全站儀周期誤差檢定裝置檢測(cè)方法的研究(二)

孟景華，王春榮，尚 芳，秦旭東

(1.黑龍江省計(jì)量檢定測(cè)試院，哈爾濱150036;2.蘇州大學(xué)，江蘇 蘇州215006)

全站儀周期誤差檢定裝置具備多項(xiàng)檢測(cè)功能，除了可以檢測(cè)全站儀周期誤差和導(dǎo)軌直線(xiàn)度，還可以開(kāi)展全站儀、測(cè)距儀的鑒別力、重復(fù)性和加常數(shù)檢測(cè)，這些檢測(cè)項(xiàng)目在長(zhǎng)度計(jì)量中是很重要的內(nèi)容。下面筆者介紹一下全站儀周期誤差檢定裝置的檢測(cè)方法之二:鑒別力、重復(fù)性和加常數(shù)的檢測(cè)方法。

鑒別力檢測(cè)。要求在室內(nèi)相距30 m的兩端，分別安置測(cè)距儀和鑒別力檢驗(yàn)裝置。使測(cè)距儀與檢驗(yàn)臺(tái)上的反射棱鏡(或?qū)Ｓ没叶劝?等高且使反射棱鏡(或?qū)Ｓ没叶劝?移動(dòng)的方向與測(cè)距儀的光軸一致。將儀器照準(zhǔn)反射棱鏡標(biāo)志(或?qū)Ｓ没叶劝?后重復(fù)測(cè)距，讀數(shù)5次取平均值為所測(cè)距值。測(cè)距由檢驗(yàn)臺(tái)的零點(diǎn)位置開(kāi)始，等間隔移動(dòng)反射棱鏡(或?qū)Ｓ没叶劝?10次，每次移動(dòng)間隔為1.1mm。平臺(tái)的儀器安裝墩是由鑄鐵制造，具有很好的穩(wěn)定性。而平臺(tái)是以大理石為基座，用鑄鐵平尺支撐精密導(dǎo)軌組成的，同樣具有很好的穩(wěn)定性;平臺(tái)滑塊上的微動(dòng)裝置可以輕松地給出微小的位移變化量，以雙屏激光干涉儀為長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)能準(zhǔn)確地移動(dòng)出1.1 mm的移動(dòng)間隔，且平臺(tái)和觀測(cè)墩的總長(zhǎng)度滿(mǎn)足30 m的要求(圖1)。所以使用平臺(tái)對(duì)全站儀、測(cè)距儀的鑒別力進(jìn)行檢驗(yàn)是完全滿(mǎn)足要求的。

圖1 加常數(shù)檢定示意圖

距離測(cè)量重復(fù)性的測(cè)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求在室內(nèi)約30 m距離的兩端分別安置測(cè)距儀與反射棱鏡，進(jìn)行n(n=30)單次距離測(cè)量。因距離測(cè)量的重復(fù)性只要目標(biāo)穩(wěn)定無(wú)變化不引入其他的系統(tǒng)誤差就可以準(zhǔn)確的測(cè)得，所以平臺(tái)對(duì)檢測(cè)重復(fù)性是沒(méi)有問(wèn)題的。

應(yīng)用平臺(tái)使用差距法檢測(cè)加常數(shù)。差距法又稱(chēng)較差法、雙鏡法。即直線(xiàn)上A、B、C三點(diǎn)間的距離，若要測(cè)定AB的長(zhǎng)度，可通過(guò)測(cè)定AC和BC的長(zhǎng)度取其差值來(lái)實(shí)現(xiàn)，在平臺(tái)法中用差距法測(cè)定DAB的方法，C點(diǎn)架設(shè)測(cè)距儀，距離平臺(tái)幾米至幾十米即可，A原為測(cè)站，在差距法中強(qiáng)制隊(duì)中方式擺反射棱鏡。在測(cè)得DAC后，B處即擺上反射棱鏡，測(cè)得DAB?，F(xiàn)設(shè)DAC、DAB為AC和BC的實(shí)際長(zhǎng)度，則:

式中 DAC、DAB——測(cè)距儀在C處的觀測(cè)值;

ΔDtp1、ΔDtp2——DAC、DAB的氣象改正數(shù);

K——測(cè)距儀的加常數(shù);

v1、v2——DAC、DAB的周期誤差改正數(shù);

ε1、ε2——DAC、DAB對(duì)應(yīng)的比例因子改正數(shù)，ε1、ε2很小可以忽略不計(jì)。

式(3)就是計(jì)算DAB的距離公式，差距法可獲得較高精度的距離值。我們多次試驗(yàn)表明，全站儀、測(cè)距儀內(nèi)符合精度很高，只要采取相應(yīng)的觀測(cè)方法，完全可以按(3)計(jì)算出準(zhǔn)確的DAB長(zhǎng)度。因此可把DAB當(dāng)作真值考慮。周期誤差計(jì)算前v1、v2為未知，故:

其中，

顯然DAB仍為未知，采用二次漸進(jìn)方法計(jì)算周期誤差和加常數(shù)。第一次計(jì)算，用DAB代替周期誤差計(jì)算中的D01，按周期誤差的一般計(jì)算方法求得測(cè)距儀參考加常數(shù)K1，周期誤差振幅A及初相角φ0，列出周期誤差改正數(shù)V表。第二次計(jì)算利用個(gè)周期誤差改正數(shù)V表找出DAC、DAB的改正數(shù)v1、v2，按式(4)計(jì)算DAB，重新按第一次計(jì)算的方法求解，便求得測(cè)距儀的實(shí)際加常數(shù)K。