动态精度理论研究与发展

　　1　引　　言

　　精度理论就包括静态精度理论和动态精度理论。与静态精度理论相比,动态精度理论提出的较晚。现代动态测量理论的发展,应以1969年前苏联学者A.H.Кpылов学术论文的发表为起点[1]。1989年出版的《动态测量》一书,全面、系统地论述了动态测量的概念、数学建模以及动态误差处理等内容,为动态精度理论的发展奠定了初步基础。但是,动态精度理论与技术应用还不够完善,尤其是在动态精度评定方面,至今仍未有明确的评定方法,仍处于“以静代动”的状况。近年来,随着科学技术的迅速发展,静态测量技术已不适应现代测量的要求,因而动态测量技术越来越受到人们的重视,已逐步成为现代测量技术的主流。

　　动态测量具有四个显著的特征[2],即时变性、随机性、相关性和动态性,这四个特征决定了动态精度理论与静态精度理论具有本质的差别,不能用静态的计算方法来分析和处理动态测量数据。

　　2　动态精度理论研究现状

　　2.1　传统动态测量系统的弊端分析

　　传统的动态精度理论将测量系统看作是一个固定不变的、具有确定传输关系的系统,而系统的传输特性,则常用一个传递函数来逼近。

　　此方法未充分考虑外界干扰对测量过程的影响,包括对输入信号、测量系统以及对输出信号的影响。而且,干扰信号是时间的函数,即它也具有动态性和时变性,传统的传递函数显然没有反映外界干扰因素的影响,使动态测量精度难以提高。

　　此外,使用传递函数来逼近动态测量系统的动态特性,没有充分考虑到动态测量所具有的四个特征,尤其是没有考虑到动态测量的时变性。任何测量系统都是一个由许多独立的单元以复杂的形式组合而成的复合系统,且各单元的动态特性及其随时间的变化规律也不尽相同。传统的分析方法,未考虑系统的具体结构,缺乏对系统内部因素的认识,忽略了系统组成复杂性和各单元动态特性的时变性因而无法预知系统时变性和不确定性的原因,这不可避免的会导致测量结果存在误差,从而使动态测量无法达到理想的精度。

　　2.2　动态精度理论研究的新思想

　　全系统动态精度理论摒弃了传统动态精度理论传递函数之不足,它是建立在充分考虑动态测量系统内部各单元及总体传输关系基础上,从全面误差分析入手,综合动态系统内部组成结构误差和系统内外各种干扰因素对测量结果精度的影响,尽可能将传统的对动态系统的“黑箱”处理方案“白化”或“灰化”,建立单元误差传递函数,并以此为基础,根据总体传输网络模型和各种干扰模型,给出动态测量系统总体误差模型,由此可得到能反映实际情况的全系统动态测量精度。