大氣改正

光在大氣中的傳播速度．隨大氣的溫度和氣壓而變化。大氣改正值是由大氣溫度、大氣壓力、海拔高度、空氣濕度推算出來的。

光電測距時測距儀發出之光束通過大氣，測距儀在大氣環繞的環境中完成了測距的任務，觀測成果必然受到大氣的影響。消除或肖0弱這種影響，就是大氣改正的任務。大氣改正包括有氣象改正。第二速度改正和光徑曲率改正。

基本介紹

• 中文名：大氣改正
• 外文名：atmospheric correction
• 學科：測繪學
• 目的：消除或削弱大氣的影響

大氣改正的種類

氣象改正

測距儀設計製造時，都有其大氣參考點。如JCY-2雷射測距儀以標準大氣參考點確定折射率打，從而得出一整套相應的頻率，測尺。BJC-1雷射測距儀也是如此，以標準大氣參考點確定測距計算的光速值299702478m/s。DI4L紅外測距儀是以某一非標準大氣狀態為參考點，折射率為n_R，用以確定測距儀的測尺頻率及測尺長度。這就是說，測距儀若以設計的大氣參考點之大氣狀況進行距離測量，其得之觀測值必然與設計的參數相符合。但是，在實際上無法找到實際大氣狀況與設計的大氣參考點相符合酌情況。也就是說，光電測距是在千變萬化的大氣狀況中進行的。大氣狀態的氣溫，氣壓等因素不同，光的折射率也不同，那么測距儀所測的距離必然是不同的。

設測距儀原有大氣參考點的折射率為刀。，則測距儀的測尺長u₀有c_真/2n₀f（檢相周期為2π）或c_真/4n₀f。（檢相周期為π），由此測得的距離符合下式（式1-1）（以2π檢相周期討淪）

測距儀在任意大氣狀態下的折射率為n，相應的測尺長為u，由此測得距離符合下式（式1-2）

因為測距儀是以D₀測得距離，故觀測值D0加上氣象狀態不同於大氣參考點的距離改正數才可能與實際距離D相等，即（式1-3）

上式中ΔD就是氣象狀態下不同於大氣參考點的距離改正數，稱為氣象改正。這裡用ΔD_1p表示，即（式1-4）

現把式1-1，式1-2代入式1-4中，得

上式分母n≈1，用n=1表示分母，影響可以忽略，故上式為

該式表明光在大氣中的折射率對所測距離的影響。

上式中n₀表示測距儀設計時所選用大氣參考點的折射率，n表示測距儀在一般大氣狀態下所存在的實際折射率，D₀是以設計的測尺u₀測得的距離。顯然僅以氣象改正的原理公式還不能達到氣象改正的目的，在實際上應根據原理公式結合測距儀求出實雨氣象改正公式來。

第二速度改正ΔDv

所謂速度指的是光在大氣中由折射率所決定的傳播速度。氣象改正，實際上是一種速度改正。測距時在測線的端點（測站，鏡站）測定氣象元素求得端點折射率，確定光的實際速度，以便使測得距離為實際值。不過，這一實際值是利用氣象改正的方法實現的，這種改正又稱為第一速變改正。

圖1

在大氣中，大氣的密度隨高度而異，故折射率是變化的：在一般情況近地面大氣密度大，離地面越高大氣密度就越稀疏，這樣折射率的變化將使測眶光束的路徑呈弧形，如圖1所示。由此可見，整條測線的折射率應是測線上各點折射率的積分平均值。而在實際無法測得各點折射率的情況，只是利用’端點（測站、鏡站）測得的氣象元素之平均值求取折射率，亦即端點折射率代替積分平均值。那么以端點折射率代替積分平均折射率必然存在不符合的情況，故必須對這種不符合的情況施加一改正數，這就是第二速度改正。改正的公式是

式中：K是大氣折射係數；R_A為測線方向AB的地球曲率半徑，D是距離觀測值。

光徑曲率改正ΔDr

上面提到測線呈弧形，這是由於光在大氣中折射率不同引起的。設法把弧AB變成弦AB就是要對觀測值施加改正數，即光徑曲率改正ΔD_r

把ΔDv與ΔD_r相加，得

根據上式可知ΔD_v+r的大小隨D而異，見下表。

K=0.13時的ΔDv+r值

D(km)	10	15	20	30	50	65
ΔDv+r(mm)	0.25	0.84	1.99	6.72	31.13	38.38

由表可見，在K=0.13情況下，距離少於10km時，可不進行ΔDv，ΔD_r改正。

大氣改正的設定

設定大氣改正有兩種方法：

(1)測定溫度和氣壓，大氣改正值由儀器自動計算出。

(2)由人工計算大氣改正值，並直接輸入儀器。此項設定關機後被保留。