專利名稱：一種光電經緯儀橫軸差的測量方法
技術領域：
本發(fā)明是一種光電經緯儀橫軸差的測量方法。
背景技術：
隨著光電經緯儀的應用越來越廣，測角精度要求越來越高，為保證經緯儀的高精度測角能力，各單項誤差必須穩(wěn)定地保持在一定范圍內。光電經緯儀橫軸差是單項誤差的一種，也稱為經緯儀的水平軸傾斜誤差。在室內，人們可以用經緯儀檢測架和平行光管，對單項差進行準確的檢測；在室外，可以用方位標，比較準確地測出指向差、照準差、零位差這幾項單項誤差；但是，橫軸差的測量需要一個穩(wěn)定的、有一定高角的點目標，在室外，這樣的目標比較難尋而人為設置也很難達到要求，往往無法對橫軸差進行精確測量。

發(fā)明內容
本發(fā)明的技術解決問題克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種在室外可以精確測量橫軸差的光電經緯儀橫軸差的測量方法，以滿足光電經緯儀橫軸差的測量要求。
本發(fā)明的技術解決方案一種光電經緯儀橫軸差的測量方法，其特點在于利用北極星作為目標，其移動比較緩慢，在較短的測量時間內，可以假定北極星是按線性移動的，通過兩次已知時刻光電經緯儀對北極星角度的準確測量，推算出光電經緯儀橫軸差，具體步驟如下(1)首先測量出光電經緯儀的照準差，作為計算橫軸差的基礎選擇大氣湍流較小的清晨或傍晚，使光電經緯儀望遠鏡處于正鏡位置，測出方位標正鏡方位角度；使光電經緯儀望遠鏡處于倒鏡位置，測出方位標倒鏡方位角度；通過公式計算得到儀器的照準差，為了減小人為測量誤差，上述步驟重復至少3次，取算術平均值為儀器的照準差；(2)橫軸差的測量選擇天氣狀況較好的晴朗夜晚，選用高仰角的亮星(水平高角大于45°)，如選用北極星，在相對較短的時間內，對北極星，任意測出它的一次光電經緯儀處于正鏡位置的方位角度和高低角度、兩次光電經緯儀處于倒鏡位置的方位角度和高低角度；或者，一次光電經緯儀處于倒鏡位置的方位角度和高低角度，兩次光電經緯儀處于正鏡位置的方位角度和高低角度，利用計算公式，準確解算出對該星已知時刻的正、倒鏡角度，又利用已測量的照準差數(shù)據(jù)，計算出光電經緯儀橫軸差。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有如下優(yōu)點(1)可以在室外對光電經緯儀橫軸差的測量，這是由于選擇的點目標是北極星，測量方法是通過計算求得。與室內常規(guī)測量方法比較，不需要室內平行光管檢測架提供點目標。
(2)測量精度與室內常規(guī)測量方法相當。從誤差分析上看，測量產生的誤差，來自測量裝置誤差、環(huán)境誤差、方法誤差和人員誤差。本發(fā)明的測量誤差包括編碼器測角精度誤差±1.4″；微機記錄數(shù)據(jù)分辨率力當量誤差±0.4″；因測量時間很短，忽略環(huán)境誤差；因受北極星移動的影響及測量者反應速度的影響，按人的反應時間0.2s來計算，此時北極星移動量小于±0.1″；人的瞄準誤差±0.2″。因此總均方根誤差為δ=±1.42+0.42+0.12+0.22=±1.5′′.]]>而室內常規(guī)測量方法，測量誤差包括編碼器測角精度誤差±1.4″；主控數(shù)據(jù)分辨力誤差當量±0.4″；人的瞄準誤差±0.2″?？偩礁`差為δ=±1.42+0.42+0.22=±1.47′′.]]>雖然本發(fā)明的測量誤差與室內常規(guī)測量方法比較增加了北極星移動產生的誤差，但總均方根誤差只大了0.03″。所以測量精度與室內常規(guī)測量方法相當。
(3)簡單、實用。這是因為本發(fā)明的測量方法與室內常規(guī)測量方法比較照準差的測量是一致的。橫軸差的測量，目標是北極星，只需測出光電經緯儀對北極星正、倒鏡位置的方位、高低角度，通過公式計算就可求得；與室內常規(guī)測量方法比較，不需要專門技術人員調試測量所需的平行光管，北極星是標準的無窮遠目標。
具體實施例方式
選擇大氣湍流較小的清晨或傍晚，使光電經緯儀望遠鏡處于正鏡位置，測出方位標正鏡方位角度；使光電經緯儀望遠鏡處于倒鏡位置，測出方位標倒鏡方位角度；通過公式計算得到儀器的照準差，為了減小人為測量誤差，上述步驟重復至少3次，取算術平均值為儀器的照準差。選擇天氣狀況較好的晴朗夜晚，選用高仰角的亮星(水平高角大于45°)，如選用北極星，在相對較短的時間內，對北極星，任意測出它的一次光電經緯儀處于正鏡位置的方位角度和高低角度、兩次光電經緯儀處于倒鏡位置的方位角度和高低角度；或者，一次光電經緯儀處于倒鏡位置的方位角度和高低角度，兩次光電經緯儀處于正鏡位置的方位角度和高低角度，利用計算公式，準確解算出對該星已知時刻的正鏡方位角度、正鏡高低角度，又利用已測量的照準差數(shù)據(jù)，計算光電經緯儀橫軸差。見表1。
表1 測角時刻和所測得角度

其中在t1、t3兩個時刻，測得北極星任意一個方向的高低角度E1(E3)、方位角度A1(A3)，我們人為設定其為光電經緯儀處于正鏡位置的方位、高低角度；在t2時刻，測得北極星另一方向的高低角度E倒、方位角度A倒，按前面的假設，其對應的值為光電經緯儀處于倒鏡位置的方位、高低角度。計算出在t2時刻經緯儀處于正鏡位置的方位角度A正、高低角度E正。
計算橫軸差



式中C為經緯儀的照準差，按常規(guī)方法測量。()為橫軸差。
實施例以下是利用本發(fā)明的測量方法對某臺室外光電經緯儀橫軸差的測量結果在大氣湍流較小的清晨，兩人分別對方位標正、倒鏡各瞄準三次，測得正、倒鏡角度，計算出照準差，取平均值。見表2。
表2 照準差的測量

得到照準差C＝+1.1″，作為計算橫軸差的基礎。
在天氣狀況較好的晴朗夜晚，選用高仰角的亮星(水平高角大于45°)，如選用北極星，測北極星的方位角度、高低角度，見表2，表3。
表3 第一次對北極星測量角度

在19:56:39.5這一時刻，經緯儀處于倒鏡位置測量的北極星方位、高低角度為A倒180.8548° E倒138.0445°
通過計算可得到此時刻經緯儀處于正鏡位置的北極星方位角度A正、高低角度E正為


計算橫軸差

表4 第二次對北極星測量角度

在20:39:29.0這一時刻，經緯儀處于倒鏡位置測量的北極星方位、高低角度為A倒180.7665° E倒137.9307°通過計算可得到此時刻經緯儀處于正鏡位置的北極星方位角度A正、高低角度E正為


計算橫軸差

兩次分別測得橫軸差-0.6″，-0.9″。
權利要求
1.一種光電經緯儀橫軸差的測量方法，其特征在于具體步驟如下(1)首先測量出光電經緯儀的照準差，作為計算橫軸差的基礎選擇大氣湍流較小的清晨或傍晚，使光電經緯儀望遠鏡處于正鏡位置，測出方位標正鏡方位角度；使光電經緯儀望遠鏡處于倒鏡位置，測出方位標倒鏡方位角度；通過公式計算得到儀器的照準差；(2)橫軸差的測量選擇天氣狀況較好的晴朗夜晚，選用水平高角大于45°的高仰角亮星，在相對較短的時間內，對該星任意測出它的一次光電經緯儀處于正鏡位置的方位角度和高低角度、兩次光電經緯儀處于倒鏡位置的方位角度和高低角度；或者，一次光電經緯儀處于倒鏡位置的方位角度和高低角度，兩次光電經緯儀處于正鏡位置的方位角度和高低角度，利用計算公式，解算出對該星已知時刻的正、倒鏡角度，再利用已測量的照準差數(shù)據(jù)，計算出光電經緯儀橫軸差。
2.根據(jù)權利要求1所述的光電經緯儀橫軸差的測量方法，其特征在于為了減小人為測量誤差，所述步驟重復至少3次，取算術平均值為最后的照準差。
3.根據(jù)權利要求1所述的光電經緯儀橫軸差的測量方法，其特征在于所述的水平高角大于45°的高仰角亮星為北極星。
全文摘要
一種光電經緯儀橫軸差的測量方法，在室外利用北極星移動緩慢的特點，在較短的測量時間內，假定北極星是按線性移動的。首先，選擇大氣湍流較小的清晨或傍晚，對地面方位標，使光電經緯儀望遠鏡處于正鏡位置，測出正鏡方位角度；使光電經緯儀望遠鏡處于倒鏡位置，測出倒鏡方位角度；通過公式計算得到儀器的照準差。作為計算橫軸差的基礎；選擇天氣狀況較好的晴朗夜晚，選用高仰角的亮星，在相對較短的時間內，對北極星任意測出光電經緯儀處于正鏡位置的方位角度和高低角度、兩次光電經緯儀處于倒鏡位置的方位角度和高低角度；或者，一次光電經緯儀處于倒鏡位置的方位角度和高低角度，兩次光電經緯儀處于正鏡位置的方位角度和高低角度。利用計算公式，準確解算出對該星已知時刻的正、倒鏡角度，又利用已測量的照準差數(shù)據(jù)，計算光電經緯儀的橫軸差。
文檔編號G01C1/02GK1818564SQ20061001158
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月29日 優(yōu)先權日2006年3月29日
發(fā)明者孟峰, 張云珍 申請人:中國科學院光電技術研究所