Кратко и по существу — какие ошибки важны, как их выявлять в поле и какие контрольные процедуры применять.
1) Критические систематические ошибки
- Угловые:
- коллимационная ошибка (оси визирования не совпадают): даёт постоянное смещение направлений.
- неперпендикулярность горизонтальной и вертикальной осей (осевая ошибка): приводит к зависимым от угла ошибкам при развороте.
- индекс вертикального круга/смещение нуля.
- несоосность призмы/ошибка привязки центров (центровка трибраха).
- Дальномерные:
- призменная постоянная (prism constant) — смещение отсчёта расстояния, связанное с оптическим центром призмы.
- атмосферное преломление (зависит от давления, температуры, влажности).
- температурно‑волновая/частотная погрешность EDM (масштаб EDM).
- наклонная/склоновая длина vs горизонтальная (ошибка, если не пересчитать).
- постоянная смещение при безпризменных измерениях (reflex/призменное отличие).
2) Наиболее важные случайные (шумовые) источники
- колебания атмосферы (турбулентность) → разброс EDM и «дрожание» визирования;
- неточная центровка призмы/инструмента (несовпадение центров);
- человеческая погрешность считывания/наведения;
- вибрации, ветровая подвижка цели.
3) Как выявлять в полевых условиях (практические тесты)
- Двухлицевая съёмка (face left / face right):
- для каждого угла брать отсчёт в двух лицах и использовать среднее: $\bar{\theta }=({\theta }_L+{\theta }_R)/2$. Разница ${\theta }_L-{\theta }_R$ указывает на систематическую угловую ошибку; коллимационная составляющая примерно $c=({\theta }_L-{\theta }_R)/2$.
- Контроль замыкания углов (многоугольник):
- вычислить невязку замыкания: $\Delta =\sum {\theta }_i-(n-2)\pi$ (в радианах) или $\Delta =\sum {\theta }_i-(n-2)\times 180^{\circ }$. Невязка распределить на точки и сравнить с ожидаемой погрешностью.
- Рекурсивные/ретроградные измерения расстояний:
- измерить расстояние в прямом и обратном направлении $D_{12}$ и $D_{21}$; призменная/центровочная ошибка приблизительно $c=(D_{12}-D_{21})/2$.
- Проверка призменной постоянной:
- измерить известную эталонную базу $D_{эт}$. Среднее измеренное $\bar{D}$ даёт $p=\bar{D}-D_{эт}$.
- Атмосферная проверка:
- фиксировать температуру $T$ (K), давление $P$ (hPa) и парциальное давление водяного пара $e$ (hPa); вычислять показатель преломления через рефрактивность $N$:
$$N\approx 77.6\frac{P}{T}+3.73\cdot 10^5\frac{e}{T^2},n-1=N\cdot 10^{-6}.$$ Приближённая поправка на расстояние: $\Delta D\approx D(n-1)$.
- Проверка компенсатора и нивелирных систем:
- многократные визирования на две ориентирные точки при наклонных положениях; разница должна быть в пределах завода‑производителя.
4) Процедуры контроля качества (рекомендуемые)
- Перед началом работ:
- проверка оптики, пузырькового уровня, центровки трибраха и оптического отвеса; проверка сертификатов калибровки.
- ввод фактических погодных параметров (темп., давл., влажность) в прибор или расчёт поправок.
- В процессе:
- всегда измерять направления в двух лицах и дистанции, по возможности, реверсивно (от обеих стоек/в обе стороны).
- вести эталонную базу на площадке (длина ~100–500 m) и периодически её измерять для контроля призменной постоянной и масштаба EDM.
- при длинных линейных ходах — проверять масштаб EDM (сравнение с базой) и коррелировать с данными производителя (например, $\pm (2\mathrm{mm}+2\mathrm{ppm})$ — типичная заявленная точность, сверяйте с вашей моделью).
- журнальная фиксация: время, T, P, влажность, номер призмы, номер оператора, количество повторов, показатели невязок.
- Обработка и критерии приёмки:
- для каждой величины рассчитывать среднее и стандартное отклонение $s$; требовать $s$ не хуже заявленной точности прибора или проектного допуска.
- допускаемые невязки: ориентировочно контролировать замыкание углов так, чтобы невязка не превосходила троекратного ожидаемого случайного отклонения; для расстояний расхождение с эталоном — в пределах производителейских спецификаций (мм + ppm).
- При подозрении на систематику:
- провести дополнительные тесты: измерения на другой стойке, заменить призму/трибрах, проверить инструмент в другом месте, сравнить с другим прибором.
5) Практические советы для уменьшения ошибок
- для точных работ всегда двухлицевые наблюдения и многократные повторения;
- фиксировать и применять атмосферные поправки (T, P, влажность);
- центровать под планируемую точку с максимальной точностью (0.5–2 mm для высокоточных работ);
- минимизировать расстояние между станцией и целью при возможных турбулентных условиях; использовать средние из большого числа кратких измерений при сильной турбулентности;
- иметь план проверки прибора (утренние/вечерние тесты) и журнал результатов.
Если нужно — могу отдельно дать шаблон полевого контрольного листа (чек‑лист) и пример расчёта поправок по рефрактивности по реальным входным данным.