计量校准机构天溯计量跟您分享数字水准仪室内、外检定方法的分析与比较

- 2019-08-02-

                             室内、外方法的比较及数据分析


1.差异比较

选择同一对象和不同的测量方法,对模拟场与实际室外方法验证结果的差异进行评估和分析。


数字水准仪室内试验选用5台经检验的数字水准仪dini03。检定前,应准确调整被测数字水准仪的光学角度或按照参考水平线调整,确保其光学角度相同,以确保光学瞄准得到相同的仰角视线。为了保证补偿器的补偿误差合格和特性稳定,还需要对补偿器进行校验。数字水准仪检定装置,即按要求建立双准直器,满足对中偏差≤2”,并以准直器内置标准条码作为扫描目标,提供高标准视线读数。


待测数字电平采用室内灯管法。测量电子角度残差结果后,数字电平不进行电子角度校正(新值不作为校正值保存)。然后,根据相应的收费方法、日本方法、图书馆方法和Lee方法的要求,对待测数字水准仪和室外相应的匹配殷钢条码水准杆进行再次测量,得到各电子测角结果,数据如表1所示


                                                                                        

 

  

实验数据表明,室内灯管法与室外法的测量结果相差较大,电子I角的符号也不相同,即测量的I角既有俯角又有仰角,数值偏差较大。考虑到室外立尺有很大的外部影响因素,其影响原因不可预测,难以追溯。如果选择在已知高程点或相互高程点进行测量,会带来更稳定的数值,而且室外法选择的匹配条码水准尺是高程的长度标准。因此,为了避免数字水准仪扫描条码分割标准差引入的不确定度分量的影响,在实验中应尽量选用合格的因瓦条码水准尺,每次测量应保证标尺处于垂直位置。

2。准直器法的精度验证

采用徕卡数字水准仪(dna03,ls15)测量准直器法和费法的重复性,验证准直器法的性能。

(1)费希尔法

如图1所示,在距离d=45m的两端设置一个匹配的条码式水准杆,将距离d等分为三部分。在距条码水准仪a、B杆15m处分别设置2个测站,即1号测站和2号测站。仪器角度可按式(1)计算:

  

式中:i——数字水准仪电子视准轴误差;hA——测站1中,数字水准仪瞄准A条码水准标尺读数得到标高读数;hB——测站1中,数字水准仪瞄准B条码水准标尺读数得到标高读数;hA'——测站2中,数字水准仪瞄准A条码水准标尺读数得到标高读数;hB'——测站2中,数字水准仪瞄准B条码水准标尺读数得到标高读数;ρ——206265″。

  

 

(2)我院数字水准仪检定装置原理

在平行光管中配置一带有徕卡DNA系列标准条码的分划板,按照近点15m,远点30m移动目标。其设立的检定方法就是模拟费式法。将被检的徕卡DNA03数字水准仪照准平行光管A管的近点15m,继而旋转数字水准仪180°,照准平行光管B管远点30m,此为测站1的测量。接着模拟搬站,将被检的徕卡DNA03数字水准仪照准B管近点15m,再次翻转数字水准仪180°,照准A管30m,此为测站2。分别按照式(1)计算电子角,按照上述的测量方法对数字水准仪做6次重复性测量,数据如表2所示。LS15型徕卡数字水准仪费式电子i角重复性测量数据如表3所示。

针对费式法测量徕卡数字水准仪电子i角得到的结果,按合并样本标准偏差计算。由于选用2组徕卡数字水准仪测量,第一组测量n=4,第二组n=6,则应该采用方差的加权平均,权重为(nj-1),合并样本标准差spxk)为

数字水准仪电子角的限差≤为15″,即MPEV=15″,则由式(5)可得:

 

经表2、表3数据分析可知,费式法得到的电子角剩余误差均大致相等,偏离不大,按照费式法建立的水平基准线满足≤2″, 经计算得到其合并样本标准偏差sp=0.68"≤5",满足的要求,可认为检定装置稳定可靠,所建立的水平基准线性能可靠,提供的基准水平线可以满足数字水准仪电子角和补偿误差的检定需求。



 

  数字水准仪检定方法的选择一直是测绘仪器检定领域的热点问题。Jjg425-2003《水准仪检定规程》提供了数字水准仪电子角度的检定方法。JJG(测绘)2101-2013《数字水准仪检定规程》提出了用水准杆联测法评定系统误差的方法,GB/T 10156-2009《水准仪》推荐采用户外法获得电子I角的测量结果。本文通过对各种验证方法的比较,并参考国内外学者的大量研究成果,通过分析计算得出电子测角结果的差异。随着测绘仪器的发展和制造技术的不断更新,数字水准仪的检定必将在各个行业形成一种公认的、有效的精确判别方法,为建立数字水准仪的后续比对方法提供了可靠的参考,对保证测绘仪器的检测质量具有十分重要的指导应用意义。

 



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