F-P標準具多光束干涉成像實現微小角度自校準測量

周世南，沈小燕，李東升，吳晨光

（中國計量大學計量測試工程學院，杭州 310018）

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隨著醫療、軍事、航空航天等領域對高精度角度測量的需求日益增強，高準確度微小角度測量技術成為各國科技研究的重點［1-4］。微小角度的典型測量儀器為自準直儀，目前國際上精度最高的為德國M?LLERWEDEL 公司生產的ELCOMAT HR 型光電自準直儀，其全量程300″內的測角不確定度可以達到0.06″（k=2），國內測量精度最高的為天津奧特梅爾公司生產的AUTOMAT 5 000 光電自準直儀，能夠實現±1 000″范圍內±0.25″的測量精度。為了獲得更高的角度測量準確度，一些微小角度測量原理和方法不斷被提出。2011年，CHENG Fang 等［5］提出了一種用于高分辨率角度測量的重構邁克爾遜干涉儀，在50″的測量范圍內，該方法的分辨率為0.01″，測量精度小于0.03″。2013年，哈爾濱工業大學的ZHU Fan 等［6］利用激光基準，完成了對測量小角度偏差的共光路設計準則。該方法在2 m 的測量距離內，激光自準直精度為0.013″。2014年，LUO Jun 等［7］設計了一種能夠實現遠距離精確測量小角度的自準直儀，實現了150 m 測量距離上±2″的測量精度。2017年，芬蘭VTT 技術研究中心HEIKKINEN V 等［8］研究了一種新型的干涉式雙向小角度發生器，可以實現2 000″的角度測量，其標準不確定度為0.003 6″。2018年，中國計量科學研究院［9］研制了一種全圓（0～360°）的連續角標準，能夠實現0.05″（k=2）的測量不確定度。可見，國內微小角度測量技術與國外技術相比還有一定的差距，尤其是在同時提高測角范圍和測量精度方面。

為了保證測量結果的可靠性，通常要對測量儀器的性能進行校準。……