[Home Page]

Testování totálních stanic: Nová metoda kompaktního ověření přesnosti

Úvod

Periodické ověřování přesnosti měření měřických přístrojů se stává stále důležitějším. Standardy DIN a ISO obsahují přesná pravidla polních metod testování měřických přístrojů. Vedle úplných testovacích metod standardy ISO nabízejí také zjednodušené metody. Správnost těchto metod je mimo jakékoli pochyby. Při praktických aplikacích však mohou vzniknout samozřejmě následující problémy:

Pro vyloučení těchto problémů bylo pak nalezeno vhodné, dále popsané řešení.

Měřické postavení: úhly

Testovaný přístroj je ustaven do trojnožky, pevně zabudované do ocelového nebo betonového pilíře. Úhlové měření je provedeno s použitím pěti kolimátorů ve vzájemných úhlových vzdálenostech 70°, 110°, 50°, 90° a 40° na obvodě kruhu s centrem ve zkoušeném přístroji. Dva z nich jsou umístěny ve vodorovné rovině, tři mimo, ve vzdálenostech +20°, +30° a -40° (viz obr. 1). Důvodem tohoto rozdělení je optimalizovat čas měřického procesu. Jak bylo řečeno, zkoušený přístroj je umístěn v centru mezi kolimátory, což umožňuje současné měření vodorovných a svislých úhlů. Protože je metoda laboratorního charakteru, zanedbávají se atmosférické vlivy jako jsou refrakce, teplotní rozdíly apod. Pro fixování kolimátorů je použit speciální nosič, zabudovaný do stěny nebo pilíře.

Měřické postavení: vzdálenosti

Toto měřické postavení umožňuje testování měření vzdáleností a určení hodnoty aditivní konstanty v rámci omezeného prostoru. S ohledem na krátké vzdálenosti se určování měřítkového faktoru nedoporučuje. Namísto toho by mělo být provedeno obvyklé měření frekvence. V laboratoři by měl být pilíř přístroje umístěn tak, aby se vzdálenosti k terčům pohybovaly mezi pěti a jedním stem metrů (viz obr. 2). Proto bude zřejmě nutné umístit některé odrazné hranoly nebo plochy vně laboratoře (na okolních budovách apod.). Umístění přístroje musí být zabezpečeno a označeno referenčními body, nebo alespoň jedním laboratorním terčem na opačné straně měřených terčových bodů. Vzdálenosti jsou měřeny a kontrolovány kalibračním referenčním přístrojem a brány jako referenční vzdálenosti.

Postupy a vyhodnocení: úhlové

Před měřením musí být přístroj temperován na teplotu okolí. Při temperaci se uvažují dvě minuty na 1°C rozdílu teploty přístroje a okolí. Sklopná osa záměrné, vertikální index a chyba nulového bodu kompensátoru mohou být adjustovány, nemají však vliv na přesnost. Jedna série pozorování tří sad úhlů je měřena v obou polohách na všech pět kolimátorů. Kolimátory jsou zaměřeny do centra, takže měření vodorovných a svislých úhlů je provedeno současně. První polovina sady je měřena ve směru pohybu hodinových ručiček, druhá pak opačně. Mezi každým souborem měření je přístroj uvolněn z trojnožky a otočen o 120° a znovu osazen. Tento postup dovoluje určit chyby v systému úhlového měření. Určení experimentálních středních chyb je provedeno odděleně pro vodorovné a svislé úhly podle známých vzorců pro měření sady úhlů.

Postupy a vyhodnocení: délkové

Před započetím měření je opět třeba přístroj temperovat na aktuální vnější teplotu. Předpokládá se, že přístroj nemá měřítkovou chybu. V době měření vzdálenosti je třeba určit teplotu a tlak vzduchu s cílem opravy vzdálenosti o jakékoli existující atmosférické vlivy tak, aby je pak bylo možno porovnat s délkami referenčními. Určení přesnosti a aditivní konstanty musí být provedeno odděleně pro každý typ terče (reflektor, odrazná páska apod.). Pozorování pro každý druh terče sestává ze tří sad úhlů, měřených v obou polohách na tři terče, umístěné v různých vzdálenostech. Pro každou vzdálenost (terče) je provedeno šest pozorování. Aditivní konstanta je nejprve určena pro každou vzdálenost.

Důvody rozdílů

Příliš velký rozptyl tří určených aditivních konstant může být způsoben následujícími příčinami:

Jestliže nenastala žádná z těchto situací, je aditivní konstanta určena jako průměr ze tří měřených. Experimentálně určená aditivní konstanta by měla být větší jak polovina konstantní části dané měřené vzdálenosti (s přístrojem o specifikaci 2 mm + 2 ppmm by mělo odpovídat 1 mm) a přístroj by měl být adjustován v servisní dílně, přičemž uživatel nemá možnost to provést sám.

Statistické testy

Předmětem zájmu je nyní otázka, zda experimentálně určené střední chyby úhlů a délek odpovídají tovární specifikaci. S použitím obecně známých statistických testů je možno na hranici významnosti 95 % určit všeobecně platný násobek 1,3. To znamená, že pokud je experimentální střední chyba větší jak 1,3 násobek hodnoty udané výrobcem, není výrobek dostatečně vhodný.

Hodnotící software

S cílem optimalizovat hodnocení byl napsán software (Windows OS), který vedle ručního vstupu opticko-mechanických přístrojů umožňuje i automatický sběr dat pro elektronické totální stanice. Uživatel je nejen veden měřickým postupem popsaným shora, ale je také upozorněn na hrubé chyby, jako cílení na chybný terč apod. Měřené hodnoty a výsledky pak mohou být vytištěny jako zprávy.

ISO metody

Porovnání výsledků, získaných tímtéž přístrojem různými testovacími postupy, ukazuje efektivnost, spolehlivost a omezení této kompaktní laboratorní metody. Spotřeba času potřebného pro "kompaktní metodu" je přitom v porovnání s "ISO metodou v poli" pouze pětinová.

Laboratorní metoda testování přesnosti přístroje byla optimalizována s ohledem na požadavky prostoru. Je zvláště vhodné použít tuto metodu pro příležitostné zkoušky jednotlivých přístrojů. Rovněž je také vhodné její využití pro testování velkého počtu přístrojů

Alojzy DZIERZEGA
René SCHERRER
Z časopisu GIM int., roč. 16, č. 6 (2002)
přeložil pro Novinky zeměměřické knihovn
4/2002 (VÚGTK)
P. Vyskočil (zkráceno)

vyvěšeno: 23.12.2002
ID článku: 559


Z časopisu Zeměměřič č. 02-12
[Server] GeodézieNZK [Pošta]