長江委三峽勘測研究院梁兵
1 概述
wild t3光學經緯儀是由瑞士威特儀器廠生產的高精度角度量測儀器，其測角標稱精度為1.0″，最小讀數為0.2″，可供光夜測，是目前高精度三角測量的主要儀器之一。
本文作者通過使用t3儀器的實踐與經驗，從儀器的各種指標的檢核、最佳觀測時間段的選取、儀器的操作技巧等幾個方面進行了闡述，對特定季節和特殊環境下如何正確運用t3儀器提高測角精度作詳細的探索與總結。
2 規範使用儀器
2.1儀器的各項效能及其檢核
在測量工作中，儀器搬運造成儀器各部件受到一些震動，因此除按要求對儀器進行年檢外，在每次觀測開始前，應在作業現場對儀器進行必要的檢校，以充分了解儀器各部件執行狀態和精度指標情況。檢驗的主要內容和檢驗方法大致如下：
⑴ 照准部旋轉是否正確的檢驗。檢查儀器在水平方向360°旋轉時各個位置氣泡變化，t3屬j1型儀器，氣泡變化不得超過1格；變化越小，說明儀器的執行狀況越好。
⑵ 照准部偏心差的檢驗。此項檢驗的目的是檢查照准部旋轉中心與水平度盤分劃圈中心是否相一致，通過檢驗，計算各位置的v值，畫出一條正弦曲線，最大變動不得大於20″，此值越小，表明儀器效能越好。
⑶ 水平度盤偏心差的檢驗，檢驗水平度盤旋轉中心與分劃圈中心是否一致，通過檢驗計算出的2f值不得大於80″，此值越小，表明儀器的自身效能越好。
⑷ 光學測微器行差的檢驗。檢驗測微器量起度盤上兩相鄰分劃線間角距的實際量測值與理論設計值的差值。測微器行差直接影響測角精度，在觀測中無法通過作業方法加以消除，所以作業前必須認真細緻地測定行差，t3儀器檢測的行差值不得大於1″，否則須校正儀器；行差較大時，在觀測成果中應加以改正。
⑸ 照准部旋轉時，儀器底座位移產生的系統誤差的檢驗。檢驗除儀器順轉一圈和逆轉一圈在各度盤的相互差值，t3儀器不得超過0.3″，其值越小越好。
通過上述各項的檢驗，儀器效能指標都很好，再對儀器進行水準器格值和水平軸不垂直於豎軸的測定。此兩項必須認真仔細的檢測，因為在觀測計算各方向值時，如果該方向的立角（垂直角）超過±3°，要加入氣泡改正，高精度的測角觀測改正限差要求在2″，如此兩值測定不准，遇立角較大時，其改正值就有可能超過2″。
此外還須對所使用的覘牌標誌進行嚴密的檢核，以檢核覘牌照準標誌是否與覘牌軸在一條鉛垂線，因為此項為裝置的系統誤差，在觀測中是不可消除的，直接影響成果的精度。
2.2最佳觀測時間段的選取
在儀器裝置檢驗完成和觀測方案確定後，如何選取合適的觀測時段就成了影響觀測精度的另一重要因素，在條件允許的情況下，應盡可能選取最佳觀測時間段。
從影響觀測精度的誤差**分析，主要因素有儀器的誤差、人為觀測誤差、網型、地理環境、球氣差和折光差、視線高、太陽強光直射等。為提高觀測的精度，應該選擇在每年的11、12、1、2月進行。主要考慮到此時間段的植物都已枯葉，通視條件良好，氣溫變化較小，陰天較多，成像清晰穩定。
選擇此時段觀測，可以有效減小大氣的折光和氣流等不利因素對觀測的影響，提高觀測精度。
受工程建設的制約，觀測工作因工期的限制選擇餘地較小，為了在不利條件下取得較好的觀測成果，必須根據現場條件，在不利季節充分利用較短的有利時間進行觀測。如在
七、八月份時，在陰天微風和小雨下觀測，效果相對較好。
2.3夏季高溫採取夜間觀測
夏季高溫對觀測精度、工作進度影響較大，因此宜採取夜晚測量手段：利用儀器的夜測功能，用乾電池給儀器供光，用電瓶供電、用優質無折光的日光燈照明覘板，用遮光板擋住燈光折影，消除儀器照准目標影響。此時段內氣溫穩定、溫差小、無水蒸汽，消除了白天的陽光折光和強射、水蒸汽的影響以及其他不利因素，達到了提高觀測精度和作業效率的目的。
3 例項分析
在實際工作中，因為外界環境千變萬化，在實際操作中應靈活掌握，以下就幾個具體工程案例，簡述如何正確運用儀器、克服不利條件來提高觀測精度。
3.1 陽邏長江大橋施工控制網
陽邏長江大橋施工控制網為二等施工測量控制網（水平網和高程網獨立布設），高程網有兩處跨江水準。實測月份為9月份，氣溫和江水位均較高。
陽邏長江大橋的跨河水準採用經緯儀傾角法，兩台t3同時對向觀測，在陰天微風下進行的觀測成果，成像穩定，精度高；但在晴天無風下觀測的成果無法滿足精度要求，連外業觀測的基本限差都無法滿足。通過實驗分析，造成的主要原因可能是：
⑴ 觀測視線離水面較低（約4m），此時野外白天的日溫差很大，上午7~11時的溫度上公升很快，江面水蒸汽持續快速增大，此時的觀測成像是個假像，兩台t3同時對向觀測值無法相互抵消甚至朝反方向變化，通過計算最大偏離值超過1m，15~18點，氣溫下降很快，水蒸汽逐漸減少，觀測值跟上午成反方向變化，因此測得的高差與上午相反，時段限差達不到規範要求。
⑵ 在太陽下觀測，由於晴天高溫，光線較強，順光方向看，目標較為清晰，逆光方向目標則很不清晰，強陽光照在覘板上的折光或反光很大，此時所觀測的值是偽值，因此同時觀測的值一真一偽，根本無法滿足規範要求。
陽邏長江大橋的控制網的水平角測量，由於網型的原因，最近網點間距僅300m，視線高1.5m，與長江對岸的網點間距達2km，視線通過長江水面，在同一天中觀測，上午晴天無風，下午陰天微風，同一站上沒動儀器，各方向的覘牌也沒變，上午觀測的成果和下午觀測的成果比較，差值大的超過6″,通過整網計算分析，上午觀測的成果不合格。這說明上午的觀測成像有問題，看到的目標是一種偏離測點中心的一種假像，成果自然不能滿足精度要求。
從而總結出，在此天氣觀測成果不穩定，很難達到要求，必須抓住有利氣象條件，如在陰天微風和小雨下觀測，成果精度容易滿足要求，甚至還能提高觀測精度。觀測結果表明：按菲列羅公式計算的測角中誤差為±0.
78″，小於規範規定的±1.0″的要求，其實測精度指標見表1、表2。
表1 平面控制網點點位中誤差統計表
表2 大橋施工控制網的主要精度指標統計
3.2 三峽庫區巴東黃蠟石滑坡體監測
三峽巴東黃蠟石滑坡變形監測網，滑坡體內坡度大，受地形影響，部分觀測點的立角（垂直角）較大，有4個點的立角超過30°，並且還有個別點觀測視線幾乎是擦地面而過，監測網分布在長江兩岸，測量精度為一等。
為了達到規範的精度要求，首先，每年選擇在11月進行，此段時間三峽庫區無霧，溫度也較為穩定，陰天多，植被枯死葉落，通視條件良好，有利於野外觀測；另外，對各點觀測在時間段安排上也是非常重要的，如對本岸立角大的，安排在陰天的早上7~8點半和下午17~18點順光觀測，這樣即消除掉了離地面近的水蒸汽的影響和折光影響；跨長江點的觀測，選在陰天微風的上午9~10點和下午15~16點觀測。實驗證明，此時間段的跨長江成像最為穩定、真實、清晰。在觀測過程中必須分光段進行，即為上午、下午各6測回，從而消除時段和光段的影響。
通過精心安排、合理利用時段，按菲列羅公式計算的測角中誤差為±0.56″，滿足規範要求，點位精度由原來最大的±5mm提高到現在的±3mm。
3.3 三峽庫區野貓面滑坡變形監測
三峽庫區野貓面滑坡變形監測網的網型較好，水平夾角、垂直角、各點距離都大致相等，且觀測時間為2023年元月，正是本文所推薦的合適觀測季節。觀測中嚴格按規範要求，合理安排觀測順序。首次值獨立觀測兩次，成果精度好，按菲列羅公式計算的測角中誤差為±0.
78″，各點最大點位中誤差均不超過2mm，均滿足規範和設計要求。
3.4廣東鶴南大橋高程控制網（t3傾角法跨河水準）
本人2023年7月中上旬在廣東鶴南大橋高程控制網跨珠江測量中，就盡量採用了陰天觀測、小雨天觀測、夜間觀測，克服了高溫季節和特殊地帶對觀測精度的影響，提高了成果精度，取得了較好效果。具體指標如表3：
表3 廣東鶴南大橋高程控制網跨河水準精度統計
4 小結
在三角測量中，無論網型如何，地區地理、氣象條件好壞，觀測季節多複雜，只要認真按規範操作，在總結經驗的基礎上合理安排，一般都能滿足甚至提高觀測精度。陽邏長江大橋的施工控制網雖然在不利季節觀測，但由於時段、時間、天氣選擇合理，此施工控制網得以高精度、高效率完成，受到了驗收專家組的高度評價，被業主評為優質成果，並獲得湖北省科技成果一等獎。本人通過多年對儀器的操作，總結如下：
⑴ 儀器精確整平後，勻速轉動儀器照准部一到二周，看儀器管狀氣泡在任意位置是否處於刻劃中心，如有偏離，應重新整置，規範規定為不超過1格，但在實際工作中最好控制在0.5格或者更小。
⑵ 選擇零方向，零方向點應是順光且立角較小，本站到個各方向測點的距離適中的點。
⑶ 在正鏡觀測旋轉過程中，必須輕微勻速順時針方向轉動儀器，精確照准各測點中心進行讀數，如順時針轉動時超過觀測目標，則必須重新順時針方向轉動照准目標，使之消除儀器隙動差導致的觀測誤差。
⑷ 精確照准目標，測微鼓上下對徑必須使上下刻劃完全穩合在一條直線上，才能讀數為第一次照准讀數，然後動用測微鼓移開上下對徑刻劃，重新對上下刻度線進行對徑，使之上下刻劃在一條直線上時讀取第二次讀數，要求兩次讀數不能超過1″。兩次對徑讀數越小，則說明對徑精度越高。
⑸ 必須在氣泡穩定後才能讀取氣泡兩端讀數，夏天氣泡穩定較快，冬天氣溫低，氣泡穩定較慢，同時冬天觀測時必須注意不能操之過急。在立角較大的山區，氣泡兩端的讀數對方向值的改正較大，此時觀測員的觀測節奏和經驗對觀測的精度影響較大。
⑹ 倒鏡觀測從零方向逆時針方向旋轉對各方向進行逐一順序觀測，其對徑測微鼓讀數與正鏡觀測相同。
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