探討如何提高影像測(cè)量?jī)x測(cè)量準(zhǔn)確度

影像測(cè)量?jī)x是建立在CCD數(shù)位影像的基礎(chǔ)上，依托于計(jì)算機(jī)屏幕測(cè)量技術(shù)和空間幾何運(yùn)算的強(qiáng)大軟件能力而產(chǎn)生的。計(jì)算機(jī)在安裝上專用控制與圖形測(cè)量軟件后，變成了具有軟件靈魂的測(cè)量大腦，是整個(gè)設(shè)備的主體。它能快速讀取光學(xué)尺的位移數(shù)值，通過建立在空間幾何基礎(chǔ)上的軟件模塊運(yùn)算，瞬間得出所要的結(jié)果；并在屏幕上產(chǎn)生圖形，供操作員進(jìn)行圖影對(duì)照，從而能夠直觀地分辨測(cè)量結(jié)果可能存在的偏差。

一、誤差的定義：所測(cè)得的數(shù)值與其真值（標(biāo)稱值）之間的差。理論真值（名義值）：設(shè)計(jì)時(shí)給定，或者計(jì)算得到的值，如零件的名義尺寸，也可以理解為圖紙上標(biāo)注的值；約定真值：一些幾何量和物理量的值。例如，由國(guó)際數(shù)據(jù)委員會(huì)推薦的真空光速、阿伏加德羅常量等特定量的值。相對(duì)真值：更高測(cè)量精度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)儀器測(cè)量出來的值。

無論測(cè)量精度多高，誤差是客觀存在的，真值通常是未知的，因此誤差通常是未知的。這里的真值與理論真值不是一個(gè)概念。

二、產(chǎn)生隨機(jī)誤差的原因：

1、測(cè)量裝置方面的因素：零部件變形、信號(hào)處理電路的隨機(jī)噪聲等。

2、環(huán)境方面的因素：溫度、濕度、氣壓的變化，光照強(qiáng)度、電磁場(chǎng)的變化等。

3、人為方面的因素：瞄準(zhǔn)、讀數(shù)不穩(wěn)定，人為操作不當(dāng)?shù)取？梢宰C明：當(dāng)測(cè)量次數(shù)趨向無，算術(shù)平均值必然趨近于真值。

三、系統(tǒng)誤差：是指在確定的測(cè)量條件下，某種測(cè)量方法和裝置，在測(cè)量之前就已存在誤差，并始終以必然性規(guī)律影響測(cè)量結(jié)果的正確度。

實(shí)際的測(cè)量過程往往存在系統(tǒng)誤差，有時(shí)系統(tǒng)誤差數(shù)值還比較大。系統(tǒng)誤差不易被發(fā)現(xiàn)，多次重復(fù)測(cè)量又不能減小它對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。系統(tǒng)誤差比隨機(jī)誤差具有更大的危險(xiǎn)性，必須認(rèn)真研究系統(tǒng)誤差的特征與規(guī)律，發(fā)現(xiàn)、減小或消除系統(tǒng)誤差。

系統(tǒng)誤差由固定不變的或者按確定規(guī)律變化的因素造成，在條件充分的情況下這些因素是可以掌握的。主要來源于：

1、測(cè)量裝置方面的因素：計(jì)量校準(zhǔn)后發(fā)現(xiàn)的偏差、儀器設(shè)計(jì)原理缺陷、儀器制造和安裝的不正確等。

2、環(huán)境方面的因素：測(cè)量時(shí)的實(shí)際溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溫度的偏差、測(cè)量過程中的溫度、濕度按一定規(guī)律變化的誤差。

3、測(cè)量方法的因素：采用近似的測(cè)量方法或計(jì)算公式引起的誤差等。測(cè)量人員的因素：測(cè)量人員固有的測(cè)量習(xí)性引起的誤差等。

因此，測(cè)量裝置要請(qǐng)專業(yè)工程師定期進(jìn)行校準(zhǔn)，測(cè)量室的環(huán)境要按建議布置，控制溫度、濕度、振動(dòng)等因素。測(cè)量人員需要經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)指導(dǎo)，測(cè)量時(shí)的操作必須規(guī)范。

如何發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差，即何時(shí)需要請(qǐng)工程師來進(jìn)行校準(zhǔn)？一般建議機(jī)器半年進(jìn)行一次校準(zhǔn)維護(hù)保養(yǎng)，還有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法推薦，可以配一個(gè)精度較高（一般比測(cè)量?jī)x器高一到兩級(jí)）的標(biāo)準(zhǔn)器，用儀器來測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器，如果發(fā)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)器的標(biāo)稱值偏差超過可接受的范圍，就需要進(jìn)行校準(zhǔn)。

四、消除系統(tǒng)誤差的方法：消除誤差源。要求測(cè)量人員對(duì)測(cè)量過程中可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的各個(gè)環(huán)節(jié)作仔細(xì)分析。所用基準(zhǔn)件、標(biāo)準(zhǔn)件是否準(zhǔn)確。所用儀器是否處于正常工作狀態(tài)，是否經(jīng)過檢定。儀器的調(diào)整、測(cè)件的安裝定位和支承裝卡是否正確合理。所采用的測(cè)量方法和計(jì)算方法是否正確，有無理論誤差。測(cè)量的環(huán)境條件是否符合要求，如溫度、震動(dòng)等。

五、精度（不確定度）的含義：

1、準(zhǔn)確度它是系統(tǒng)誤差大小的反映，表征測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定地接近真值的程度。

2、精密度它是隨機(jī)誤差大小的反映，表征測(cè)量結(jié)果的一致性或誤差的分散性。

3、精確度它是系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩者的綜合的反映。表征測(cè)量結(jié)果與真值之間的一致程度。

六、影像測(cè)量?jī)x精度

1、重復(fù)精度：同一測(cè)量方法和測(cè)試條件，在一個(gè)不太長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)，連續(xù)多次測(cè)量同一物理參數(shù)所得到的數(shù)據(jù)分散程度，反應(yīng)了誤差的精密度。很多設(shè)備都有重復(fù)定位精度指標(biāo)。

2、復(fù)現(xiàn)精度：用不同測(cè)量方法、測(cè)試儀器等，在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔對(duì)同一物理參數(shù)做多次測(cè)量，所得數(shù)據(jù)相一致的接近程度。一般復(fù)現(xiàn)精度低于重復(fù)精度。若重復(fù)精度和復(fù)現(xiàn)精度都很高，說明設(shè)備精度穩(wěn)定，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可信。

3、分辨率：儀器設(shè)備能感受、識(shí)別或探測(cè)的輸入量的zui小值。例如：游標(biāo)卡尺的分辨率是0.01mm，千分尺的分辨率為0.0005mm。

要使得測(cè)量精確度高，分辨率必須高，而分辨率高測(cè)量精度未必高。