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1、电子水准仪实验报告一、室内外方法的比较及数据分析1 .差异性比较选用相同的被测对象与不同的测量方法，来评估分析光管模拟外业与实际室外法的检定 结果的差异性。选用5台被检数字水准仪DiNiO3,针对我院数字水准仪检定装置进行室内法检测。检定 之前，需将被检的数字水准仪光学i角调校准确，或与基准水平线符合，以保证其光学 i角相同，从而保证光学照准得到一致的标高视线。还需检定其补偿器，确定其补偿器 的补偿误差合格，旦补偿器的特性稳定。数字水准仪检定装置，即双平行光管按要求建 立满足准线偏差W2，并平行光管里内置标准条码作为扫读目标提供标准视线高读数。 将被检数字水准仪采用室内光管法，测量得到的电子i
2、角剩余误差结果后，该数字水准 仪不做电子i角校正(未实施保存新值作为修正值)。随后，将被检数字水准仪与室外相 应配套的因瓦条码水准标尺按照相应费式法、日本法、库式法及李式法要求，分别再次 测量得到每一次电子i角测量结果，数据如表1所示。DiNiO3数字水灌仪光忤法费式法日本法徐式桂李式法7324874.52.7-3.92.5-037454970,52.95.71.37473431.125-3.71.3-0.67386543.08.60.48.()6.5八 02393,312.10.97.5K.6表1 DiNiO3数字水准仪电子i角光管法与室外法的比较实验数据表明，室内光管法得到的结果与室外法差
3、距较大，电子i角正负号不相同， 即实测的i角有仰角也有俯角，数值也偏差极大。考虑到室外立尺有极大的外界影响因 素，并不可预估且不好追溯影响原因，如若选择在已知高程或相互标高的标点处测量会 带来更稳定的数值；再者，室外法选择的配套条码水准标尺，是作为标高的长度标准。 因此，为避免因数字水准仪扫读条码分划标准差引入的不确定度分量影响，实验中应尽 量选择检定合格的因瓦条码水准标尺，且每次测量需保证标尺处于铅垂位置。2 .平行光管法准确性验证采用彳来卡数字水准仪(DNA03、LS15),针对平行光管法与费式法做重复性测量，以验证 平行光管法的性能是否准确。(1)费式法如图1所示，在相距D=45m的距离
4、两端设置配套的条码型水准标尺，将距离D均分为三 等分，分别在距A、B条码水准标尺15nl处设两个仪器站，即测站1,测站2,则仪器i 角可按式计算：一 arm(公一原)(%4)I dlulH(从一畸 一(%-%)xp6(D1A-Z)1B)-(D2A-D2B)3015m I 15m I 15m式中：/数字水准仪电子视准轴误差；以一一测站1中，数字水准仪瞄准/ 条码水准标尺读数得到标高读数；/7b测站1中，数字水准仪瞄准B条码水准 标尺读数得到标高读数；/7a测站2中，数字水准仪瞄准A条码水准标尺读数 得到标高读数；力%一测站2中，数字水准仪瞄准B条码水准标尺读数得到标高 读数；P206265。(2
5、)我院数字水准仪检定装置原理在平行光管中配置一带有徐卡DNA系列标准条码的分划板按照近点15m , 远点30m移动目标，其设立的检定方法就是模拟费式法。将被检的徒卡DNA03 数字水准仪照准平行光管A管的近点15m,继而旋转数字水准仪180 ,照准平行 光管B管远点30m ,此为测站1的测量。接着模拟搬站，将被检的像卡DNA03 数字水准仪照准B管近点1 5m ,再次翻转数字水准仪180 ,照准A管30m ,此 为测站2。分别按照式(1)计算电子/角，按照上述的测量方法对数字水准仪做6 次重复性测量，数据如表2所示。LS15型彳来卡数字水准仪费式电子/角重复性测 量数据如表3所示。德卡DNA0
6、3A管B管费式法 （光管）15m标高30m标高15m标高30m标高3469131.672881.673111.673291.673552.71.67291L673I01.673231.673503.1 1.672871.673161.673281.673472.41.672861.673091.673251.673432.2平均值1.672881.673121.673261.673492.6表2 DNA03型彳来卡数字水准仪费式法电子/角重复性测量俅卡LS15A管B管费式法 （光管）15m标高30m标高15m标高30m标高3469131.675981.675181.676741.67751-0
7、.1 1.676111.674961.676761.67761-1.5 1.675961.675071.676751.677700.01.675891.675091.676751.677690.81.675801.674961.676791.67762-0.5 1.676001.675041.676691.677650.4 平均值1.675961.675051.676751.67763-0.2 表3 LS15型袜卡数字水准仪费式法电子/角重复性测量针对费式法测量彳来卡数字水准仪电子，角得到的结果，按合并样本标准偏差计算。由于选用2组彳来卡数字水准仪测量,第一组测量77=4,第二组77=6,则应
8、该采用方差的加权平均，权重为（勺1），合并样本标准差Sp（Xk）为（%.-MSk）Sp（z）= I （）I j=i式中，“j为第/组的测量次数。DNA03型彳来卡水准仪:Yl-=0.39( = 4) (3)LS15型徐卡水准仪:(x习邑=Ip1= 0.80伽= 6)(4)V n-因此，其合并样本偏差为(/ly.-l)52/(Xk)Sp=J小F(5)_ 13x(0.39)2+5x(0.80)2V 3 + 5数字水准仪电子/角的限差W为15，即MPEVS,则由式可得:sP = 0.68 W L 义 MPEP = L 义 15 = 5 p33经表2、表3数据分析可知，费式法得到的电子i角剩余误差均大
9、致相等，偏离不大。按照费式法建立的水平基准线满足42，经计算得到其合并样本标准偏差 Sp = 0.685”,满足w1/3x/V/P|/的要求,可认为检定装置稳定可靠，所建立的水 平基准线性能可靠，提供的基准水平线可以满足数字水准仪电子i角和补偿误差的 检定需求。二、结束语数字水准仪检定方法的选择，一直是困扰测绘仪器检定领域的一个焦点问题。JJG425-2003水准仪检定规程提供了数字水准仪电子i角的检定方法，JJG（测 绘）2101-201 3数字水准仪检定规程提出了将水准标尺联测的方法来评定系统 误差，而GB/T101 56-2009水准仪则推荐使用室外法来获得电子i角的测量 结果。本文通过比较各检定方法，参考借鉴国内外研究人员对数字水准仪所进行 的大量研究，分析计算得到了电子i角测量结果区别差异。随着测绘仪器的发展，制造技术的不断更新，数字水准仪的检定必然会形成 一个各行业公认且行之有效的准确判别方法，且为后续的数字水准仪比对方法的 确立提供可靠的参考，这对确保测绘仪器的检测质量有着十分重要的指导应用意 义。