一种新型的经纬仪测角示值误差检定方法

　　经纬仪是测绘部门、工程部门广泛使用的测量仪器,社会保有量大,在计量仪器中占有重要地位。经纬仪的水平和竖直角测角示值误差直接与使用精度相关联,在经纬仪的检定项目中是最为重要的。最早出现的经纬仪测角检定装置是在一定角度范围内安置若干个具有固定角度间隔的照准目标,利用平面角在360°闭合的特点,检定水平角的测角示值误差。近年来,经纬仪检定装置已普遍采用可以提供标准角度的设备,不再使用按固定的角度间隔安置平行光管的方法,但在竖直角的检定中,这类方法还有使用。

　　上世纪九十年代以来,计量院曾设计推出了几代经纬仪检定装置,较好地解决了检定装置的溯源问题、智能化数据采集等,国内一些单位也陆续推出一些经纬仪检定装置,使经纬仪的检定不再成为难题。但是,有部分经纬仪检定装置并不能检定经纬仪的全部检验项目,例如对竖直角测角误差等,而能够检验全部检验项目的装置因其造价略高,使一部分检定单位无法承受其价格。笔者经过研究,认为可以采用一种全新的方法———利用已知直边检定经纬仪测角示值误差的方法,以下简称为边长法。

　　一、检定方法简述

　　利用边长法检定经纬仪测角示值误差时,需要有一系列的靶标作为照准目标,而且这些目标之间的距离应是已知的。这些靶标可以做在一条刻线尺上,也可以使用一个靶标,将其放置在导轨上,通过靶标的移动,形成多个目标。

　　当检定经纬仪水平测角时,将这些靶标排列在等水平高度的位置上,经纬仪架设在距靶标一定距离d的位置,依次测量对各个靶标的角度读数,将测得的角度读数和靶标间的距离输入计算机后,经计算可以得到经纬仪测角示值误差检定结果。当要检定经纬仪竖直角测角示值误差时,需将靶标沿铅垂方向排列,测量过程与测量水平角时相同。理论上,如果将靶标斜向排列,可以同时得到水平角和竖直角的测角示值误差,但是增加了数学计算的难度。

　　用边长法检定经纬仪测角示值误差时,需注意以下几个问题:

　　1.靶标布置的范围对经纬仪形成的夹角不能太小,否则会影响到测量的准确度。较为理想的布置是最外端的靶标对经纬仪形成90°夹角,实测数据表明,上述夹角达到50°时已能得到满意的测量结果。

　　2.每一组测量中要有一定数量的测点,这是因为实测角度是有误差的,在计算建立坐标系时,按照测角误差随机分布的假设对测角误差进行了平均,如果测量数据太少,随机误差不能被消除。

　　3.测量水平度盘时,除要求将靶标沿水平放置外,还要注意靶标应与经纬仪竖直度盘轴线等高,即在竖直度盘0°附近进行测量,以避免带入经纬仪水平度盘和竖直度盘垂直度误差的影响。