一种磁通门经纬仪仪器差的测量模型及不确定度评定方法与流程

文档序号:30421739发布日期:2022-06-15 13:30阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种磁通门经纬仪仪器差的测量模型及不确定度评定方法,其特征在于,该评定方法具体步骤如下:(1)依据不同测量方法构建测量模型:依据磁通门经纬仪仪器差两不同的测量方式构建两组测量模型;(2)计算灵敏系数公式:通过使用不同的模型获取各组参数,并对标准不确定度公式以及及计算灵敏系数公式进行数据合成处理;(3)计算各分量标准不确定度并合成,得出扩展不确定度:根据参数,计算各输入量x
i
的标准不确定度u(x
i
)、灵敏系数c
i
、不确定度分量u
i
(y),并合成标准不确定度u
c
(e
dx
)、u
c
(e
ix
),根据需要进行自由度v
i
及v
eff
的估计,并确认仪器差的扩展不确定度。2.根据权利要求1所述的一种磁通门经纬仪仪器差的测量模型及不确定度评定方法,其特征在于,步骤(1)中所述测量模型构建具体步骤如下:步骤一:若使用近零法对磁通门经纬仪仪器差进行测量,则构建相关磁偏角d仪器差测量模型以及磁倾角i仪器差测量模型,其具体构建公式如下:量模型以及磁倾角i仪器差测量模型,其具体构建公式如下:其中,为被测仪器所测量的若干组磁偏角基线值d
bx
的均值,为标准仪器所测量的若干组磁偏角基线值d
bs
的均值,为被测仪器所测量的若干组磁倾角基线值i
bx
的均值,为标准仪器所测量的若干组磁倾角基线值i
bs
的均值;δr
d
、δr
i
:在理想状态下,d
bx
,d
bs
,i
bx
及i
bs
在任何时候都为恒定常数,实际中,由于进行连续相对值记录的磁通门磁力仪的三个磁轴x、y、z并没有完全正交及其它素,导致记录的三分量地磁变化曲线d、h、z会相互掺杂影响,且地磁场变化越剧烈,影响越明显,这种影响量的变化称为日变,其影响量即为δr
d
、δr
i
,单位:

;c
x
、c
s
:被测仪器及标准仪器修正系数,无量纲;δc
x
、δc
s
:被测仪器及标准仪器修正系数的偏差,无量纲;δθ
x
、δθ
s
:被测仪器及标准仪器磁通门探头温度系数,单位:nt/℃;δt
x
、δt
s
:被测仪器及标准仪器测量开始与结束时的环境温度差,单位:℃;δs
x
、δs
s
:近零法测量时被测仪器及标准仪器在某位置的修正值,∑δs为所有四个位置修正值之和,定义为所有第三、第四位置的和减去第一、第二位置的和,单位:nt;t=3438

/rad,弧度转换为角度制分的参数;
h:测量点位磁场水平分量概值,测量时段内可认为常量,单位nt;f:测量点位在测量时段磁场总强度均值,测量时段内可认为常量,单位nt;步骤二:若使用指零法对磁通门经纬仪仪器差进行测量,则构建相关磁偏角d仪器差测量模型以及磁倾角i仪器差测量模型,其具体构建公式如下:量模型以及磁倾角i仪器差测量模型,其具体构建公式如下:其中,公式(3)、(4)中各值含义具体见步骤一。3.根据权利要求1所述的一种磁通门经纬仪仪器差的测量模型及不确定度评定方法,其特征在于,步骤(2)中所述数据合成具体步骤如下:第一步:根据使用的测量方法,在式(1)~式(4)中选择仪器差e
dx
以及e
ix
的测量模型,同时对模型中的各不确定度来源进行确定,并获取所有参数;第二步:采用gum法的公式对通过公式(1)、公式(2)、公式(3)以及公式(4)构建的测量模型进行合成,其具体合成公式如下:模型进行合成,其具体合成公式如下:第三步:对公式(1)~(4)进行合成方差处理,并对偏导数表示式中的各个输入量均取其数学期望进行计算。4.根据权利要求1所述的一种磁通门经纬仪仪器差的测量模型及不确定度评定方法,其特征在于,第三步中所述合成方差具体计算公式如下:征在于,第三步中所述合成方差具体计算公式如下:征在于,第三步中所述合成方差具体计算公式如下:征在于,第三步中所述合成方差具体计算公式如下:其中,c
i
代表灵敏系数,i为自然数,且i>0;在公式(7)中,c
i
的值具体如下:的值具体如下:
其中,因各个输入量均取其数学期望,故δc
x
=δc
s
=δθ
x
=δθ
s
=0,同理,在(8)中,c1=c2=1,c3=-1,1,在(9)中c1=c2=1,c3=-1,在(10)中c1=c2=1,c3=-1,5.根据权利要求2所述的一种磁通门经纬仪仪器差的测量模型及不确定度评定方法,其特征在于,步骤(3)中所述分布估计具体步骤如下:s1:收集被测仪器及标准仪器测得的d、i的基线值均值s1:收集被测仪器及标准仪器测得的d、i的基线值均值以及对标准仪器的以及不确定度来源进行确认;s2:若将被测量值溯源至国际基准,则合成标准不确定度以及若溯源至国内基准,则忽略u1项合成标准不确定度以及s3:收集在日常进行观测的下午时段内,相对记录仪器记录的磁偏角与磁倾角日变幅度,并确定仪器日变引起的偏差范围
±
α
d
以及
±
α
i
,同时通过均匀分布估计得到以及s4:记录仪器标定时得到的δc
x
的标准偏差β
x
,标定6组,则由重复性导致的标准不确定
度为s5:收集上次校准以来修正系数的变化量的不确定度分量u1(δc
s
),其不确定度分量变化量在
±
β
s1
范围内,并通过均匀分布估计得记录修正系数在标定时由重复性导致的不确定分量u2(δc
s
),标定6组,其不确定分量标准偏差为β
s2
,并得到将两个不相关的分量合成标准不确定得s6:分别确定被测仪器温度系数δθ
x
以及标准仪器温度系数δθ
s
范围
±
γ
x
以及
±
γ
s
,并通过均匀分布估计得以及。6.根据权利要求5所述的一种磁通门经纬仪仪器差的测量模型及不确定度评定方法,其特征在于,步骤(5)中所述不确定度来源包括与国际标准值的偏差引入的不确定度以及由测量重复性引入的不确定度,其中,与国际标准值的偏差引入的不确定度为以及国际比对d、i最大允许误差均为0.1

,以均匀分布估计得由测量重复性引入的不确定度为以及d、i各进行n次重复测量,每次测量的标准偏差为s(d
bs
)以及s(i
bs
),n次测量平均值的不确定度为以及

技术总结
本发明公开了一种磁通门经纬仪仪器差的测量模型及不确定度评定方法,属于数据评定领域,该评定方法具体步骤如下:(1)依据不同测量方法构建测量模型;(2)计算灵敏系数公式;(3)计算各分量标准不确定度并合成,得出扩展不确定度;本发明通过加入了对结果产生影响的系统因素,能够丰富了该测量理论,使得测量结果更加准确,采用方法进行评定后,结果清晰展示出了测量过程中各影响量的大小,能够避免在仪器计量检定过程中某些边界情况下对仪器性能做出的误判的概率。出的误判的概率。出的误判的概率。


技术研发人员:古云飞 黄好 李文一
受保护的技术使用者:陕西省地震局
技术研发日:2022.03.18
技术公布日:2022/6/14
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