Погрешности ориентирования
Погрешность ориентирования Δ1'" обусловлена несовпадением элемента относимости с вершиной угла, подлежащего измерению. Элемент относимости прибора — это элемент, реализующий ребро двугранного угла, в плоскостях которого находятся направления, образующие измеряемый угол. Так, в ряде приборов элементом относимости является точка пересечения горизонтальной и вертикальной осей, в других — это передняя узловая точка его объектива.
Для привязки к вершине угла положение элемента относимости фиксируется относительно ориентирующих устройств прибора, что в свою очередь не может быть выполнено безошибочно. Кроме того, значение этой погрешности зависит от системы координат, в которой необходимо измерять углы, а следовательно, направления. В общем случае это — либо система координат, не связанная с прибором, например, топоцентрическая, экваториальная, либо система координат, реализуемая самим прибором. В первом случае прибор должен определенным образом ориентироваться относительно заданной системы координат, что также выполняется с погрешностью. Если даже необходимость ориентирования формально отсутствует, то для контроля пространственной стабильности прибора в процессе измерений все равно требуется его ориентирование. Погрешность ориентирования является совокупностью погрешности фиксации элемента относимости- Δ1', погрешности центрирования прибора над вершиной угла - Δ1" и погрешностью ориентирования прибора относительно системы координат - Δ1'" . В свою очередь погрешность фиксации элемента относимости Δ1', зависит от схемы, конструкции и точности изготовления прибора. Погрешность ориентирования прибора относительно системы координат Δ1'" часто обуславливается наклоном рабочей меры относительно заданной системы координат.
К погрешностям ориентирования относится погрешность за эксцентриситет визирной оси Δэкс.в.о. - возникает по различным причинам, среди которых можно выделить следующие: несовпадение визирной оси с геометрической осью трубы и изменение этого положения при устранении коллимационной погрешности, смещение визирной оси за счет колебания фокусирующей линзы при фокусировке на различные расстояния. Погрешность эксцентриситета визирной оси при измерении одного направления устраняется измерением при двух положениях круга, однако остаточное влияние этой погрешности при измерении угла может быть ощутимым. Эта погрешность методически практически исключается.
Следующая погрешность Δмо, возникающая из-за неточного определения «места нуля». Отсчетный индекс вертикального круга приводится в требуемое положение с помощью уровня (датчика наклона) или компенсатора.В оптических теодолитах, погрешность определения места нуля по вертикальному круга складывается из погрешности отсчета по уровню при алидаде вертикального круга Δу и погрешности отсчета по вертикальному кругу Δо. Обе погрешности носят случайный характер, вследствие чего можно записать
Δмо = К√(Δy+ Δo)
Коэффициент К=1/√2 учитывает обязательность двух отсчетов при определении места нуля.
Погрешность установки прибора по уровню Δу в свою очередь складывается из погрешности установки Δуст и погрешности юстировки уровня Δюст:
Эта погрешность приводит к наклону вертикальной, а следовательно, горизонтальной оси, т.е. оказывает влияние на точность измерения горизонтальных направлений.
В электронных теодолитах и тахеометрах Δмо зависит от отсчета по двухкоординатному датчику наклона в составе прибора, с помощью которого определяются две составляющие наклона в коллимационной и в вертикальной плоскостях. Однако, если установка отсчетного индекса вертикального круга производится компенсатором угла наклона, то нужно также учитывать и чувствительность компенсатора. Независимо от способа учета угла наклона в коллимационной плоскости погрешность Δмо определяется случайной погрешностью Δов отсчета датчика вертикального угла и случайной погрешностью Δн определения или компенсации наклона. Следовательно: .
В качестве еще одной погрешности ориентирования можно выделить погрешность Δун от недостаточной чувствительности устройств установки и наведения. Указанная погрешность связана с правильностью выбора механизмов, с помощью которых выполняется ориентирование подвижных частей прибора, и согласование их параметров с эргономическими параметрами оператора. При современном уровне развития точной механики и технологии изготовления таких механизмов погрешность Δун может быть отнесена к пренебрежимо малым.
К составляющим погрешности ориентирования относят также погрешности наведения. Погрешности наведения связаны в основном со зрительной трубой прибора и характеризуют точностные свойства его зрительной трубы, как средства фиксации направления на измеряемый объект. Здесь стоит уделить внимание двум группам погрешностей- суммарной погрешности зрительной трубы и суммарной погрешности окулярного микрометра.
В первую группу входят погрешность визирования зрительной трубы, погрешность смещения визирной оси трубы при перефокусировке. Погрешность визирования включает в себя погрешность отсчета по лимбу. Принято считать, что СКП визирования, обусловленная инструментальными факторами, при использовании для наблюдений способа биссектирования определяется из выражения
Δвиз= γ"/Г,
где Г- увеличение зрительной трубы; γ" – эмпирическая погрешность, которая в среднем равна 15". Для способа совмещений эта величина составляет 10". При наблюдении с помощью одиночной нити на точность визирования влияет еще и толщина нити. Следовательно, для способа наложения предельную погрешность визирования следует определять из выражения
Δвиз=( l / f'об ) ρ"
где l - толщина нити сетки; fоб –фокусное расстояние объектива трубы; ρ"=206 265".
Погрешность смещения визирной оси трубы при перефокусировке происходит из-за децентрации отрицательного компонента телеобъектива трубы относительно геометрической оси и из-за наличия качки фокусирующего устройства.
Ко второй группе относятся - погрешность отсчета по шкале окулярного микрометра зрительной трубы, а для фотоэлектрических устройств наведения – погрешности фиксации направления на цель, погрешность измерительного механизма окулярного микрометра и погрешность от вариации измерительного механизма микрометра.
Литература: Хиноева О.Б. "Разработка и применение нейросетевых алгоритмов учета погрешностей эталонных средств при калибровке угломерных геодезических приборов".М.2007.Диссертация на соискание ученой степени к.т.н.
|
