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瀏覽 次【字號 】 發布時間:2012-8-22 打印本頁

山西快乐十分前三预测 www.cxclik.com.cn 經緯儀的優勢
現代光電經緯儀具有實時測量、高精度、自動跟蹤監控和易于圖像再現等優點, 廣泛應用于航空、航天、武器試驗等科研和軍事領域。它的測量精度直接關系到測量結果和試飛結論的準確性, 而測角精度又是光電經緯儀中一項最重要的指標。根據光電經緯儀的工作狀態, 其測量誤差又可分為靜態誤差和動態誤差。通常在設備的總誤差中, 靜態誤差占據主要部分, 因而是目前研究的重點。光電經緯儀測角精度檢測分外場和室內, 在室內常用不同高角的平行光管檢測; 光學測量設備外場精度檢測主要采用拍星等方法。本文主要針對室內檢測分析經緯儀的靜態測角誤差。

  2 經緯儀靜態測角精度室內檢測方法

  經緯儀靜態測角精度室內檢測是采用專用檢測架裝置來檢測。檢測架上加裝了不同高角和方位角的平行光管, 通過光管中分化板上的像作為無窮遠目標, 用 T4 經緯儀測定目標的標定值 (A, E) 與被檢經緯儀測量值之差便是測角誤差,

 獨立檢測架中裝有一個水平光管, T 型檢測架中裝有不同高角的光管, 從上至下分別約為 65°,45°, 30°以及水平的光管, 獨立檢測架與 T 型檢測 架方位夾角約為 90°, 各光管的視軸交匯于一點,經緯儀測量時將其垂直軸與水平軸的交點安裝在該點附近。檢測過程中先用精度高的 T4 經緯儀測得各光管的角度值作為真值, 然后將被檢經緯儀測得的各光管角度值作為測量值, 測量值與真值之差即為被檢經緯儀的靜態測角誤差。

  3 經緯儀靜態測角精度分析

  導致光電經緯儀產生靜態測角誤差的主要因素為 3 大誤差源, 即軸系誤差、編碼器誤差、判讀誤差 (脫靶量讀取誤差)。

     3.1 軸系誤差

  軸系誤差包括垂直軸誤差, 水平軸誤差和視軸誤差。經緯儀的三軸關系, 垂直軸垂直于水平面, 水平軸應垂直于垂直軸, 視軸垂直于水平軸。

3.1.1視軸差

  經緯儀的視軸與水平軸的不垂直度即為照準差,常用符號 C 表示。當經緯儀存在照準差時, 會給方位角的測量帶來誤差

將檢測架固定在穩定平臺上, 檢測光管置于檢測架上, 并使其水平偏差<10″。接通電源, 照明十字絲, 作為無窮遠的目標。在轉臺表面固定雙面鏡, 調節鏡座使雙面鏡的法線與垂直軸軸線垂直并大致相交。在檢測架上架設 0.2″自準光管, 使其視軸垂直于雙面鏡。光電經緯儀分別以正鏡、倒鏡瞄準目標, 即使光電經緯儀的十字絲中心與檢測光管的十字絲中心重合, 讀 0.2″自準光管水平方向的讀數 ( 或讀方位編碼器的讀數) 。正鏡、倒鏡重復瞄準 3 次得 A 和A′:

  正鏡:A= (A1+A2+A3) /3

  倒鏡:A′= (A1′+A2′+A3′) /3

  則照準差: C=(A- A′)/2(用 0.2″自準光管讀數)

  C= (A- A′±180°) /2 (用方位編碼器讀數)

  C 為正值表示視軸偏向左立柱;

  C 為負值表示視軸偏向右立柱。

  3.1.2 橫軸差

  水平軸和垂直軸的不垂直度為橫軸差。在圖 2中垂直軸垂直于水平面, 建設水平軸與水平面的夾角為 I, 當 I=0 時視軸繞水平軸旋轉所產生的軌跡平面為一個鉛垂平面, 當 I≠0 時, 則產生一個傾斜平面。因而產生測角誤差△E。根據與照準差類似的方法推導出:

  !E=I×tgE

  式中 E 為目標高角值。

  橫軸差的檢測與照準差相似。利用圖 1 中 T 型檢測架的 65°光管作為目標, 光電經緯儀分別以正鏡、倒鏡瞄準目標, 即使光電經緯儀的十字絲中心與檢測光管的十字絲中心重合, 讀方位編碼器的讀數。正鏡、倒鏡重復瞄準 3 次得 A、A′。

    正鏡:A= (A1+A2+A3) /3

  倒鏡:A′= (A1′+A2′+A3′) /3

  則橫軸差:I= [(A- A′±180) /2- C×secE] /tanE

  式中 E 為光管高角。

3.1.3 豎軸差

  豎軸差包括傾斜和晃動。豎軸偏離鉛垂位置成為豎軸傾斜誤差, 設豎軸線和鉛垂線夾角為 V, 豎軸傾斜引起水平軸不水平因而產生測角誤差 β, 由球面三角可得: β=VtgE。經緯儀中都設有調平機構, 使用時要先將儀器調平, 所以在綜合計算中不引入豎軸傾斜誤差。豎軸晃動可以分解為 2 個方向, 即沿水平軸方向和垂直水平軸方向, 二者分別影響橫軸差和高低測角差。檢測方法也分為 2 個方向, 分別將電子水平儀沿水平軸方向或垂直水平軸方向放置于經緯儀轉臺上, 經緯儀轉動, 每隔 30°讀數, 正轉 2 周后再反轉 2 周 (因為軸的轉速是鋼球的 2 倍)

3.2 編碼器誤差

  編碼器誤差主要有碼盤偏心誤差、刻劃誤差、細分誤差以及帶動誤差等。方位和俯仰編碼器分別影響方位和俯仰測角精度, 轉換關系為 1∶1, 可以通過多面體檢測。

  3.3 判讀誤差

  誤差分為系統誤差和隨機誤差。系統誤差可由設備標定后予以修正。隨機誤差則由構成系統的各環節引入。由于其隨機性而無法修正, 是構成綜合判讀誤差的主要來源。隨機誤差主要包括脫靶量量化誤差, 像元分辨率及其誤差, 算法誤差, 跟蹤誤差和定位誤差等。其中脫靶量量化誤差與相機有關,其余誤差均與像元分辨率誤差有關

3.4 綜 述

  在視軸裝調良好的情況下 ( 視軸晃動等指標均較小), 影響光電經緯儀測角精度的主要因素是跟蹤架誤差??梢源右韻錄父齜矯嫣岣呔騁遣飩薔?。

       ( 1) 編碼器可以在安裝過程中通過多面體檢測, 反復調整, 精度可以滿足要求。

  (2) 軸系裝調過程中, 通過傅里葉級數展開測量軸系晃動, 分析原因盡量減小晃動量。

  (3) 跟蹤架裝配過程中, 通過修研左右立柱等高等方法減小橫軸差。

  (4) 視軸裝配時保證視軸垂直水平軸, 裝配后在不影響視場的前提下可以通過調整 CCD 來調整照準差。

  (5) 通過俯仰編碼器電調零可以修正零位差。

  4 基于 EXCEL 的經緯儀靜態測角誤差修正

  根據上述分析, 在檢測經緯儀靜態測角誤差時需要進行各單向差的修正。按照各單向差對測角精度的影響將公式嵌入 EXCEL 表中, 直接輸入測得角度值即可得出測角誤差 (見表 1)。

  表中 1# 光管為圖 1 中獨立檢測架上的光管,2# 光管為圖 1 中 T 型檢測架中的接近 65°的光管。標定值為高精度 T4 經緯儀對 2 個光管方位, 高低方向的標定結果。被檢經緯儀分別以正鏡和倒鏡瞄準各光管測得方位, 高低角度值輸入表中即可

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