全站仪--测回水平方向标准偏差两种检定方法的不确定度评定

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TECHNOLOGY差与不确定度全站仪-测回水平方向标准偏差两种检定方法的不确定度评定-、概 述JJG100-2003(全站型电子速测仪》检定规程中的两种检定方法是多目标平行光管法和多齿分度台法日常检定]-作中.多目标平行光管法在相同观测条件下测得的-测回水平方向标准偏差通常不大于用多齿分度台法测得的.那么这两种方法所得检定结果的不确定度会怎样呢7用工程中常用的2”级全站仪的检定结果作此次不确定度的分析更具实际意义1.检定依据 ：JJG100-2003《全站型电子速测仪》检定规程 、2.检定标准：JSJ-1 Z经纬仪水准仪综合检验仪。

二、检定方法及检定结果计算1.多目标平行光管法多 目标平行光管法是国际标准IS017123：2001《光学和光学仪器 大地测量和地质勘测仪器的现场实验程序 第三部分 ：经纬仪》所采用的方法 ，也是国内多年来常用的检定-测回水平方向标准差的方法 。

按照JJG100-2003的要求.用JSJ-I/Z经纬仪水准仪综合检验仪的检定方法为 ：将被检仪器TCR802安置在仪器升降台上 .综合检验仪水平方向的5个平行光管作为照准 目标 .平行光管的分划板及其倾斜度和轴线方向-致.所以被检仪器依次照准时.不需要对望远镜进行调焦均能看到最清晰明亮的平行光管分划板上的十字丝成像 .且使竖线处于铅垂位置。观测时，依次盘左按1、2、3、4、5的顺序观测，归零后用盘右1、5、4、3、2、1的顺序观测，以上观测为-测回，观测6个测92 中国计釜2013 9口陈涛 蒋茂利回.测回间调节读盘读数30。11 .观测过程中以表1中各项限差控制检测结果的准确度 观测示意图如图1所示。

表1 各项限差半测回归 -测回两倍照 方向值各测 仪器型号 测回数零差(”) 准互差(”) 回互差( )Ⅱ 6 3.O 6.0 3.O图1 观测示意图被检仪器TCR802在室温为23℃、相对湿度为43%时的方向观测值及检定计算结果如表2所示2.多齿分度 台法多齿分度台是-种高准确度的灾度标准器件 。

啮合的齿数越多.分度准确度也越高。JSJ-IZ型经纬仪水准仪综合检验仪的分度台齿数为552齿 ，最大允许误差为±0.2”检定时将被检仪器置于多齿分度台上，整平仪器(多齿分度台事先已整平)，将多齿分度台置零位 ，转 图2 多齿分度台法检定示意图动照准部照准平行光管3。如图2所示。仪器水平角置零，分别用盘左位置照准平行光管3，读取水平度盘读数 ，每次转动多齿分度台15。39 07.8”，逆时针方 向转表2 多目标平行光管法方向观测值及检定计算结果TECHNOLOGY误差与不确定动23个i贝4点为往测 .归零后转动望远镜180。。照准平行光管3.多齿分度台顺时针方向转动23个测点为返测 .往返测完成为-个测回。

在室温为23℃、相对湿度为43%时 .被检仪器TCR802.用多齿分度台法检定计算结果如表3所示。

三、-测回水平方向标准差的测量不确定度评定- 测回水平方向标准差的测量不确定度评定前需要注意的是 ：被检仪器TCR802是采取双轴补偿器来补偿竖轴倾斜对水平方向的影响的.且在检定-测回水平方向标准差前已经检定其补偿器的补偿准确度 .确定其补偿器的补偿准确度高.对水平方向值的影响已被其他误差掩盖.因此评定测量不确定度时不照准标 2 照准标 3 照准标4 照准标5测回 [ ] [角度值 角度值 角度值 角度值l 15 39 l1.3 -O.3 31 18 l7.8 0.3 46 57 25.8 0.0 62 36 3O.3 -O.8 O.8 0.642 l5 39 l1.3 -0.3 31 18 17.8 0.3 46 57 25.8 O.0 62 36 30.8 -0.3 O.3 0.093 15 39 12.7 1.1 3l 18 17.7 O.2 46 57 25.7 -0.1 62 36 31.7 O.6 1.8 3.244 15 39 l1.8 O.2 31 l8 18.3 O.8 46 57 26.3 O.5 62 36 32.3 1.2 2.7 7.295 15 39 12.3 0.7 3l l8 17.3 -0.2 46 57 27.3 1.5 62 36 31.8 0.7 2.7 7.296 15 39 1O.0 -1.6 31 18 16.O -1.5 46 57 24.0 -1.8 62 36 29.5 -1.6 6.5 42.2515 39 11.6 3l l8 17.5 46 57 25.8 62 36 31.1-I m · m n-11/ - (， )(m-1)(n-1)表3 多齿分度台法检定结果盘左读数(1) 盘右读数(2) ( R)/2 标准角(3) 方向角(4) 差值(4)-(3) 与均值差1 0 O 0.O 18O O0 07.0 2.8 0 00 00.0 O 00 00.O 0.O 0.32 l5 39 07.0 195 39 14.0 10.5 15 39 07.8 15 39 07.8 O.0 O.33 3l 18 14.0 21l 18 23.0 18.5 3l l8 15.7 3l 18 15.8 0.0 O.322 328 41 45.0 148 41 48.0 46.5 328 41 44.3 328 41 43.8 -O.6 -0.323 344 20 53.0 164 20 55.0 54.0 344 20 52.2 344 20 51.2 -1.O -0.724 O O 01.O l80 00 03.0标准偏差： (2)2013 9中国计量 93 二 。

(技术TECHNOLOGY、误茸与不确定度再考虑补偿器对水平方向的补偿标准差1.多目标 法的测量不确定度评定(1)不确定度来源①仪器度盘分划误差引起的不确定度分量；②仪器测角鉴别力引起的不确定度分量；③照准误差及仪器自身漂移引起的不确定度分量；④环境条件引起的不确定度分量.包括 目标稳定性 、检验仪稳定性及温度变化的影响等；⑤标准装置不确定度分量。

(2)计算合成标准不确定度不确定度来源分析中所述的①～④项不确定度的影响已经包含在用多目标法求得的-测回水平方向标准差s中，则M / (自由度b's足够大，即 ≥10)，这里： (rrb-1)(n-1)20M s/、v/2 0.06”第⑤项误差源的不确定度分量计算：标准装置测角最大误差6～ ±0.5 ，按均匀分布考虑， ：、/了 ，则u.- √、/ 0.29估算相对标准不确定度为l0%.则Pa-(1/2)X(10/100) 50汁算合成标准不确定度：各受测点误差： - (3)式中： --第iN回钧个目标水平角的误差；/3 --第 个测回钧 个目标水平角； 广 勃 个目标水平角的标准值由公式 z (y)：∑( )z z( )，求式(3)、式(1)方差：OXifI式 f3)得 ( )：H ( )M (吗) (4)在相同环境下 .同-个人对同-装置不同点进行的测量 ，可知 ：M )：M ( ) (卢，2)：u ( )又因u ( ) ( )，由式(4)得M (王， ) ( ) (卢)上 ( )由式f1)得z( )：( )2u ( )( )zz(V12) 0/，-'11 01212( 2tb2( )n-1- c萋94 中[iff攀2013.9 (m -1 )(而n-1)s2I 1 S ( ) [(m- )(n- )]1而 [Ⅱ (卢) ( )]这里m6.n5.c：--- -- 0.22V (，n-1)(n-1)U2cC 2、c2/2合成标准不确定度： 0.065”有效 自由度：V ： 53.6- 100(cu 4 (c‰)/Js Ⅱ(3)取k2，则扩展不确定度U950.13”，有效 自由度v-100。

2.多齿分度 台法的测量不确定度评定(1)分析测量误差来源①～④项误差源与多目标法相同；⑤仪器水平度盘与多齿分度台不平行引起的不确定度分量；⑥仪器竖轴与多齿分度台的旋转轴不重合引起的不确定度分量；⑦多齿分度台的分度误差引起的不确定度分量。

(2)计算标准不确定度分量第①-④项误差源的不确定度分量用u 表示，有 - - - ：0.06”x/(n-1)自由度 An-122多齿台最大分度误差M ：0.3”由检定单位给出，最大分度误差按均匀分布处理，有 ： ：0.17，、/3估算其相对标准不确定度为10%.则自由度fl(1/2)x(10/l00)之50合成标准不确定度：1J'e--V/J" Au2B：0.18”)7 l00A B取k2，则扩展不确定度Ugku。0.36”，有效 自由度vlO0。

作者单位中国水电顾问集团中南勘测设计研究院测绘公司岛