测距仪检定基线点位移探测方法研究.pdf

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1、测距仪检定基线点位移探测方法研究付子傲，薛英，包欢，朱江信息工程大学测绘学院450052摘要本文分析了基线点位移对解析法和比较法的影响，提出在比较法中将基线点位移量作为未知参数与测距常数一同解算的位移探测方法，用计算示例进行了验证，指出比较法计算的单位权标准差能综合反映受检仪器本身的测量精度和基线场的精度，建议修订JJG703时给出合适限差。关键字解析法，比较法，单位权标准差，测距加常数，测距乘常数，基线点位移。如图1所示，测距仪检定基线场一般由位于一条直线上的一组（通常6∼10个）基线点构成，首末点间距通常在800m∼2000m。它是全站仪检定工作必不可少的计量标准，

2、JJG703-2003要求检定基[1]-6线场提供的最大标准距离相对误差应在10，但在一个溯源周期（一般为3年）内，个别基线点可能产生显著位移，导致与该点有关的标准距离存在系统误差，测距常数检定成果质量下降。本文将就此问题谈谈个人见解，推荐一个能够准确定量探测基线点位移的方法。012345678⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕图１检定基线场点的分布1解析法计算加常数及单位权标准差按照国家检定规程要求，检定全站仪或者测距仪测距加常数、乘常数（统称测距常数）应在基线场上测量21段距离，加入各项修正（气象修正、倾斜修正等）后得到水平距离测量值D，剔除测量粗差，然后按“比较法”（即一元线性回

3、归原理）计算测距加常数K、乘常数R、单位权标准差m0及测距常数的标准差mK、mR。[2]为了发现和剔除测量粗差,对平距测量值按“解析法”计算，主要计算公式如下：每一个测量距离对应一个误差方程：V=−K+x−x−D（1）ijjiij其中：xi--第i基线点到0号点的距离平差值，xj--第j基线点到0号点的距离平差值；Dij--第i号点到第j号点的平距测量值，i

4、乘法原理构成t阶法方程，就可以解算出t个未知数(K,x1,x2,x3,…,xt-1)，回代入公式（1），可以计算n个距离残差V及单位权标准差s0:2∑Vs=（2）0n−t在“解析法”中，因为计算结果与基线标准值无关，基线点无论有多大的位移也表现不出来，如果某个残差的绝对值明显偏大，则对应的距离测量值就很大可能存在粗差，舍去该测量值，对剩下的测量值再次进行“解析法”计算，直到认为没有粗差了，最后所得单位权标准差s0就可以客观反映受检仪器的测距内符合精度。7812基线点位移在测距常数检定数据中的表现JJG703-2003检定规程给出的“比较法”检定测距常数主要计算公式如下：

5、误差方程：V=−K−R⋅D+l（3）iii[1]按最小二乘法原理计算结果：2∑Di⋅∑(Di⋅li)−∑Di⋅∑liK=（4）22(∑Di)−n∑Di∑Di⋅∑li−n∑(Di⋅li)R=（5）22(∑Di)−n∑Di2∑Vim=（6）0n−2其中：Bi--基线标准值,Di--施加气象修正、倾斜修正后的基线测量值li--基线标准值B与基线测量值D的差值，li=Bi-DiVi--测距残余误差,n--参与计算的基线测量值个数；m0--单位权标准差，K--测距加常数,R--测距乘常数。对于同一组n个基线测量值D，按照上述的“解析法”和“比较法”分别计算，结果会出现如下几种情况

6、：（1）如果所有基线点都没有任何位移，而且基线的标准值误差可小到可以忽略不计，则“比较法”计算的单位权标准差m0与“解析法”计算的单位权标准差s0应当没有太大差异；（2）如果所有基线点都没有任何位移，但基线的标准值误差没有小到可以忽略不计，因为检定测距误差和基线标准值误差都表现在公式（6）中，因而“比较法”计算的单位权标准差m0肯定比“解析法”计算的单位权标准差s0要大，大得越多，说明基线的标准值精度越低；（3）如果校准之初的基线标准值误差很小，后来某一个基线点发生了位移∆，而其它基线点都没有任何位移，则“解析法”计算的单位权标准差s0应当没有任何变化，而与位移点相关的

7、基线标准值实际都变化了∆，导致相关的差值li=Bi-Di也都有变化，公式（6）计算的“比较法”单位权标准差肯定变大；（4）如果多个基线点发生了杂乱位移，与位移点相关的很多基线标准值实际都有变化，相当于情况（2），“比较法”计算的单位权标准差m0肯定比“解析法”计算的单位权标准差要大。3基线点位移探测方法3.1基线场是否存在点位移的定性判断选择一台Ⅰ级全站仪或者测距仪，在良好天气条件下，准确测定温度、气压，对基线场的全部组合边进行一次测量，对所得测量距离分别按照“解析法”和“比较法”计算单位权标准差s0和m0，根据经验判断，如果m0>2.5