电子经纬仪补偿器精度检测方法

    1 问题的提出

    20 世纪末随着微电子技术和光电技术快速发展，测量仪器的发展也突飞猛进。出现了基于光电扫描技术的电子经纬仪。它可以自动测量垂直角和水平角并具有数字显示、双轴补偿、电子校准、数字信号传输等特点，己成为测量工程界广泛采用的测量仪器。在实际工作中，由于电子经纬仪的测角功能非常自动化，所以测得的数据精度怎样往往被人们忽视，经常以电子经纬仪的标称精度了衡量数据结果。而实际上电子经纬仪的测角精度除了电子度盘辨别角度的精度以外，和补偿器的精度和工作状态有直接的关系，因此检测电子经纬仪补偿器的精度和工作状态是很必要的。本文论述了电子经纬仪测角补偿器的原理，以及其影响测角精度的机理，并提出了一种检验补偿器的补偿范围和补偿精度的方法，为正确使用仪器和评估电子经纬仪测角精度提供了参考。

    2 电子经纬仪测角补偿器原理

    (1)电子经纬仪三轴误差对水平方向值的影响

    电子经纬仪能够正确测得水平方向值的重要条件是视准轴、水平轴、竖轴在测量时，三轴满足一定的几何关系，即视淮轴与水平轴正交、水平轴与竖轴垂直。当这些关系不能满足时，分别引起视准轴误差(2C 值)、水平轴倾斜误差和竖轴倾斜误差，合称为“三轴误差”。

    (2)电子经纬仪测角补偿器原理

    图 1 中由发光管 1 发出的光，经物镜组 6 发射到由硅油组成的液体表面 4，全反射后，又经物镜组7 聚焦至接收光电二极管阵列器 2。并将光信号转变为电信号，还可以探测出光落点的位置，如光点不落在中间，其偏移量即反映了竖轴在纵向(沿视准轴方向)上的倾斜分量上和横向(沿横轴方向)上的倾斜分量了。位置变化信息传输到内部的微处理器处理，对所测的水平角和竖直角自动加以改正(补偿)。

    3 检验补偿器的补偿范围和补偿精度的方法

    为了评定电子经纬仪的质量，保证测角精度，以及在仪器的使用过程中，由于其内部的电子元件和光机部件的老化及变位，或运输过程中的振动等原因，也会引起仪器性能指标发生变化，以至影响测量成果的质量，因此必须对电子经纬仪补偿器进行检验。在实际工作中可采取以下方法进行检验：

    (1)补偿器的补偿范围测定

    调平仪器，使基座的脚螺旋 A、平行光管（经凸透镜反射成平行光的发光管）、视准轴处于同一个铅垂面内，如图 2 所示，电子经纬仪与平行光管大致同高，同时，设置仪器天顶距为 90。顺时针旋转脚螺旋 A，使仪器向上倾斜，直至显示窗中竖盘读数不变为止，记录读数 M₁；逆时针旋转脚螺旋 A，使仪器向下倾斜，直至显示窗中竖盘读数不变为止，记录读数 M2；则应有：