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Untersuchungen zur Richtungsmessgenauigkeit

Ziele

Die Koordinatenmessgenauigkeit des Lasertrackers Leica LTD500 wird vom Hersteller mit ± 10 ppm (2σ) für statische Ziele und mit ± 40 ppm für schnell bewegliche Ziele angegeben. Da zur Distanzmessung das sehr genaue Verfahren der Interferometrie eingesetzt wird, hängt die Koordinatenmessgenauigkeit in erster Linie von der - im Vergleich zur Distanzmessung weniger genauen - Richtungsmessgenauigkeit ab. Somit besteht ein großes Potential zur allgemeinen Genauigkeitssteigerung, wenn es zum einen gelingt, Störeinflüsse auf die Richtungsmessung zu erkennen und zu vermeiden, und zum anderen systematische Fehler bei der Richtungsmessung aufzudecken und durch Kalibrierung zu vermindern.

 

Stand der Arbeiten

Zur Beurteilung der Richtungsmessgenauigkeit zu statischen Zielen wurden bislang die Wiederholgenauigkeit der Richtungsmessung und die Messgenauigkeit bei vorgegebenen Soll-Winkeln untersucht.

Als Erweiterung der vom Hersteller vorgeschlagenen Prozedur zur Instrumentenprüfung bzw. „Instrumentenausrichtung“ (Ermittlung der Kalibrierparameter) wurden zahlreiche Zwei-Lagen-Messungen in unterschiedlichen Entfernungen sowie unter variierenden Horizontal- und Vertikalrichtungen durchgeführt.

Es zeigte sich dabei eine Wiederholgenauigkeit einer einzelnen Zielung von 0,00025° bei der Horizontalrichtung und von 0,00015° bei der Vertikalrichtung (einfache Standardabweichung). Die Wiederholgenauigkeit war unabhängig von der Entfernung und der Richtung zum Zielpunkt.

Für den Vergleich mit Soll-Winkeln wurden mit Hilfe eines Mikrometerschlittens sehr kleine seitliche Verschiebungen in verschiedenen Entfernungen vorgegeben. Mit Kenntnis der bekannten Entfernungen zwischen Tracker und Zielpunkt konnten die entsprechenden Soll-Winkel berechnet werden.

Aus den Abweichungen zu den Sollwinkeln konnte eine Genauigkeit für die Horizontalrichtungen von besser als 0,0002° (einfache Standardabweichung) ermittelt werden. Auch diese war unabhängig von der Entfernung zum Zielpunkt.

BILD

Autokollimator - Tracker- Mikrometerschlitten

 

Zukünftige Arbeiten

Mit Hilfe der Präzisions-High-Speed-Linearmessbahn (PHIL) soll der Vergleich mit Soll-Winkeln auf den gesamten Horizontalkreis des Lasertrackers ausgedehnt werden. Dazu ist es notwendig, die linearen Verschiebungen des interferometerkontrollierten Messschlittens im Bezug auf den Tracker-Standpunkt in Winkel zu transformieren. Auf diese Weise kann jeweils ein Bereich von 30° untersucht werden.

 

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Manfred Juretzko