全站儀和電子經(jīng)緯儀角度補償修正方法

王四明/上海全站測繪科技有限公司

0 引言

各種等級的全站型電子速測儀（簡稱全站儀）和電子經(jīng)緯儀為達到相應的準確度要求均采用補償裝置。補償裝置的準確度主要由補償水泡的加工準確度所決定，因此，全站儀和電子經(jīng)緯儀（以下統(tǒng)稱儀器）在制造過程中，對補償水泡的加工和研磨控制顯得極其重要。常規(guī)生產(chǎn)過程中，由于加工中心點的偏移和磨具損耗變形等的影響，不能保證每件產(chǎn)品具有良好的線性斜率，因此補償裝置只有部分能達到國家標準規(guī)定的要求，使生產(chǎn)成本居高不下。通過對角度補償特性的研究，采取角度補償?shù)姆椒ǎ瑥亩岣弋a(chǎn)品的合格率。

1 角度補償?shù)奶匦?/h2>

有些儀器具有單向補償裝置，有的具有雙向補償裝置。單向補償裝置的X向傾斜信號初始信號如圖1所示。雙向補償裝置的X向傾斜信號和Y向傾斜信號具有相同特性，在此僅討論X向傾斜信號。放大處理后的信號如圖2所示。

圖1 初始信號

圖2 放大處理后信號

2 角度補償?shù)男拚?/h2>

2.1 一K法

以X向傾斜信號為例（如圖3），以K0一個斜率值對該補償裝置進行修正，電路簡單，成本低廉，但對水泡加工要求很高，合格率低，相當部分仍達不到國家標準規(guī)定的≤6″/±3′要求。

圖3 一K法放大處理后信號

2.2 二K法

以K1一個斜率值對該補償裝置的-3′～0段準確度進行修正，以K2一個斜率值對該補償裝置的0～+3′段準確度進行修正（如圖4）。

圖4 二K法放大處理后信號

電路中需有CPU，成本有所提高，同時增加對拐點的判別，以確定傾斜點在K1段上還是在K2段上，若在K1段就要用K1修正；若在K2段就要用K2修正。這種方法對水泡加工要求有所下降，合格率比較高。

2.3 兩端法

先對該補償裝置在傾斜-3′處測定信號值，再對該補償裝置在傾斜+3′處測定信號值，以這兩個點的信號值計算K′（如圖5）。然后用K′一個斜率值對該補償裝置的-3′～+3′整段準確度進行修正，電路中需有CPU，成本有所提高，不需要對拐點進行判別。這種方法對水泡加工要求稍有下降，合格率介于一K法和二K法間。

圖5 兩端法放大處理后信號

2.4 逐點修正法

先對該補償裝置的-3′～+3′整段范圍內(nèi)，每傾斜30″測定信號值（如圖6）。然后對各點的傾斜準確度進行修正，用軟件將各點連成曲線，也就是說每相鄰的兩個點都獲得一個K值。

圖6 逐點修正法放大處理后信號

在測定具體傾斜量時，需要增加對眾多拐點的判別（共有12個K值），以確定傾斜點在哪一個K段上,再用該段的K修正。電路中需有CPU，成本較高，軟件相對復雜，需要對眾多拐點的判別。但這種方法對水泡加工要求較低，合格率很高。

3 結(jié)論

綜上所述，對儀器補償裝置進行修正是提高儀器準確度、降低儀器制造成本的有效方法。本文分析了4種修正方法的利弊，實際應用中可根據(jù)儀器的準確度等級和補償裝置的誤差值以及成本核算選擇相應的修正方法。

表1為某臺全站儀補償裝置采用不同方法修正后的測試數(shù)據(jù)。

表1 采用不同方法修正后的測試數(shù)據(jù)