，
测回法观测水平角实验报告
测回法观测水平角实验报告
实验报告：测回法观测水平角
一、实验目的
通过测回法观测水平角实验，掌握使用测回仪测水平角的方法，了解测回仪的原理，并掌握误差分析方法。
二、实验原理
1. 测回法概述
测回法是常用于测量水平角的方法，通过在测回仪上设置灯牌
和视度筒，可以精确地测量水平角。
测回仪的使用要求平稳平面、视线开放和保持测站的稳定。
2. 实验步骤
（1）设置测站。
将测站设置在平稳平面上，保证视线开放。
（2）设置测回仪。
安装测回仪，使其水平放置。
同时设置灯
牌和视度筒。
（3）进行测量。
通过观察灯牌和视度筒，来测量角度。
三、实验结果与分析
在本次测回法观测水平角实验中，我们进行了多次测量，并对
测量结果进行了分析。
通过分析，我们可以得出以下结论：
1. 在实验中，我们发现测回法能够比较准确地测量水平角，但
也存在一些误差。
2. 在使用测回仪进行测量时，需要保证测站的平稳性和视线的
开放性，以保证测量的准确性。
3. 在进行测量时，还需要注意测量误差的分析，以找出误差点，避免误差对测量结果的影响。
四、实验总结与思考
通过本次实验，我们对测回法测量水平角的方法和原理有了更深入的理解。
同时，我们也发现了在使用测回仪进行测量时需要注意的一些细节问题，并学会了误差分析的方法。
该实验对我们今后进行相关实验研究有着重要的意义。
水平角观测中的主要误差和操作的基本规则
水平角观测中的主要误差和操作的基本规则观测工作是在野外复杂条件下进行的，由于观测人员和仪器的局限性以及外界因素的影响，观测中会有误差。
为使观测结果达到一定的精度，需要找出误差的规律，研究和采取消除或减弱误差影响的措施，制定出观测操作中应遵守的基本规则，以保证观测成果的精度。
水平角观测误差主要来源于三个方面：一是观测过程中引起的人差；二是外界条件引起的误差；三是仪器误差。
仪器误差又包含仪器本身的误差和操作过程中产生的误差。
对于人差，主要是通过提高观测技能加以减弱，这里不进行讨论。
1、外界条件对观测精度的影响外界条件主要是指观测时大气的温度、湿度、密度、太阳照射方位及地形、地物等因素。
它对测角精度的影响，主要表现在观测目标成像的质量，观测视线的弯曲，觇标或脚架的扭转等方面。
1．目标成像质量观测目标是测角的照准标的，它的成像好坏，直接影响着照准精度。
如果成像清晰、稳定，照准精度就高；成像模糊、跳动，照准精度就低。
我们知道，目标影像是目标的光线在大气中传播一定距离后进入望远镜而形成的。
假如大气层保持静止，大气中没有水气和灰尘，目标成像一定是清晰、稳定的。
但实际的大气层不可能是静止的，也不可能没有水气和灰尘。
日出以后，由于阳光的照射，使地面受热，近地面处的空气受热膨胀不断上升，而远离地面的冷空气下降，形成近地面处空气的上下对流。
当视线通过时，使其方向、路径不断变化，从而引起目标影像上下跳动。
由于地面的起伏及土质、植被的不同，各处的受热程度也不同。
因此，空气不仅有上下对流，还会产生水平方向上的对流，当视线通过时，目标影像就左右摆动。
另外，随着空气的对流，地面灰尘、水气也随之上升，使空气中的灰尘、水气越来越多；光线通过时其亮度的损失也愈大，目标成像就愈不清晰。
由上可知，目标成像跳动或摆动的原因是空气的对流；目标成像是否清晰，主要取决于空气中灰尘和水气的多少。
为了保证目标成像的质量，应采取如下措施。
（1）保证足够的视线高度因为愈靠近地面，空气愈不稳定，灰尘和水气也愈多，成像质量愈差；反之视线愈远离地面，成像质量愈好。
第8讲水平角测量误差分析
2）大气透明度对目标成像清晰的影响 目标成像是否清晰主要取决于大气的透明程度，也就是取决于大 气中对光线散射作用的物质（如尘埃、水蒸气等）的多少。尘埃上 升到一定高度后，除部分浮悬在大气中，经雨后才消失外，一般均 逐渐返回地面。水蒸气升到高空后可能形成云层，也可能逐渐稀释 在大气中，因此尘埃和水蒸气对近地大气的透明度起着决定性作用。
（4）垂直微动螺旋作用不正确的影响
在仪器整平的情况下转动垂直微动螺旋，望远镜应在 垂直面内俯仰。但是，由于水平轴与其轴套之间有空隙， 垂直微动螺旋的运动方向与其反作用弹簧弹力的作用方 向不在一直线上，从而产生附加的力矩引起水平轴一端 位移，致使视准轴变动，给水平方向的方向观测值带来 误差，这就是垂直微动螺旋作用不正确的影响。 若垂直微动螺旋作用不正确，则在水平角观测时，不 得使用垂直微动螺旋，直接用手转动望远镜到所需的位 置。
图1
图2
图3
图4
视线在水平方向靠近某些实体会产生局部性水平折光影 响，如视线靠近岩石或在建筑物附近通过，因岩石等实体 比空气吸热快、传热也快，使岩石等实体附近的气温高、 密度小，所以也将使视线弯曲。在观测时，引起大气密度 分布不均匀的地形地物愈靠近测站，水平折光就愈大，在 图4中，由于山体靠近,所以方向的水平折光影响要比AB方 向大，即 1 2 。
根据这种误差的性质，如果在半测回中照准目标时保持 照准部向一个方向转动，则可以认为各方向所带误差的正 负号相同，由方向组成角度时就可以削减这种误差影响， 即使各方向所受误差的大小不同，在组成角度中也只含有 残余误差的影响，且其符号可能为正，也可能为负，而没 有系统的性质。 如果在一测回中，上半测回顺转照准部，依次照准各方 向，下半测回逆转照准部，依相反的次序照准各方向，则 在同一角度的上、下半测回的平均值中就可以很好地消除 这种误差影响。
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水平角观测的误差分析和注意事项一、水平角观测的误差分析
1、仪器误
差
2、观测误
差
3、外界条件影
响
二、注意事项
1、仪器高度要和观测者的身高相适应；三脚架要踩实，仪器与脚架连接要牢固，操作仪器时不要用手扶三脚架；转动照准部和望远镜之前，应先松开制动螺旋，使用各种螺旋时用力要轻。
2、精确对中，特别是对短边测角，对中要求应更严格。
3、当观测目标间高低相差较大时，更应注意仪器整平。
4、照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点瞄准标杆或测钎底部。
5、记录要清楚，应当场计算，发现错误，立即重测。
6、一测回水平角观测过程中，不得再调整照准部管水准气泡，如气泡偏离中央超过2格时，应重新整平与对中仪器，重新观测。