光学垂准仪一测回垂准测量标准不确定评定报告.doc

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1、光学垂准仪“一测回垂准测量标准偏差”校准结果的不确定度评定报告根据CNAS_GL05“测量不确定度要求的实施指南”的要求，对校准结果的测量不确定度评定时，要从测量过程入手，对测量方法测量系统及测量过程作详细的研究。本报告的内容包括以下部分。1.光学垂准仪的校准装置的构成和测量原理北京金华大地光电仪器校准中心为开展垂准仪校准项目，建立了垂准仪校准装置。校准装置由以下两个部分构成，（1）.JSJ精密水准仪校验仪，为垂准仪校准装置提供水平准线的仪器（以下简称校验仪）；（2）五角棱镜仪器台，它的作用是将垂准仪的垂直视准线转换成水平视

2、线；校准装置的测量原理是将被校准的垂准仪安置在五角棱镜仪器台中，整平垂准仪，调整仪器的高度，使垂准仪的视准轴通过五角棱镜，转换成水平方向，照准校验仪的平行光管的分划板的十字丝中心。假如，垂准仪的分划板十字丝的中心与校验仪十字丝中心重合，说明垂准仪的视准轴是垂直的。因为JSJ精密水准仪校验仪已经经过校准，所以本校准装置实现了量值的溯源。图一是光学垂准仪的校准装置的原理图。图一光学垂准仪的校准装置的原理图根据垂准仪的测量原理，为了消除各种误差的影响，，在实际作业中，需要将垂准仪照准部在不同的方位上，进行对径测量。消除水准轴与仪器

3、旋转轴、视准轴与旋转轴安装误差的影响。构成一测回的垂准测量。这一组观测值的平均值表示一条过仪器中心的铅垂线。这是一测回垂准测量的概念。2.校准前，对光学垂准仪的调整与校正在进行光学垂准仪“一测回垂准测量标准偏差”的测定前，因对垂准仪及校准装置进行以下调整和校正：2.1垂准仪的圆水准器和管状水准器安置位置正确性的检查与校正，使它们的水准轴平行或垂直于垂准仪的旋转轴。2.2调整，校正垂准仪的视准轴与垂准仪的旋转轴重合，当垂准仪的照准部旋转时，垂准仪的十字丝中心始终指向同一个点。2.3.已进行了垂准仪的调焦运行误差的检验。2.4.

4、Jsj精密水准仪校验仪已校正到正确位置。2.5.将垂准仪安置在仪器台上，整平，照准校验仪的分划板十字丝的中心。2.6.下面按规范规定步骤进行观测。光学垂准仪“一测回垂准测量标准偏差”是通过室内方法用被检垂准仪进行多测回的对径测量，组成一组点位，最后经计算而得。在仪器照准部的0°、45°、90°、135°等8个位置进行4个测量列的40个测回的测量。分别获得对径位置读数和,(-测量列的测回次数，取1，2，3―――10；-测量列，取1，2，3，4)。3.建立测量过程的数学模型校准时，首先用被检垂准仪从开始的方位进行对径观测，并进行

5、10次重复测量，按照下计算点位坐标值的平均值，以及坐标值的残差，和标准偏差（1）式中：－在第j测量列第i测回望远镜对径位置的读数值，（″）；在第j测量列第i测回望远镜对径位置的坐标值的平均值，（″）。第j测量列10个测回的位置坐标的平均值，（2）第j测量列第i测回的坐标残差值为：（3）一测回垂准测量标准偏差S：S=S1/ρ…………………………………---------------------(4)式中：第j测量列的坐标残差值，（″）；j－测量列次数；i-测回次数；ρ--206265″S－一测回垂准测量标准偏差。4方差和传播系数

6、4.1.的传播系数由垂准仪对径位置读数值和它的平均值的关系式（1）式得出它们的方差的关系式下式中----读数值的方差---平均值的方差由于、是等精度测量，故，则：（5）所以，传播系数4.2的传播系数由式(2)﹑（3）、（4）得：由于是等精度测量，故若令：，则有：（6）式中---垂准测量的标准偏差S的方差经严格推算得：因此，-----------------（7）5.标准不确定度分量的评估与计算5.1测量不确定度来源的分析根据垂准仪的校准装置的构成原理和垂准测量标准偏差校准方法的介绍，光学垂准仪“一测回垂准测量标准偏差”校准结

7、果的测量不确定度分量包括（1）JSJ精密水准仪检验仪水平准线偏差的不确定度分量；（2）检验仪测微器示值误差的不确定度分量；（3）五角棱镜入射光与出射光垂直度误差的不确定度分量；（4）垂准仪安装、调整不精确引入的不确定度分量；（5）在校验仪的读数测微平行光管中，读数误差引入的不确定度分量；(6).垂准仪望远镜十字丝照准目标的极限误差引入的不确定度分量；（7）垂准仪的视准轴与竖轴的同轴度误差照准校验仪时引入的不确定度分量。以上的测量不确定度分量中，前三项属于垂准仪的校准装置的测量不确定度引入的不确定度分量，后四项属于垂准仪校准观

8、测时的测量误差引入的测量不确定度分量。5.2标准不确定度分量的评估与计算5.2.1垂准仪校准装置引入的测量不确定度分量5.2.1.1检验仪水平准线偏差的测量不确定度分量根据水准仪检验仪的检定证书给出的数据，检验仪水平准线偏差扩展不确定度U95=0.6″,k=2,水平准线偏差的标准不确定度分