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一、室內(nèi)、外方法的比較及數(shù)據(jù)分析

1.差異性比較

選用相同的被測對象與不同的測量方法，來評估分析光管模擬外業(yè)與實際室外法的檢定結(jié)果的差異性。

選用5臺被檢數(shù)字水準儀DiNi03，針對我院數(shù)字水準儀檢定裝置進行室內(nèi)法檢測。檢定之前，需將被檢的數(shù)字水準儀光學(xué)角調(diào)校準確，或與基準水平線符合，以保證其光學(xué)角相同，從而保證光學(xué)照準得到一致的標(biāo)高視線。還需檢定其補償器，確定其補償器的補償誤差合格，且補償器的特性穩(wěn)定。數(shù)字水準儀檢定裝置，即雙平行光管按要求建立滿足準線偏差≤2″，并平行光管里內(nèi)置標(biāo)準條碼作為掃讀目標(biāo)提供標(biāo)準視線高讀數(shù)。

將被檢數(shù)字水準儀采用室內(nèi)光管法，測量得到的電子角剩余誤差結(jié)果后，該數(shù)字水準儀不做電子角校正（未實施保存新值作為修正值）。隨后，將被檢數(shù)字水準儀與室外相應(yīng)配套的因瓦條碼水準標(biāo)尺按照相應(yīng)費式法、日本法、庫式法及李式法要求，分別再次測量得到每一次電子角測量結(jié)果，數(shù)據(jù)如表1所示。

實驗數(shù)據(jù)表明，室內(nèi)光管法得到的結(jié)果與室外法差距較大，電子i角正負號不相同，即實測的i角有仰角也有俯角，數(shù)值也偏差極大?？紤]到室外立尺有極大的外界影響因素，并不可預(yù)估且不好追溯影響原因，如若選擇在已知高程或相互標(biāo)高的標(biāo)點處測量會帶來更穩(wěn)定的數(shù)值；再者，室外法選擇的配套條碼水準標(biāo)尺，是作為標(biāo)高的長度標(biāo)準。因此，為避免因數(shù)字水準儀掃讀條碼分劃標(biāo)準差引入的不確定度分量影響，實驗中應(yīng)盡量選擇檢定合格的因瓦條碼水準標(biāo)尺，且每次測量需保證標(biāo)尺處于鉛垂位置。

2.平行光管法準確性驗證

采用徠卡數(shù)字水準儀（DNA03、LS15），針對平行光管法與費式法做重復(fù)性測量，以驗證平行光管法的性能是否準確。

（1）費式法

如圖1所示，在相距D=45m的距離兩端設(shè)置配套的條碼型水準標(biāo)尺，將距離D均分為三等分，分別在距A、B條碼水準標(biāo)尺15m 處設(shè)兩個儀器站，即測站1，測站2，則儀器角可按式（1）計算：

式中：i——數(shù)字水準儀電子視準軸誤差；hA——測站1中，數(shù)字水準儀瞄準A條碼水準標(biāo)尺讀數(shù)得到標(biāo)高讀數(shù)；hB——測站1中，數(shù)字水準儀瞄準B條碼水準標(biāo)尺讀數(shù)得到標(biāo)高讀數(shù)；hA＇——測站2中，數(shù)字水準儀瞄準A條碼水準標(biāo)尺讀數(shù)得到標(biāo)高讀數(shù)；hB＇——測站2中，數(shù)字水準儀瞄準B條碼水準標(biāo)尺讀數(shù)得到標(biāo)高讀數(shù)；ρ——206265″。

（2）我院數(shù)字水準儀檢定裝置原理

在平行光管中配置一帶有徠卡DNA系列標(biāo)準條碼的分劃板，按照近點15m，遠點30m移動目標(biāo)。其設(shè)立的檢定方法就是模擬費式法。將被檢的徠卡DNA03數(shù)字水準儀照準平行光管A管的近點15m,繼而旋轉(zhuǎn)數(shù)字水準儀180°，照準平行光管B管遠點30m，此為測站1的測量。接著模擬搬站，將被檢的徠卡DNA03數(shù)字水準儀照準B管近點15m，再次翻轉(zhuǎn)數(shù)字水準儀180°，照準A管30m，此為測站2。分別按照式（1）計算電子角，按照上述的測量方法對數(shù)字水準儀做6次重復(fù)性測量，數(shù)據(jù)如表2所示。LS15型徠卡數(shù)字水準儀費式電子i角重復(fù)性測量數(shù)據(jù)如表3所示。

針對費式法測量徠卡數(shù)字水準儀電子i角得到的結(jié)果，按合并樣本標(biāo)準偏差計算。由于選用2組徠卡數(shù)字水準儀測量，第一組測量n=4,第二組n=6,則應(yīng)該采用方差的加權(quán)平均，權(quán)重為（nj-1），合并樣本標(biāo)準差sp（xk）為

數(shù)字水準儀電子角的限差≤為15″，即MPEV=15″，則由式（5）可得：

經(jīng)表2、表3數(shù)據(jù)分析可知，費式法得到的電子角剩余誤差均大致相等，偏離不大，按照費式法建立的水平基準線滿足≤2″, 經(jīng)計算得到其合并樣本標(biāo)準偏差sp=0.68＂≤5＂,滿足的要求，可認為檢定裝置穩(wěn)定可靠，所建立的水平基準線性能可靠,提供的基準水平線可以滿足數(shù)字水準儀電子角和補償誤差的檢定需求。

二、結(jié)束語

數(shù)字水準儀檢定方法的選擇，一直是困擾測繪儀器檢定領(lǐng)域的一個焦點問題。JJG425-2003《水準儀檢定規(guī)程》提供了數(shù)字水準儀電子角的檢定方法，JJG（測繪）2101-2013《數(shù)字水準儀檢定規(guī)程》提出了將水準標(biāo)尺聯(lián)測的方法來評定系統(tǒng)誤差，而GB/T 10156-2009《水準儀》則推薦使用室外法來獲得電子i角的測量結(jié)果。本文通過比較各檢定方法，參考借鑒國內(nèi)外研究人員對數(shù)字水準儀所進行的大量研究，分析計算得到了電子角測量結(jié)果區(qū)別差異。隨著測繪儀器的發(fā)展，制造技術(shù)的不斷更新，數(shù)字水準儀的檢定必然會形成一個各行業(yè)公認且行之有效的準確判別方法，且為后續(xù)的數(shù)字水準儀比對方法的確立提供可靠的參考，這對確保測繪儀器的檢測質(zhì)量有著十分重要的指導(dǎo)應(yīng)用意義。