经纬仪测量误差分析

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光电经纬仪靶场精度检测误差分析

Ｈ＝Ｂ —Ｂ，ｕ
光电经纬仪综合应用光、机等先进技术进行光电测量，电、
在导弹航天飞行试验任务中不仅可以获得高精度的弹道测量数据，还可以拍摄实况资料，为分析检测飞行器的性能提供依据，因此在航天、航空、靶场测试等多个领域被广泛应用。测量设备在经过生产鉴定后，还需要进行靶场验收，对其进行对接、飞、校联试，检验是否符合要求。本文根据某次靶场测试
的数据分析光电经纬仪靶场精度检测出现的误差，并提出处理方法。
其中，表示评定设备自身坐标系的方位测量值；表示已经换算到测量设备坐标系的测量元素基准值；－，，ｋ１ ……ｍ，２表示区段序号；ｌ，ｉ， ……ｎ表示区段采样点序号。＝２，将ｎ规定为４０个点，０每个区段为２ｓ００点。０４０个若一段时间
—
２—
— ２ —
２
ａＡ＝
２
＝
２
２
部位修正准确性的影响。飞机在整个航线中平行飞行，方位的误差受跟踪部位的影响比较大，但俯仰的误差受到跟踪部
为事后测角总误差；为动
位影响相对较小。
在这个公式中，、
误差增量。
态测角随机误差；Ｅ、为静态测角总误差，＾、ｎ为动态ａＯＤｃａｒ用拍星的方法可以获取静态测角总误差。光电经纬仪在
２１０２年第４期（第１０期）总２
信息通信
ＩＯＲＡＴＩＮＦＭＯＮ＆ＣＯＭＭＮ２Ｓｍｏ１０）

在井下用经纬仪进行测角时的误差分析

ｔｙ，ｂｃｌｓｈｙｖｒｅｔｈｉｅｅｔａｇｅ—ｍｅｕｉｇｍｅｈｄｅＡｅｔｅａｉｓｗｉｔｅｄｆｒｎｌｔｕｈｎｓａｒｎｔｏｓ；ｔｅｔｉｒｌＯ￣ｃｕｅｙｅｍａｏｄｔｎ，ｓｃｓｕｄｒｒｕｄｈｍｉｉｈｈｒａｅｅＴｌａｓｄｂ￣ｃｌｃｎｉｉｓｕｈａｎｅｇｏｎｕｄｔｄｏｙ。
来源一是仪器误差，这个是由仪器制造本身的误差；二是测角方法误差，由于瞄准和读数不正确所产生的误差，是因为瞄准和读数随测角方法
不同而不同；三是外界条件所造成的误差，如井下湿度、温度、矿尘量、照明度和风速等变化因素。
关键词经纬仪角度测量仪器误差Ａ测角方法误差误差分析中图分类号Ｔ１８Ｄ７文献标识码
ＷａｇＪｎ—ｗｉＬｕｕｎｎｕｅ，ｉＸｉｇａ
ＡｂｔａｔＴｈｒｃｓｏｆｔｅａｇｌｒｍｅｓｒｍｅｔｉｅｍａｎｔｃｎｌｇｄｘｏｅｑａｉｎｅｏｍａｃｆｈｈｏｏｉｎｄａｓｈｏｔｎｓｒｃｅｐｅｉｉｎｏｈｎｕａａｕｅｎｓｔｉｅｈｏｏｙｉｅｆｔｕｌｔａｄｐｒｒｎｅｏｅｔｅｄｌｔｈｎｈｙｆｔｅ．ａｌｏｔｅｉｍｐｒｔａ
１井下经纬仪测角的误差来源
在井下用经纬仪进行角度测量的误差来源：１（）仪器误差，这个是由仪器本身制造的误差造成的；２（）测角方法误差，由于瞄准和读数不正确所产生的误是差，因为瞄准和读数随测角方法不同而不同；３外界（）条件所造成的误差。如井下湿度、温度、尘量和风矿速、照明度和风速等变化因素。１１仪器误差对经纬仪测量水平角的影响．

经纬仪红外基准点误差修正及分析

上，轴间距离为Ｒ。实际测量中，两在红外光轴在主摄
０引言
经纬仪作为新研制的外弹道测量设备，可见光除测量以外，附加了红外跟踪测量功能。红外测量具还有作用距离远、易受气象条件影响的特点］能够不，对目标自动捕获，据目标特征实现多种跟踪方式的根自动切换。经纬仪的红外测量极其重要，其包含诸但
ＭＵｈｈａＷＥＩＣｈｏ．ＩＣｈｎｕｎＺｉｕ，ａＬＵｕｇａｇ（．１５ｉ，ａｎｎｌｎｌ６０Ｃｈｎ）Ｎｏ９５０ＵｎｔＬｉｏｉｇＤａｉ１００．ｉａａＡｂｔａｔＴｈｒｒａｕｍａｋｒｏｓｉｎｒｒｄｍｅｓｒｍｅｔｄｔｆｃｒａｎｔｐｈｏｏｉｅａｄｔｅｉｆｕｎｅｏｈｒｏｓｏｓｒｃ：ｅｅａｅｄｔｍｒｓｅｒｒｎｉｆａｅａｕｅｎａａｏｅｔｉｙｅｔｅｄｌｎｈｎｌｅｃｆｔｅｅｒｒｎｔ
ｅｔａｔｄｉｈｓｐｐｒｎｈｏｍｕａｆｅｒｒｃｒｅｔｎｗｅｅｄｄｃｄｂｋｔｈｎｈｒｂｅｆｔｅｄｔｍｒｒｏｓｘｒｃｅｎｔｉａｅ，ａｄｔｅｆｒｌｅｏｒｏｏｒｃｉｒｅｕｅｙｓｅｃ，ａｄｔｅｐｏｌｍｓｏｈａｕｍａｋｅｒｒｏ

光电经纬仪数据交会误差分析

０引言
光电经纬仪有着众多优点，诸如实时可见、高精测度和
坐标，再经坐标变换，将其转化至计算坐标系。
动态图像再现等，因而在航空、航天、兵器实验等科研及军工
领域获得了广泛应用。随着各型武器的相继研发，靶场实验
也从常规、单一型武器实验向高测定精度、多测量手段的新
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍｕｌｔｉ～ｔｈｅｏｄｏｌｉｔｅｓｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ａｐｏｓｉｔｉｏｎ
关键词：光电经纬仪；交会测量；误差分析
中图分类号：ＴＰ３３３．３
文献标识码：Ａ
文章编号：２０９５—２１６３（２０１３）０３—００５０— ０３
ＥｒｒｏｒＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｈｅｏｄｏｌｉｔｅＤａｔａＩｎｔｅｒｓｅｃｔｉＯｎ
ｐｒｏｖｅｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｏｐｔｉｃ—ｅｌｅｃｔｏｎｒｉｃＴｈｅｏｄｏｌｉｔｅ；ＩｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ＥｒｒｏｒＡｎｌｙａｓｉｓ

光学经纬仪测量不确定度评定--一测回水平方向标准偏差

程》。１－２计量标准：水准仪、经纬仪综合检验仪，测量范围
０—３６０。。
Ｕ＝
表１实验室的计量标准器和配套设备
序号设备名称技术性能１水准仪、经纬测量范围：水平角（０。一３６０ｏ）水平角０．２仪综合检验仪竖直角（ ±３１ｏ）竖直角０．５
ｕ（Ｖ）＝
ｕ（ ‘ Ｐ）
（６）
Ｅｌ３（３）式求方差得：（推导过程略）
ｕ
＝
ｕｊ）
Ｕ２（
１
（７）
联系（６）式和（５）式得：最后照准起始目标１，回零读数，取起始零位与回零读数ｕ＝而。的平均值为盘左起始方向值。将经纬仪望远镜翻转１８Ｏ。，以逆时针方向旋转，分别（ ‘ ｐ）照准目标１、ｎ、 ……３、２、１，分别读数取平均值Ｒ重复上由上式知，传播系数Ｃ为：述测绘测６个测回。依次求出各测回的观测结果。按照检定规程中的（２９）公式计算一测回水平方向标准偏差。２数学模型２．１在第ｉ测回观测中，目标ｉ相对于目标１的角度
Ｖｊｊ＝ａ。一１
．
赵庆嵘（南通市计量检定测试所）
摘要：为了评定光学经纬仪测量不确定度，本文通过建立相应的数学模型，同时研究分析不确定度传播率、标准不确定度评定、合成标准不确定度等，进而在一定程度上为评定光学经纬仪测量不确定度提供参考依据。

经纬仪三轴误差

§3.4 精密光学经纬仪的仪器误差及其检验和校正前面几节具体介绍了光学经纬仪的主要部件及其相互关系。

仪器的制造和安装不论如何精细，也不可能完全满足理论上对仪器各部件及其相互几何关系的要求，加之在仪器使用过程中产生的磨损、变形，以及外界条件对仪器的影响，必然给角度测定结果带来误差影响。

这种因仪器结构不能完全满足理论上对各部件及其相互关系的要求而造成的测角误差称为仪器误差。

仪器误差包括三轴误差(视准轴误差、水平轴倾斜误差、垂直轴倾斜误差)，照准部旋转误差，分划误差(水平度盘分划误差、测微盘分划误差)以及光学测微器行差等。

本节将介绍这些误差的产生原因，消除或减弱其影响的措施及检验方法。

3.4.1 三轴误差由§3.1知，经纬仪的三轴（视准轴、水平轴、垂直轴）之问在测角时应满足一定的几何关系，即视准轴与水平轴正交，水平轴与垂直轴正交，垂直轴与测站铅垂线一致。

当这些关系不能满足时，将分别引起视准轴误差、水平轴倾斜误差、垂直轴倾斜误差。

1．视准轴误差（1）视准轴误差及其产生原因望远镜的物镜光心与十字丝中心的连线称为视准轴。

假设仪器已整置水平(即垂直轴与测站铅垂线一致)，且水平轴与垂直轴正交，仅由于视准轴与水平轴不正交——即实际的视准轴与正确的视准轴存在夹角C ，称为视准轴误差。

如图3—26。

当实际的视准轴偏向垂直度盘一侧时，C 为正值，反之C 为负值。

产生视准轴误差的原因是由于安装和调整不正确，使望远镜的十字丝中心偏离了正确的位置，造成视准轴与水平轴不正交，从而产生了视准轴误差。

此外，外界温度的变化也会引起视准轴的位置变化，产生视准轴误差。

（2）视准轴误差对观测方向值的影响及消除影响的方法视准轴误差C 对观测方向值的影响C ∆为αcos C C =∆ （3-10）式中：α为观测目标的垂直角。

由C ∆的表达式可知：1）C ∆的大小不仅与C 的大小成正比，而且与观测目标的垂直角α有关。

当α越大时，△C 也越大，反之就越小；当α=0时，C ∆=C 。

光学经纬仪实验报告

光学经纬仪实验报告光学经纬仪实验报告引言：光学经纬仪是一种用来测量天体经纬度的仪器，它利用光学原理和精确的测量技术，可以精确测量天体的位置和运动。

本实验旨在通过使用光学经纬仪，对天体的经纬度进行测量，并探索其原理和应用。

一、实验装置和原理实验装置主要由光学经纬仪、望远镜、测量标尺等组成。

光学经纬仪的原理是利用望远镜观测天体，通过旋转经纬仪的底座，调整望远镜的方向，使其指向待测天体。

然后，通过读取经纬仪上的刻度，可以得到天体的经度和纬度。

二、实验步骤1. 调整仪器：将光学经纬仪放置在水平台上，使用调平螺丝调整仪器的水平度。

同时，通过调整望远镜的焦距和清洗镜片，确保观测的准确性。

2. 观测天体：选择一个明亮的星体作为目标，通过调整经纬仪的底座，使望远镜准确指向目标。

3. 读取刻度：通过目镜上的刻度尺，读取天体的经度和纬度。

注意，读取时要注意光学仪器的误差，并进行修正计算。

4. 多次观测：为了提高测量的准确性，可以进行多次观测，并取平均值。

同时，还可以观测不同天体，以验证仪器的准确性和稳定性。

三、实验结果通过多次观测，我们得到了一系列天体的经纬度数据。

经过统计和分析，我们发现这些数据与已知的天体位置数据基本吻合，证明了光学经纬仪的准确性和可靠性。

同时，我们还发现了一些有趣的现象，比如某些天体的位置会随着时间的变化而发生微小的偏移，这可能与地球自转和天体运动有关。

四、实验误差分析在实验中，我们发现了一些误差来源，这些误差可能会对测量结果产生影响。

首先，仪器本身的精度和稳定性会对测量结果产生一定的影响。

其次，观测环境的光照条件、气候等因素也会对测量结果产生一定的误差。

此外，观测者的技术水平和经验也会对测量结果产生影响。

五、实验应用光学经纬仪广泛应用于天文学、地理学等领域。

在天文学中，它被用来测量天体的位置和运动，研究宇宙的结构和演化。

在地理学中，它被用来测量地球上不同地点的经纬度，制作地图和导航系统。

此外，光学经纬仪还可以用于导弹制导、航海和测量工程等领域。

陀螺仪论文-陀螺经纬仪定向的误差分析及导线平差

陀螺经纬仪定向的误差分析及导线平差摘要：井下经纬仪导线通常是由井底车场开始的向井田边界推进的，根据误差累计原理，导线点位的误差离井底车场越远误差越大。

利用陀螺经纬仪定向时，对其进行误差分析及平差，能有效地控制误差，并提供最优定向法！关键词：陀螺经纬仪；定向误差；导线平差1 陀螺经纬仪定向的精度平定陀螺经纬仪的定向精度主要以陀螺方位角一次测定中误差m T 和一次定向中误差m α表示。

1.1 陀螺方位角一次测定中误差在待定边进行陀螺定向前，陀螺仪需在地面已知坐标方位角边上测定仪器常数△。

按《煤矿测量规程》规定，前后共需测4~6次，这样就可按白赛尔公式求算陀螺方位角一次测定中误差，即仪器常数一次测定中误差（简称一次测定中误差）为：[]1vv n ±∆- 式中 v i —仪器常数的平均值与各次仪器常数的差值；n △—测定仪器常数的次数。

则测定仪器常数平均值的中误差为：m △平= m T 平=mT n ±∆1.2 一次定向中误差一次定向中误差可按下式计算：式中 —仪器常数平均中误差； —待定边陀螺方位角平均值中误差；m α= 222·m m T m λ∆±平+平+—确定子午线收敛角的中误差。

因确定子午线收敛角的误差m γ较小，可以忽略不计，故上式可写为：m α= 22·m T m ∆±平+平 2 陀螺经纬仪一次测定方位角的中误差分析如前所述，陀螺经纬仪的测量精度，以陀螺方位角一次测定中误差表示。

不同的定向方法，其误差来源也有差异。

目前国内最常用的是跟踪逆转点法和中天法，其中所用的一些数据是根据具体的仪器试验分析所得，有一定得局限性，但对掌握误差分析方法而言，却是无关紧要的。

2.1 跟踪逆转点法定向时的误差分析以JT 15型陀螺经纬仪为例进行探讨。

按跟踪逆转点法进行陀螺定向时，主要误差来源有：①经纬仪测定方向的误差；②上架式陀螺仪与经纬仪的连接误差；③悬挂带零位变动误差；④灵敏部摆动平衡位置的变动误差；⑤外界条件，如风流、气温及震动等因素的影响。

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经纬仪测量误差分析
水平角测量误差
1.仪器误差
仪器误差的来源可分为两方面。

一是仪器制造加工不完善的误差，如度盘刻划的误差及度盘偏心差等。

前者可采用度盘不同位置进行观测（按180°/n计算各测回度盘起始读数）加以削弱；后者采用盘左盘右取平均值予以消除。

其次是仪器校正不完善的误差，其视准轴不垂直于横轴及横轴不垂直于竖轴的误差，可采用盘左盘右取平均值予以消除。

但照准部水准管不垂直于竖轴的误差，不能用盘左盘右的观测方法消除。

因为，水准管气泡居中时，水准管轴虽水平，竖轴却与铅垂线间有一夹角θ，水平度盘不在水平位置面倾斜一个θ角，用盘左盘右来观测，水平度盘的倾角θ没有变动，俯仰望远镜产生的倾斜面也未变，而且瞄准目标的俯仰角越大，误差影响也越大，因此测量水平角时观测目标的高差较大时，更应注意整平。

2.观测误差
（1）对中误差
观测时若仪器对中不精确，致使度盘中心与测站中心O不重合而偏至O′，OO′的距离e称为测站偏心距，此时测得的角值β′与正确角值β之差△β′即为对中不良所产生的误差，由图可知:
△β＝β－β′＝δ1＋δ2。

因偏心距e是一小值，故δ1和δ2应为一小角，于是把e近似地看作一段小圆弧，所以得:
△β＝δ1＋δ2＝ep〞(1/d1+1/d2)
式中：d1、d2——水平角两边的边长；
e——测站偏心距；
p〞=206265″。

由上式可知，对中误差与偏心距e成正比，与边长d1和d2成反
比。

例如，e=3mm、d1=d2=100m，则△β=12.4″；如果d1= d2 =50m，则△β=24.8″。

故当边长较短时，应认真进行对中，使e值较小，减少对中误差的影响。

（2）整平误差
观测时仪器未严格整平，竖轴将处于倾斜位置，这种误差与上面分析的水准管轴不垂直于竖轴的误差性质相同。

由于这种不能采用适当的观测方法加以消除，当观测目标的竖直角越大其误差影响也越大，故观测目标的高差较大时，应特别注意仪器的整平，一般每测回观测完毕，应重新整平仪器再进行下一个测回的观测。

当有太阳时，必须打伞，避免阳光照射水准管，影响仪器的整平。

（3）目标偏心误差
若供瞄准的目标偏心，观测时不是瞄准A点而是瞄准A′点，偏心距AA′=e1，这时测得的角值β′与正确角值β之差δ1，即为目标偏心所产生的误差，即：
δ1＝β－β′＝（e1/d1）p〞
由上式可知，这种误差与对中误差的性质相同，即与偏心距成正比，与边长成反比，故当边长较短时应特别注意减小目标的偏心，若观测目标有一定高度，应尽量瞄准目标的底部，以减小目标偏心的影响。

（4）照准误差
人眼的分辨力为60″，用放大率为V的望远镜观测，则照准目标的误差为
m V＝±60〞/v
如V=28，则照准误差m V=±2.1″。

但观测时应注意消除视差，否则照准误差将增大。

（5）读数误差
在光学经纬仪按测微器读数，一般可估读至分微尺最小格值的十分之一，若最小格值为l′，则读数误差可认为是±l′/10=±6″。

但读数时应注意消除读数显微镜的视差。

3.外界条件的影响
外界条件的影响是多方面的。

如大气中存在温度梯度，视线通过大气中不同的密度层，传播的方向将不是一条直线而是一条曲线，这时在A点的望远镜视准轴处于曲线的切线位置即已照准B点，切线与曲线的夹角即为大气折光在水平方向所产生的误差，称为旁折光差。

旁折光差的大小除与大气温度梯度有关外，还与距离d的平方成正比，故观测时对于长边应特别注意选择有利的观测时间（如阴天）。

此外视线离障碍物应在1m以外，否则旁折光会迅速增大。

其次，在晴天由于受到地面辐射热的影响，瞄准目标的像会产生跳动；
大气温度的变化导致仪器轴系关系的改变；土质松软或风力的影响，使仪器的稳定性较差等都会影响测角的精度。

因此，视线应离地面在1m以上；观测时必须打伞保护仪器；仪器从箱子里拿出来后，应放置半小时以上，令仪器适应外界温度再开始观测；安置仪器时应将脚架踩牢等。

总之要设法避免或减小外界条件的影响，才能保证应有的观测精度。

竖直角测量误差
1.仪器误差
仪器误差主要有度盘刻划误差、度盘偏心差及竖盘指标差。

其中度盘刻划误差不能采用改变度盘位置（每一测回开始的始读数不变）进行观测加以消除，在目前仪器制造工艺中，度盘刻划误差是较小的，一般不大于0.2″。

度盘偏心差可采用对向观测取平均值加以消减（即由A观测B，再由B观测A）。

而竖盘指标差可采用盘左盘右观测取平均值加以消除。

2.观测误差
观测误差主要有照准误差、读数误差和竖盘指标水准管整平误差。

其中前两项误差在水平角测量误差中已作论述，至于指标水准管整平误差，除观测时认真整平外，还应注意打伞保护仪器，切忌仪器局部受热。

3.外界条件的影响
外界条件的影响与水平角测量时基本相同，但其中大气折光的影响在水平角测量中产生的是旁折光，在竖直角测量中产生的是垂直折光。

在一般情况下，垂直折光远大于旁折光，故在布点时应尽可能避免长边，视线应尽可能离地面高一点（应大于1m），并避免从水面通过，尽可能选择有利时间进行观测，并采用对向观测方法以削弱其影响。