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用多齿分度台检定经纬仪竖盘测角的不确定度评定
吴刚(1968-)男,工程师,从事角度仪器研究与开发工作
陈先梅(1966-),女,工程师,从事多齿分度台设计研究工作
摘  要:本文着重介绍了用多齿分度台作为基准,检定经纬仪竖盘的测角和一测回标准差及不确定度的评定。
关键词:多齿分度台;经纬仪;不确定度;评定
经纬仪检定装置
    经纬仪检定装置种类较多,但根据提供目标角的方式,可分为有基准(即多齿分度台)和无基准(即多目标)两种类型。它们的共同特点是用平行光管模拟无穷远目标,能在室内对经纬仪进行检定。由于多目标方式不能提供准确的标准角度值(即平行光管间的夹角不确定),因此不能检定经纬仪的测角总不确定度,在此仅分析有基准方式的经纬仪检定装置(即6354所生产的经纬仪检定仪)的不确定度。它由立式多齿分度台和目标光管组成水平角标准,由卧式多齿分度台和目标光管组成竖直角标准。它的标?#21152;?#22810;齿分度台提供,通过对多齿分度台进行检定,很容易进行溯源。仪器结构如图所示:主要由仪器座(1)、升降螺杆(10)、带水平调节结构(9)的立式多齿分度台(8)、卧式多齿分度台(5)及其平衡(4)、卸荷机构(7)和准直光管(6)组成。另外,还配有检定光学经纬仪调焦直线度的检调管(3)及其工作台(2)组成。
竖直角的检定
    根据检定规程规定,在度盘?#27573;?#20869;,取大致均布的6~12个位置(或根据需要取更多点数),必须包括卧式多齿分度台90°位置,由于该装置采用多齿分度台作为竖直角标准,可以每10齿做一测点 ,在 90°正、负各取5点,即57°23′28.7″、63°54′46.96″、70°26′5.22″、76°57′23.48″、83°28′41.74″、90°、96°31′18.26″、103°2′36.52″、109°33′54.78″、116°5′13.04″、122°36′31.3″十一个目标,卧式多齿分度台转过一个角度,经纬仪瞄准目标,进?#20449;?#24038;和盘右观测。在每一位置观测时,得观测值Lij、Rij。在每一位置观测时,读数两次取平均值。
    于是可求出各目标观测值aij:aij=Lij-Iij上述操作为一测回,共进行4测回。竖直度盘各受检点的分度误差 按下?#35282;?#24471;: aij-ai0-a
    各受检点的?#36739;?#35823;差:  一测回竖直?#36739;?#26631;?#35745;?#24046;按下?#35282;?#24471;:
检定竖盘测角不确定度分析
    1.卧式多齿分度台分度综合误差峰峰值1″,服从均匀分布,则    估计相对不确定度10%,则自由度 ν=50
    2.测量重复性,测量重复性是将稳定性好的T3经纬仪安置在工作台上,整平,重复瞄准目标分划板10次,并在竖直度盘上读数,求得标?#35745;?#24046;sn(x)=0.2″,它包含?#21496;?#32428;仪瞄准误差和读数装置误差,由于每次照准目标要两次读数取平均值,
自由度 ν=9
    3.光管不稳定性统计值0.1″,则u3=0.1″自由度 ν=9
    4.各分量之间相互独立,其合成标准不确定度及自由度
                                
    5.扩展不确定度U=t0.95(veff)uc=1.99×0.34=0.68″
    6.检定一测回竖直角标?#35745;?#24046;不确定度分析
    7.卧式多齿分度台分度综合误差峰峰值1″,服从均匀分布,则
根据标?#35745;?#24046;计算公式,估计相对不确定度10%,则自由度 ν=50
    8.测量重复性,测量重复性是将稳定性好的T3经纬仪安置在工作台上,整平,重复瞄准目标分划板10次,并在竖直度盘上读数,求得标?#35745;?#24046;sn(x)=0.2″,它包含?#21496;?#32428;仪瞄准误差和读数装置误差,由于每次照准目标要两次读数取平均值,
自由度 ν=9
    9.光管不稳定性统计值0.1″,则u3=0.1″自由度 ν=9
    10.各分量之间相互独立,其合成标准不确定度及自由度
            
    11.扩展不确定度U=t0.95(veff)uc=2.09×0.18=0.38″
    12.经纬仪竖直?#36739;?#27979;角扩展不确定度U竖直  U竖直=0.68″(p=95%、k=1.99)
    13.经纬仪一测回竖直角标?#35745;?#24046;扩展不确定度Uμ竖直竖直=0.38″(P=95%、k=2.09)
    规程要求经纬仪竖直?#36739;?#27979;角方法误差小于1″;通过以上分析能满足检定要求。
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