光学经纬仪示值误差测量结果的测量不确定度评定

光学经纬仪示值误差测量结果的测量不

确定度评定

【文章摘要】：

文章主要参考JJF1059-2012.1《测量不确定度的评定与表示》、JJG414-2011《光学经纬仪》，对光学经纬仪示值误差测量结果进行不确定度评定

关键词：示值误差不确定度评定

1、测量方法

（1）测量依据：JJG414-2011《光学经纬仪》

（2）环境条件：检定地点：本所实验室，温度18℃，相对温度：45%。

（3）测量标准：JSJ-ZB 经纬仪检定装置。

（4）测量方法：用多齿分度台的装置进行检定DJ2级光学经纬仪一测回水平方向标准偏差。

3、数学模型：

1、各受检点的分度误差ij按下式求得；

ij=ij-io-

=

标

（1）

式中：ij……各受检点盘左、盘右读数平均值；

io……零位读数；

标……多齿分度台标准角值；

L ij、R ij……受检点j在第i测回的盘左、盘右读数；

L io、R io……零位在第i测回的盘左、盘右读数；

2、各受检点方向误差：

ij =ij -（i=1、2；j=1、2、

3……n）（2）

3、一测回水平方向标准偏差按下式求得；μH=

（3）

式中：m----测回数； n----受检点

4、灵敏系数：

由于各受检点方向每次观测都是等精度测量，所以标准偏差相等，设为μ（a）

即：

u2(L ij)= u2(R ij)= u2(L io)= u2(R io)= u2

（a）（4）

根据误差传播定律，则有（1）式知：

u2(ij)=u2()+u2(标)

由（2）式求方差并联系上式得；u2(ij)=u2(

ij) （6）

由（3）式方差得；

u2(μ)=u2(

ij) （7）联系（5）和（6）式得；

u2(μ)=. u2(ij)= [ u2(a)+ u2(a

标)] （8）

由上式知，传播系数C1、C2为：C1= C2=

6、计算分量标准不确定度

6.1 经纬仪照准误差引人标准不确定度分量μ1

影响照准误差精度的主要因素有：望远镜放大率、人眼分辨率、目标形状及目标影响的亮度和清晰度、观测条件等。照准误差可用经验公式计算：

△a=

式中：----观测条件系数（1.0）

----人眼分辨率（10″）

V-----望远镜放大率

经纬仪望远镜放大率V=30，假设△a在半宽为△a的区间内服从均匀分布，则

μ1= ==0.19″1= 6．2 经纬仪对径误差引入标准不确定度分量μ2

由于眼的分辨率有限，由此引人的对径误差可用下式计算：

=

式中：----观测条件系数（1.5）

----人眼分辨率（10″）

R---度盘刻线半径（DJ2级R=45）

V-----读数显微镜放大率（DJ2级V =50）

DJ2级经纬仪：

=

在半径宽为△（max）的区间内服从均匀分布，且考虑到每一次照准目标要两次对径读数取平均值为测量值，故：

μ2= =

=0.34″2=

6.3 经纬仪读数显微镜最小分辨率引人标准不确定度分量μ3

DJ2级经纬仪测微器最小格值为x=1″,可以估读到格值的1/5即0.2″，假设内服从均匀分

布，则经纬仪最小分辨率人标准不确定度分量：

μ3 (J2)= =0.12″3=

6.4 经纬仪安置误差引人标准不确定度分量μ4

由于经纬仪没有精确安置会使经纬仪竖轴产生纵向倾斜和横向倾斜，随着望远镜视准轴俯仰范围增大，竖轴的倾斜对水平角测量结果的影响随之增大。当望远镜处于水平方向时竖轴的倾斜对水平测量结果的影响经分析计算很小。一测回水平方向标准偏差的检定，望远镜视准轴处于水平方向，因此，经纬仪安置误差引人标准不确定度分量可忽略不计。

6.5 检定装置测量重复性引人标准不确定度分量μ5

6.5.1 DJ2级经纬仪一测回水平方向标准偏差测量重复性的标准不确定度μ1

将一台DJ2级经纬仪安置在多齿分度台上，精细调平并使经纬仪回转轴与多齿分度台回转中心同轴；重复10次，测量一测回水平方向标准偏差：

得标准偏差为：

S==0.18″

考虑到每一次照准目标要两次读取平均值为测得值，故：

μ63=0.18″/2=0.09″

63=9

6.5.2．多齿分度台的标准不确定度分量：

多齿分度台分度误差应≤0.5″（包含因子k=3）

即：μ（标）=μ（标）=0.5″/3=0.17″

7．合成不确定度及有效自由度：

U C=

=

=0.45″

8. 扩展不确定度：

取k=2 U=k×u C =2×0.45=0.9″

参考文献

JJG414-2011《光学经纬仪》

JJF1059.1-2012《测量不确定度评定及表示》

作者简介：吕慧，1974年6月出生，女，汉族，本科学历，工程师从事计量技术研究