全站仪周期误差测量结果de不确定度评定.docx
测量不确定度济定全站仪(测足仪)周期谀差的测量不确定度评定1 .测量方法(依据JJG703-2003光电测更仪检定规程)全站伏(包括洞距仅)的周期谀差的测定，是在试验室的周期限差涌定平台上进行，用被检走的全站仪涌量平台上的因瓦标准尺各条分划线至全站仪的问Ii更宣.得到全站仪至各分划线的距离观测值，与因瓦标准尺的长度(标准长度)进行比较，遁过平差计算,求得全站仪的周期课差的蕤幅和初相角.2 .数学模型依据JJG703-2003光电渊庾仪检定规程和本优验宝检定设备的桥点，给出计算属期讽差的振幅和初相角的公式：设：。,一测定仅渊定伏修至各测点(标准尺各分划线)的距离观测值，。的平差改正数为V1.JAi一涌距仪距标准尺零点的距声近似值；它的改正值为R;K一被检仪暑的加常数：.人一周期限差的提幅；。一周期误差的初相角；n-观测值的个数；d-反射梭优每次移动的阿Fi;U-受检测距仪的测尺长度.它们的数学关系式力+R+(i-1.)d=D1+K+Asin(+D1U×360)(1)i=b2,n将R和K合并为一个未知数C=R-&观测值的方程式为D1+V1=Di1.+R+(i-1.)d-K-Asin(.+D1.UX360*)写成促差方程式的形式O1=C-Asin(.+D1U×360)+ZVa-Dd-D1(2)设I?=D01.+(i-1.)d-D1.上式中的未知数是c,A.6%,后三项为常数项£,在周期误差的涌定中，观测n个点,建立n个识差方程，用最小二乘漆原理求解三个未知数c,A,.规程给出了，未知数的计算公式(略)同时列出了未知数.以及观测值的标准差的估计公式.观涌值的标准差：-B(3)匕一观测值的残差，计算公式略周期溟差振幅A的标准差：mA=3.方差和灵敏系数上述公式中”是单位权标准偏差，在平差中，儿是用这一期观测值的平差后的残差V,计算的，它只能反映这一级观测数据的精确性，假如枭热不确定度的评定方法，即用A类评定方法，或者B类方法进行估计，反映的谀差因素更全面一些.将丁表示为，的标准不确定度.用“(f)=，%表示.公式(4),中的滔.用标准不确定度表示，即u（八）=mAt公式(4)写成下式/（八）=u(f)(5)由公式f=4+(i-1.)d-D1.可得出方差公式m2(O=(D,i1)+m2(J)÷u,(Di)(6)u(Dm)-被检伏号至因瓦标尺厚点距离近似值，取值误差引入的不确定度:量u(d)-因瓦标尺的分划误差引入的不确定度重量.U(DJ-被检仪界测量谀差引入的不确定度,量，这一量又包括5项不确定度量：1 .测距的反射根傥在井线尺上对中分划线的对中课差，引入的测量不确定量u(D1)12 .测距仪相位测量误差引入的测量不确定度量u(Dj,3 .全站仪量化促差引入的涌量不确定度重量u(D1)a4 .被检伏叁的激光轴与因瓦井线尺分划而中线相互不平行，引入的测量不确定度KuOJ45 .在基战尺上安置反射校傥不盖直，引入的测量不确定度重量U(DI),经分析，以上7项重量中.有两项可以不考虑，第一,被检仅叁至因瓦标尺零点距离近似值，取值讽差引入的不确定度重量u(Dm)因为.被检仅爆至因瓦标尺索点距声近似值的取值，一经确定后，是一个富数.数据处理时，设为未知数求解，故不影嘀周期误差的精确度，其次，被检仪劈的激光轴与因瓦井线尺分划面中线相互不平行，引入的渊量不确定M1.tu(D1.)4因为，实际作业时，用全站仪黑准安置在因瓦并线尺两端的反射梭优中心(核优巳对中基线尺的分划).然后调整全站仪的位置，使仪界都可以照准棱镜的中心.这种方法的调养谀差对测量庾声的影哨可以这样估计，对于10米的标准尺，当被检仪暑的激光轴与因瓦基线尺分划面中线偏盲产生的儡差约5B时，对于足声测量的影嘀=55210000是很小的数.所以这项出差可以不才感.只考虑其余的5项量,可将公式(6)式写成公(7)式的形式m2(O=w*(Di)+w1()+u,(Di)+u*(D1)+u,(D1.)(7)式中U(D1.)代替u(d),U（八）代号U(D1.)“U(D1.)代替U(D1.)“U(DJ代替u(D。，u(D1.)Wu(D1.)1.4.标准不确定度重量的计算4.1 由因瓦标尺示值限差引入的不确定度重量U(DI)依据检定规程规定，测定周期猥差的井线尺尺长的相对球差小于2X10-,这是最大允许误差，本试验室的因瓦线尺的示值误差10米以内均小于0.16E,实际计算时，标准尺的尺长加以修正.因此，原及修正值涌量不确定度的影响，依据因瓦井线尺检定证书的数据，线尺示值误差的检定渊量不确定度为u(D)-(10+5*1.)m1.=IOmu(Di)=60B=O.06m相对不确定度取10»,自由度为9=504.2 涌距的反射梭镜在基线尺上对中分划线的对中误差，引入的渊量不确定篁量u(D1)检定规程规定，反射傥在基式尺上安Jt的对中强差不大于0.2m.这是最大允许促差.按半宽为0.2三的匀番分布估计，.'.u(D.)=O.23=O.2n相对不精确定度取25%,自由度%=84.3 .涌距仪相位涌量决差引入的测量不确定度重量u(D1.)这一测量不确定度量可用A类评定方法估计，规程规定，全站仅测量宣女性的检验时，由30次重望涌量计算的单次涌量的标准不确定度，依据本我跄蜜多年的全站仅校准数据表明，一般渊矩标普讽差为2+2X102D的全站仪，渊itJ1.性计算的单次测量的标准偏差为0.34m.在实际测量中直文漏量次数”=5,平均值的标准不确定度u(D1)=O.34/5=0.14»自由度收=294.4 .全站仅量化混差引入的测量不确定度U(DJ2'以下全站仪的舞别率1m,量化决差听从匀冰分布.U(D4)=1”Im/2/vz3=().29vn相对标准不确度为25%,自由度计算5=84.5在并线尺上安置反射棱镜不垂直.引入的测置不确定度量U(D1.)距离测量时，是用B1.水准器整平梭镜的，当梭优向测线方向做斜时，对矩离测量产生千臆影喃,留水准号的格值一般为每2亳米8分,当推断圆气泡居中的集差为0.2Im时,梭便将慎斜0.8分，梭镜的青度一般为300750,产生的距离课是为s=48206265*350=0.08三按半宽为0.08mm的匀称分布估计，U(Di)=0.08X/、回=0.05fWi相对标准不确度为26%,自由度以=85.合成标准不确定度的计算将各项量的标准不确定度代人公式(7),计算“力wj(O=uj(>i)+U1(Di)+u,(D1.)+u,(DJ+U1(D1)=0.06,+0.12,+0.15,40.29,+0.08,=0.127“(£)=0.36m依据公式：(6)计算.周期澳船提幅的合成标准不确定度z4A)=m(O=0.36272()=0.11nn式中的n=20有效自由度计算v<4(Q036=n“一0.061.0.24O.I5ji0.291.().05jM匕50829+8+87 .扩展不确定度计算依据以上不确定度直的分布的估计，周龙决差提格的测量不确定度的分布接近正态分布，分布的包含因子K,在置值嬴率P=95%,自由度=17的t分布临界值(I7)=2.OI,由此得到扩展不确定度，Uh（八）=uc（八）XJ(17)=0.11×2.01=0.22»8 .报告全站仪周期误差振幅的扩展不确定度Uw<A)=0.22mm由合成标准不大确定度UC（八）=0.Umm,乘以置信概率P=95%,有效自由度V=I大其包含因子1.由t分布临界值U=2.01所得。
