天頂距

天體與天頂之間的角距離

天頂距(英文名:zenith angle)定義:在天體方位圈上,天體與天頂之間的角距離,稱之為天頂距。計算:它由測站點鉛垂線的天頂起算,由0°量到180°。某一天體的天頂距等於該天體的地平高度之餘角(即90°-該天體的地平高度)。

應用表現


豎盤顯示角度

在國內外全站儀或者電經中表示的多為V,嚴格的講應該是VA,即Vertical Angle(垂直角);是設定了水平0°00′00"(簡稱水平0),整平儀器后將望遠鏡轉動到水平視線時(簡單理解就是正鏡、望遠鏡向前方)垂直角度應該顯示0°00′00"。若豎盤顯示格式設定的是“天頂0°00′00",即望遠鏡沿鉛錘方向逆方向(望遠鏡對著天空、目鏡對著鉛錘方向向下。)為0°00′00",國內行業界專家稱之為“天頂距”,則豎盤顯示的角度為天頂距。
對於此稱謂,ISO標準稱之為Zenith Angle,簡稱ZA。例如對於全站儀或者電經若顯示V:94°44′15";嚴格地說應該顯示ZA:94°44′15"才是最科學的。不過,國內業界人員多數已經習慣了,應該理解。

顯示角度計數

對於角度計數開始位置,根據設定不同(水平0或者天頂距),然後根據設定的基準順時針轉動,轉動多少顯示多少。對於ZA:94°44′15",就是相對天頂0順時針轉動了94°44′15"。
另外,對於水平角可將水平角任意位置置0,轉動照準部時根據左角(L:Left Angle)或者右角(R:Right Angle)顯示角度值。左就是逆時針計數,右就是順時針計數。

相關


SD
SD:即Slant Distance就是斜距離。在測量時要架設儀器以及反射稜鏡,斜距是儀器中心點和反射稜鏡中心點的距離。
(1)關於儀器測距發射點、接收件中心與儀器中心點不一致的問題,各儀器廠家在出廠的時候都進行了儀器常數設定進行過改正的。
(2)對於反射稜鏡架設中心與稜鏡光路中心等不一致問題,採用稜鏡常數設定進行改正;只要在儀器裡面設定即可。就是忘記設定了也沒有關係,進行內業數據處理時加上稜鏡常數即可。
HD
HD:Horizontal Distance即水平距離;就是儀器中心點到過反射稜鏡中心點的鉛垂線的垂線距離。
VD
VD:Vertical Distance即高差,數據等於:儀器中心點在反射稜鏡中心點的鉛垂線上的垂足點,與反射稜鏡中心點的距離。相對於大地基準面,若儀器中心比反射稜鏡中心點高,該數據為正,反之為負值。
已經出來很多免稜鏡全站儀,對於SD、HD、VD理解上相同。把測量目標點理解成反射稜鏡中心點即可。當然,使用免稜鏡功能的時候常數是不一樣的。

測量中的應用


在礦山測量工作中,由於地形起伏較大,使用常規水準儀實施四等以上高程式控制制測量往往需多次轉站,且用時長、效率低、易出錯;經多次實踐,在姑山礦區高程式控制制測量中,應用等邊天頂距法測設四等高程點,既可滿足相關要求,又可大幅降低勞動強度、加快作業進度的顯著效果。
等邊天頂距法的測量原理
天頂距測量方法
天頂距測量方法
等邊天頂距法的測量原理見圖1。設M點為已知點,N點為待測點,為測量N點高程,將全站儀置於M、N兩點大致中間位置的O點處,架設全站儀,實施兩點之間三角高差測量,每測站都獨立測量2次,並取平均值作為最後成果。
天頂距測量方法
天頂距測量方法
由上式可知,等邊天頂距法實施三角高差測量時,僅需要整平儀器和量取硯標高。
等邊天頂距法精度分析
天頂距測量方法
天頂距測量方法
根據誤差傳播定律,結合相互獨立的各個觀測量,再考慮儀器在待測兩點的大致中部,則由上式可得高差中誤差計算式。
表1結果表明,採用等邊天頂距法進行三角高程測量,距離較短、大氣折光影響小,因而精度高。在經常性的250~1000m測量範圍內,其高差平均值的中誤差的最大值為5.24mm,取其高差中誤差的2倍作為極限誤差,則f=±10.48mm,完全滿足四等水準測量閉合差的要求。

研究結論


等邊天頂距法適用于山區高程測量,其精度可完全滿足四等水準測量閉合差的要求,且能達到降低勞動強度、加快作業進度的目的。該方法的關鍵在於儀器架設點與待測兩點之間要大致等邊,這樣才可以消除儀器本身的系統誤差